Working with Directives on a Schematic

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Altium Essentials: Schematic Updating

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As Diretivas de Design são objetos colocados no esquema durante a captura do design, fornecendo uma forma de especificar instruções a transmitir a outras partes do software. Está disponível uma variedade de Diretivas de Design para utilização das duas formas seguintes:

  • Diretivas associadas à compilação automática dos documentos esquemáticos de origem.
  • Diretivas utilizadas para passar para a PCB informação definida numa folha esquemática.

As secções seguintes analisam mais de perto estas áreas e as diretivas associadas.

Diretivas relacionadas com a compilação

Os designs evoluem ao longo do tempo e são capturados por fases. À medida que cada fase fica estabelecida, é comum querer verificá-la de forma isolada do resto do design. A compilação de um documento esquemático individual (ou do projeto inteiro) em fases intermédias do processo de captura resulta frequentemente num conjunto de mensagens de erro causadas por circuitos que ainda não foram capturados ou por ligações de interface entre fragmentos de circuito que continuam incompletas. Essas mensagens não têm valor real, uma vez que apenas criam ruído em torno da informação realmente importante. A forma mais rápida e simples de suprimir estes erros de compilação é colocar diretivas No ERC ou Compile Mask.

Diretiva No ERC

A diretiva No ERC é colocada num nó do circuito para suprimir todos os avisos reportados pela Verificação de Regras Elétricas e/ou condições de violação por erro detetadas quando o projeto esquemático é validado. Consulte a página Validating Your Design Project para saber mais.

Diretiva Compile Mask

As diretivas No ERC são excelentes para suprimir um número reduzido de pinos, portas, entradas de folha ou nets em violação dentro de um design. Mas, em alguns casos, pode ser desejável remover uma secção inteira do design, incluindo componentes. Utilize uma diretiva Compile Mask (Place » Directives » Compile Mask command) ou clique no botão Compile Mask () no menu pendente de diretivas em Active Bar para ocultar efetivamente da Compiler a área do design que ela contém, permitindo impedir manualmente a verificação de erros em circuitos que ainda podem não estar completos e que sabe que irão gerar erros de compilação. Isto pode revelar-se muito útil se precisar de compilar o documento ativo, ou o projeto, para verificar a integridade do design noutras áreas específicas, mas não quiser o "ruído" das mensagens geradas pela compiler associadas a partes inacabadas do design.

Tal como o nome sugere, esta diretiva instrui a Compiler a ignorar quaisquer objetos que fiquem completely dentro dos limites da máscara definida. Coloque a máscara exatamente como colocaria um objeto de nota ou retângulo.

Considere o exemplo de circuito esquemático na imagem seguinte, em que a cablagem para o dispositivo LCD1 ainda não está concluída. Compilar apenas este esquema (Project » Validate PCB Project) irá resultar em numerosas mensagens de violação (mostradas abaixo), cada uma causada pelo circuito incompleto. Passe o cursor sobre a imagem para ver o efeito de colocar uma diretiva Compile Mask à volta do circuito incompleto. Estas violações serão ignoradas pela Compiler, enquanto o resto do circuito no esquema – que está totalmente ligado – é verificado. Repare que os objetos que estão realmente mascarados – aqueles que ficam completamente dentro do retângulo delimitador da máscara – aparecerão esbatidos a cinzento.

Passe o cursor sobre a imagem para mostrar o efeito da utilização de uma diretiva Compile Mask para ocultar violações da compiler devidas a circuitos incompletos.
Passe o cursor sobre a imagem para mostrar o efeito da utilização de uma diretiva Compile Mask para ocultar violações da compiler devidas a circuitos incompletos.

Uma compile mask pode ser apresentada em modo expandido (moldura completa) ou recolhido (pequeno triângulo). Estes modos correspondem, respetivamente, à máscara ativada e desativada. Alterne o modo de visualização clicando no canto superior esquerdo de uma compile mask colocada. Esta funcionalidade pode ser útil quando a simulação é incluída como parte do fluxo de design: saiba mais.
Embora as compile masks possam ser rodadas ou espelhadas ao longo do eixo X ou Y, isso não tem qualquer efeito na orientação do circuito de design no seu interior.

