Agrupando Múltiplas Nets em Barramentos e Chicotes de Sinais

Num relance

Este artigo explica como facilitar a criação e a leitura de esquemas elétricos de grande porte no Altium Designer, agrupando conexões relacionadas em barramentos e chicotes de sinais, especialmente ao trabalhar com várias folhas ou com componentes com muitos pinos. Esclarece quando é adequado usar um barramento, o que torna um barramento válido e como os barramentos diferem dos chicotes de sinais ao agrupar redes relacionadas ou não relacionadas. Também aborda os aspectos práticos da inserção, edição e gestão de barramentos no editor de esquemas elétricos, ajudando você a entender tanto as regras quanto o fluxo de trabalho antes de aplicá-los ao seu próprio projeto. Se você procura uma maneira mais clara e organizada de gerenciar conexões complexas, vale a pena continuar a leitura deste guia.

- Você aprenderá quando usar um barramento ou um chicote de sinais, com base na forma como as redes são nomeadas e agrupadas.
- Você conhecerá os elementos necessários para criar um barramento válido no Altium Designer, incluindo rótulos e portas para conexões que saem de uma folha.
- Você terá uma visão geral de como os barramentos são inseridos, editados e gerenciados no editor de esquemas elétricos.
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Um desafio comum em projetos grandes é manter as redes gerenciáveis, tanto para o projetista que cria a conectividade quanto para quem precisa interpretar e compreender o esquemático. Isso é particularmente importante ao fazer conexões entre folhas, pois é nesse momento que tanto o projetista quanto o leitor podem se confundir com mais facilidade.

Se o projeto incluir componentes com muitos pinos, não será prático criar toda a conectividade usando fios individuais. Várias redes podem ser agrupadas em um barramento se fizerem parte de um conjunto com numeração sequencial, como Data0, Data1 etc. Como alternativa, qualquer combinação de redes e barramentos pode ser agrupada em um chicote de sinais, que oferece uma maneira organizada, tanto visual quanto logicamente, de transferir várias redes pelo projeto.

Trabalhando com barramentos

Os barramentos são usados para agrupar uma série de redes sequenciais, por exemplo, em um barramento de endereços ou de dados. O requisito fundamental é que cada rede do barramento tenha um nome-base comum, seguido de um identificador numérico, conforme mostrado nas imagens abaixo. Por exemplo, as redes Control1, Control2 e Control3 podem ser agrupadas no barramento Control[1..3]. Os barramentos não podem ser usados para agrupar um conjunto de redes não relacionadas, como as redes Enable, Read e Status; para isso, são usados chicotes de sinais, conforme explicado abaixo.

Para criar um barramento válido, ele deve incluir todos estes elementos (conforme mostrado nas imagens abaixo):

  • Um rótulo de rede em cada uma das redes individuais

  • Um rótulo de rede na linha do barramento

  • Uma porta com o mesmo nome do barramento, caso ele saia da folha

Todos os elementos mostrados na imagem acima devem ser incluídos para criar um barramento válido. As entradas de barramento só precisam ser usadas se você quiser derivar elementos diferentes de ambos os lados do barramento. 
Todos os elementos mostrados na imagem acima devem ser incluídos para criar um barramento válido. As entradas de barramento só precisam ser usadas se você quiser derivar elementos diferentes de ambos os lados do barramento.

Os barramentos não são transferidos para a PCB. Em vez disso, é possível criar uma classe de redes para cada barramento do esquemático ou, se necessário, para cada seção de barramento. Uma seção de barramento é criada ao especificar um barramento que, na verdade, é uma seção de um barramento maior, por exemplo, do barramento D[15..0]. Se essa opção estiver habilitada, a PCB incluirá uma classe de redes para o barramento inteiro, bem como para cada seção definida. Habilite as opções necessárias na aba Class Generation da caixa de diálogo Project Options.

Trabalhando com chicotes de sinais

Os chicotes de sinais são altamente flexíveis, pois podem ser usados para agrupar qualquer quantidade de redes, barramentos e chicotes de nível inferior. Como o nome indica, eles são semelhantes a um chicote elétrico, no qual qualquer disposição de fios pode ser agrupada e encaminhada por um produto eletrônico ou elétrico. São mais complexos de criar e gerenciar, mas a vantagem é que podem simplificar significativamente a apresentação de um esquemático e melhorar sua legibilidade.

Os chicotes de sinais são usados para agrupar qualquer combinação de redes, barramentos e chicotes de sinais de nível inferior.
Os chicotes de sinais são usados para agrupar qualquer combinação de redes, barramentos e chicotes de sinais de nível inferior.

Os elementos que compõem um chicote de sinais completo incluem:

  • Harness Connector - Pense em um Conector de chicote como um funil: ele reúne todos os sinais que se conectam a esse chicote por meio das Entradas de chicote incluídas. Uma propriedade fundamental do Conector de chicote é o Harness Type, que identifica o chicote e é usado para vincular os diversos elementos que compõem o chicote de sinais, incluindo as Portas / Entradas de folha conectadas.

  • Harness Entries - Cada sinal (rede, barramento ou chicote de sinais) que você deseja incluir neste chicote de sinais entra no Conector de Chicote por meio de uma Entrada de Chicote. A Entrada de Chicote inclui uma propriedade Tipo de Chicote, que só é usada ao aninhar chicotes de sinais — indicando que esta Entrada de Chicote tem um chicote de sinais de nível inferior conectado a ela.

  • Signal Harness line - A linha semelhante a um barramento posicionada para conduzir o chicote de sinais pela folha.

  • Harness Type - Um tipo de chicote é um conjunto de entradas de chicote. Cada tipo de chicote detectado é definido em um arquivo de definição de chicote, conforme descrito abaixo. O tipo de chicote e suas entradas de chicote associadas são, essencialmente, os nomes dos contêineres que transportam as redes, e não os nomes das próprias redes. Para verificar o valor do tipo de chicote, passe o cursor sobre o objeto, por exemplo, a porta, a entrada de folha ou o conector de chicote.

  • Harness Definition File - O software gerencia os chicotes de sinais registrando as Entradas de chicote presentes em cada chicote de sinais (Tipo de chicote) em um Arquivo de definição de chicote em formato ASCII. A imagem abaixo mostra a sintaxe de um Arquivo de definição de chicote; há uma linha no arquivo para cada Harness Type, que detalha as Entradas de chicote dentro desse chicote. Um Arquivo de definição de chicote é criado (e gerenciado) automaticamente para cada folha de esquemático que contém Conectores de chicote. Você pode encontrá-los na pasta \Settings da árvore do projeto, conforme mostrado na imagem abaixo. Se o projeto sofrer alterações que afetem os