Diretivas relacionadas com PCB

Como Ambiente de Design Unificado, o Altium Designer fornece a capacidade de definir requisitos de PCB antes de efetuar o layout da placa. Isto é conseguido adicionando e especificando parâmetros a objetos colocados na(s) folha(s) esquemática(s).

Para determinados objetos de desenho esquemático – como componentes, símbolos de folha, portas, etc. – isto implica adicionar o(s) parâmetro(s) relevante(s) como parte das propriedades desse objeto. Para objetos de rede, como fios e barramentos, os parâmetros não podem ser adicionados diretamente como propriedade do fio ou do barramento. Em vez disso, os parâmetros necessários para conter a informação são especificados usando diretivas de design dedicadas.

A informação seguinte pode ser especificada, usando diretivas, e será transferida para as definições apropriadas baseadas em PCB durante a sincronização do design:

  • Restrições de layout de PCB
  • Pares diferenciais
  • Classes de net

Ao incluir diretivas de design no Esquemático, os engenheiros de design podem especificar restrições de design explícitas, garantindo que o Esquemático permanece o registo mestre do design. Quaisquer alterações ao design seriam realizadas apenas no lado do esquemático e enviadas para o PCB. Isto pode tornar-se particularmente importante quando várias pessoas estão a trabalhar no design – especialmente se estiverem geograficamente separadas.  Em vez de tentarem comunicar entre si através de cadeias de emails ou chamadas telefónicas, a pessoa que está a capturar o design pode garantir que determinadas restrições são efetivamente utilizadas durante a fase de layout.

No centro desta funcionalidade está a diretiva Parameter Set directive.

Estas são essencialmente objetos Parameter Set definidos pelo utilizador, que podem ser associados a um objeto de rede num design esquemático. Coloque uma diretiva PCB Layout sobre um fio, barramento ou signal harness, para definir uma ou mais restrições de design direcionadas à(s) net(s) associada(s). Quando é criado um PCB a partir do esquemático, a informação na diretiva PCB layout é utilizada para criar regras de design PCB relevantes. A informação especificada por uma diretiva PCB Layout é aplicada apenas à net (ou conjunto de nets) à qual a diretiva está ligada.

Uma diretiva Parameter Set.
Uma diretiva Parameter Set.

Isto atua como um contentor para qualquer número de parâmetros direcionados à net à qual a diretiva Parameter Set está ligada. Pode ser colocada uma diretiva Parameter Set predefinida sem parâmetros (Place » Directives » Parameter Set) e o(s) parâmetro(s) relevante(s) pode(m) ser adicionado(s) mais tarde. As secções seguintes analisam mais detalhadamente a utilização destas diretivas baseadas em parâmetros. Estão disponíveis diretivas de conjunto de parâmetros definidas pelo utilizador (Parameter Set) e predefinidas (Differential Pair). A única diferença entre um conjunto de parâmetros vazio e um conjunto de parâmetros predefinido é que os conjuntos de parâmetros predefinidos incluem um parâmetro, conforme será descrito abaixo.

Consulte a página Defining Differential Pairs in Your Schematics para saber mais sobre a utilização de diretivas Differential Pair.

Moving from Directives to the Constraint Manager

A abordagem original para definir os requisitos de design consistia em tratá-los separadamente nos editores de esquemático e de PCB; as Diretivas definem-nos no editor de esquemático, e Design Rules no editor de PCB. Esta separação foi resolvida com a introdução do Constraint Manager, um editor separado para definir os requisitos de design, permitindo que sejam configurados e editados em qualquer fase do processo de design. Apenas uma abordagem pode ser utilizada para um determinado projeto; uma forma simples de verificar é procurar uma entrada Constraint Manager no menu Design. Se não existir (e em vez disso existir uma entrada Rules no menu Design do editor PCB), então o projeto está a utilizar a abordagem mais antiga de Design Rules.

Se o Constraint Manager estiver a ser utilizado, as classes de net, pares diferenciais, classes de pares diferenciais e regras definidas usando as diretivas parameter set e differential pair não not serão detetadas nem transferidas ao atualizar o PCB a partir do esquemático. Apenas as classes de net, pares diferenciais, classes de pares diferenciais e regras definidas no Constraint Manager serão transferidas.

Note que pode importar regras, classes de net, pares diferenciais e classes de pares diferenciais a partir de diretivas colocadas em esquemáticos, usando o comando Import from Directives no menu do botão direito da vista Physical ou Electrical do Constraint Manager quando acedido a partir de esquemáticos – saiba mais. Note que, após importar dados das diretivas para o Constraint Manager e guardar essas alterações, as diretivas importadas serão distinguidas no espaço de design esquemático pela sua cor azul (com um símbolo ligeiramente diferente). Isto indica que ocorreu a transição unidirecional das diretivas para o Constraint Manager, tornando-se as diretivas azuis objetos só de leitura (não é permitida qualquer edição adicional).

Colocar diretivas de Parameter Set

Coloque uma diretiva deste tipo escolhendo o comando Place » Directives » Parameter Set no menu principal, ou ao clicar com o botão direito dentro da área de desenho. Ao colocar uma diretiva de conjunto de parâmetros predefinida, não existirão parâmetros. Um parameter set é uma diretiva de desenho que permite associar especificações de desenho a um objeto do tipo net dentro de um desenho esquemático. Por exemplo, utilize um parameter set para declarar duas nets como membros de um par diferencial. É a presença de parâmetros com nomes específicos no parameter set que o software utiliza para determinar que diretiva de desenho está a colocar.

Para além das diretivas de parâmetros definidas pelo utilizador, uma diretiva de parâmetros baseada em regras é definida a partir da caixa de diálogo Choose Design Rule Type, acessível a partir do modo de painel Properties associado ao parâmetro. O acesso envolve o seguinte:

 
 
 
 
 
  1. Prima Tab antes de colocar a diretiva Parameter Set ou faça duplo clique numa diretiva Parameter Set já colocada para apresentar o modo Parameter Set do painel Properties.

  2. Em seguida, clique no botão Add na secção Parameters do modo Parameter Set do painel Properties e escolha Rule na lista pendente para selecionar uma regra na caixa de diálogo Choose Design Rule Type.

Editar o valor de uma regra.
Editar o valor de uma regra.

Utilize a caixa de diálogo Choose Design Rule Type para escolher a regra que pretende adicionar como parâmetro de regra à diretiva. Fazer duplo clique num tipo de regra dar-lhe-á acesso à caixa de diálogo Edit PCB Rule (From Schematic) correspondente, na qual pode definir as restrições da regra.

As propriedades específicas presentes na caixa de diálogo Edit PCB Rule (From Schematic) dependem da regra de desenho selecionada e serão as mesmas que estão definidas para essa regra no editor PCB.

Por exemplo, a imagem abaixo mostra a caixa de diálogo Edit PCB Rule (From Schematic) para Max-Min Width Rule, onde pode: configurar definições Mín./Preferida/Máx. para todas as camadas, definir manualmente cada definição de largura para cada camada, ou escolher utilizar um Perfil de Impedância. Se estiver a selecionar um perfil de impedância e a estrutura física real da placa já tiver sido definida no editor PCB, também pode selecionar o ficheiro da placa para Load the PCB Layer Stack and calculate the track width values.

Se a PCB já existir e a pilha de camadas tiver sido definida, as larguras calculadas podem ser carregadas para o esquema.Se a PCB já existir e a pilha de camadas tiver sido definida, as larguras calculadas podem ser carregadas para o esquema.

A regra apresentada acima foi aplicada a uma classe de nets. Isto foi conseguido colocando uma Blanket Directive com uma PCB Routing Directive associada para agrupar as nets numa classe, e depois aplicar a Regra de Largura Máx-Mín a essa classe (mostrar imagem).

Para obter informações detalhadas sobre cada uma das Regras de Design de PCB e restrições, clique aqui.

Utilize o campo de lista pendente Measurement Units para selecionar unidades Metric ou Imperial.

Especificação das restrições para uma regra escolhida.
Especificação das restrições para uma regra escolhida.

A entrada para a região Parameters será o tipo de regra escolhido, juntamente com as restrições especificadas. A imagem seguinte ilustra os parâmetros da regra de restrição de largura definida para uma diretiva Parameter Set. Para apresentar a regra na área de design, clique no ícone de visibilidade () na região Rules.

Múltiplas restrições de regra definidas para uma determinada net, por cortesia de uma diretiva Parameter Set.
Múltiplas restrições de regra definidas para uma determinada net, por cortesia de uma diretiva Parameter Set.

Quando o design é transferido para a PCB, através do processo de sincronização, serão criadas as regras de design relevantes, com base na informação contida numa diretiva. A palavra Schematic é utilizada no nome de cada regra gerada, para distinguir a origem dessa regra.

Regras de design geradas no lado da PCB.
Regras de design geradas no lado da PCB.

Lembre-se de que podem ser adicionados vários parâmetros à mesma diretiva Parameter Set, permitindo um esquema mais organizado.

Colocação de diretivas de classe de net 

Uma diretiva Net Class permite-lhe criar classes de nets definidas pelo utilizador no esquema. Uma diretiva Net Class pode ser colocada escolhendo o comando Place » Directives » Parameter Set nos menus principais e, em seguida, definindo o conjunto de parâmetros como uma diretiva de classe de net, tal como especificado na Dica n.º 2 na página do comando. Quando é criada uma PCB a partir do esquema, a informação numa diretiva Net Class é utilizada para criar a Net Class correspondente na PCB. Para tornar uma net membro de uma classe de net, associe uma diretiva Net Class ao fio, bus ou signal harness relevante e, depois, defina o parâmetro ClassName da diretiva para o nome da classe pretendida. A opção Generate Net Classes (para Classes Definidas pelo Utilizador) tem de estar ativada em o separador Class Generation da caixa de diálogo Project Options para utilizar esta funcionalidade.

Se tiver sido definida uma diretiva Net Class para uma net, então quaisquer regras de design PCB que também sejam criadas por esse objeto de conjunto de parâmetros terão um âmbito de Regra de Classe de Net quando o design for transferido para o editor de PCB. Pode ser criada uma diretiva Net Class a partir da sua diretiva Parameter Set colocada, adicionando uma classe cujo valor tem de ser definido para a Classe de Net PCB necessária.

Embora as Classes de Net possam ser criadas no editor de PCB, a função lógica ou agrupamento de nets é normalmente muito mais clara no esquema e, por isso, faz mais sentido conduzir o processo a partir daí.

Quando o design é transferido para a PCB, através do processo de sincronização, serão criadas as classes de net relevantes, com base na informação contida numa diretiva.

Associe uma diretiva Net Class a um objeto Blanket, para criar uma classe de net cujos membros são as nets individuais abrangidas por esse blanket. Se uma diretiva PCB Layout também estiver associada a esse blanket, os parâmetros de regra da diretiva PCB Layout terão como alvo essa classe de net, em vez de cada net individual. Ao importar as alterações para o documento PCB, isto resulta na criação de uma única regra de design (por parâmetro), com um âmbito definido para ter como alvo a classe de net.

Colocação de Blanket Directives

As diretivas Parameter Set só podem ter como alvo a net específica à qual estão associadas, mas quando combinadas com uma diretiva Blanket, o seu âmbito pode ser expandido para abranger todas as nets dentro do blanket.

Coloque uma diretiva deste tipo escolhendo o comando Place » Directives » Blanket nos menus principais. Ao colocar um blanket, pode definir uma forma retangular simples ou uma forma poligonal. Esta última proporciona um controlo mais preciso sobre a cobertura dos objetos de net necessários numa folha.

O blanket identifica as nets de interesse – coloque uma diretiva Parameter Set em qualquer ponto da borda do blanket para aplicar requisitos de design a essas nets. Para aplicar a diretiva de perímetro a uma net sob uma diretiva Blanket, um objeto associado a essa net – um pin, uma port, uma net label, uma power port, um segmento de wire/bus/harness (incluindo ambas as extremidades) – tem de ficar dentro dos limites do blanket. Tenha em atenção que, para identificadores de net, como net labels, o hotspot tem de estar dentro do blanket. Se as nets membro não forem transferidas para o Parameter Set da PCB como esperado, tente ajustar a área do blanket em conformidade.

Para verificar a quais nets a diretiva blanket será aplicada, utilize a funcionalidade Net Colors para as realçar. Escolha a cor pretendida no menu View » Set Net Colors e, em seguida, clique no perímetro da diretiva Blanket pretendida. Para limpar o realce de uma net específica, utilize o comando View » Set Net Colors » Clear Net Color e depois clique na net da qual pretende remover a cor. Para limpar a coloração das nets de todas as folhas do esquema, utilize o comando View » Set Net Colors » Clear All Net Colors.

Um exemplo de utilização de uma diretiva Blanket para aplicar uma diretiva Parameter Set a nets dentro do blanket.
Um exemplo de utilização de uma diretiva Blanket para aplicar uma diretiva Parameter Set a nets dentro do blanket.

Exemplos de utilização de uma diretiva blanket podem incluir:

  • Associar uma diretiva Parameter Set a um objeto blanket para que os seus parâmetros de regra sejam aplicados a cada net individual abrangida por esse blanket.
  • Associar uma diretiva Parameter Set a um objeto blanket para criar um Parameter Set cujos membros são as nets individuais abrangidas por esse blanket.
  • Associar uma diretiva Differential Pair a um objeto blanket para criar objetos de par diferencial com base em nets diferenciais dentro dos limites desse blanket.
Afixe uma diretiva Parameter Set a um objeto Blanket object para que os seus parâmetros de regra sejam aplicados a cada net individual abrangida por esse blanket. Se uma diretiva Parameter Set também estiver afixada a esse blanket e o Parameter Set também tiver um parâmetro Net Class, os parâmetros de regra da diretiva Parameter Set terão como alvo essa net class, em vez de cada net individual. Ao importar as alterações para o documento PCB, isto resulta na criação de uma única regra de design (por parâmetro) com um âmbito definido para essa net class.
Também pode copiar uma diretiva Parameter Set do perímetro e afixá-la a outra diretiva Blanket ou até a fios, buses ou harnesses individuais – o resultado será adicionar todas as nets adicionais associadas à mesma diretiva Parameter Set à mesma PCB Net Class gerada.

Um Blanket, em conjunto com uma diretiva Parameter Set, também pode ser usado para aplicar classes de componentes e parâmetros a componentes que estejam completamente dentro da área definida pelo Blanket. Para o fazer, utilize as opções Component Class e Parameter no menu pendente do botão Add nas propriedades da diretiva Parameter Set afixada ao Blanket. A informação sobre a classe de componentes e o parâmetro será transferida para o documento PCB do projeto durante o processo ECO ao atualizar o PCB.

Diretivas indiretas (baseadas em parâmetros)

As diretivas Parameter Set são necessárias ao direcionar objetos do desenho no Schematic que não podem conter parâmetros, mas para os objetos que podem, as diretivas de desenho podem ser aplicadas indiretamente adicionando-as (e definindo-as) como parâmetros ao objeto esquemático relevante. Em essência, são parameter-based directives.

Exemplos de como as diretivas baseadas em parâmetros poderiam ser usadas incluem limitar a altura de um determinado componente ou adicionar uma restrição de afastamento direcionada a todos os objetos do desenho. O parâmetro necessário que define a restrição é adicionado ao objeto como uma regra.

Quando sincronizadas com o PCB, as diretivas baseadas em parâmetros que tenham sido adicionadas a objetos no esquema tornar-se-ão regras de desenho PCB. O âmbito da regra de desenho PCB correspondente será determinado pela natureza do objeto ao qual o parâmetro foi inicialmente atribuído. A tabela seguinte resume as opções de âmbito de regra PCB suportadas para parâmetro esquemático para regra PCB.

Adicionar um parâmetro (como regra) a um... A partir de... Para um âmbito de regra PCB de...
Pin o separador Parameters do modo Pin mode of the Properties panel. Pad
Port o separador Parameters do modo Port mode of the Properties panel. Net
Component a região Parameters do modo Components mode of the Properties panel. Component
Sheet Symbol o separador Parameters do modo Sheet Symbol mode of the Properties panel, quando Local está selecionado na região Source. Component Class
Device Sheet Symbol o separador Parameters do modo Sheet Symbol mode of the Properties panel, quando Device está selecionado na região Source. Component Class
Managed Sheet Symbol a região Parameters do modo Sheet Symbol mode of the Properties panel, quando Managed está selecionado na região Source. Component Class
Sheet o separador Parameters do modo Document Options mode of the Properties panel. All Objects

Em cada caso, o método de adicionar um parâmetro baseado em regra é o mesmo. A partir do respetivo separador ou caixa de diálogo, execute o seguinte:

  1. Adicione um parâmetro como regra.
  2. Selecione o tipo de regra a utilizar.
  3. Configure as restrições para o tipo de regra escolhido.
Ao adicionar parâmetros de regras de desenho a objetos num esquema, é atribuído um ID único a cada parâmetro de regra. Os mesmos IDs são atribuídos às regras de desenho correspondentes que são criadas no PCB. Com este ID único, as restrições de uma regra podem ser editadas quer no lado do esquema quer no lado do PCB, e as alterações aplicadas aquando da sincronização.

Especificar classes de componentes

De forma semelhante, as classes de componentes podem ser definidas no esquema adicionando um parâmetro ClassName aos componentes visados e definindo o respetivo valor para o nome de classe pretendido. Quando o desenho for transferido para o PCB, as classes de componentes definidas serão criadas.

Para garantir que as Component Classes definidas no Schematic são propagadas para o PCB, as seguintes opções têm de ser definidas na caixa de diálogo Project Options:

  • Ative a opção Generate Component Classes localizada na região User-Defined Classes do separador Class Generation tab da caixa de diálogo.
  • No separador Comparator tab da caixa de diálogo, defina a opção Differences Associated with Components » Extra Component Classes Mode para Find Differences.

A opção do separador Class Generation acima listada é apresentada na imagem abaixo. Passe o cursor sobre a imagem para ver a definição da opção do separador Comparator .

Para propagar Component Classes para o PCB, ative a opção Generate Component Classes no separador Class Generation. Passe o cursor sobre a imagem para mostrar o separador Comparator onde terá de definir a opção Extra Component Classes Mode para Find Differences.
Para propagar Component Classes para o PCB, ative a opção Generate Component Classes no separador Class Generation. Passe o cursor sobre a imagem para mostrar o separador Comparator onde terá de definir a opção Extra Component Classes Mode para Find Differences.

Depois de definidas, as classes podem ser bloqueadas na região Properties do painel Properties das propriedades do respetivo componente.

No editor PCB, um componente pode pertencer a várias Component Classes. Para definir isto no esquema, separe cada nome de PCB Component Class com uma vírgula no valor do parâmetro do componente esquemático (show image).

Controlar a impressão de diretivas

Por predefinição, todas as diretivas de desenho são incluídas na impressão das folhas do esquema. No entanto, isto pode ser alterado:

Controle a impressão das diretivas conforme necessário. Para diretivas No ERC, pode optar por imprimir determinados estilos de símbolo, excluindo outros.
Controle a impressão das diretivas conforme necessário. Para diretivas No ERC, pode optar por imprimir determinados estilos de símbolo, excluindo outros.

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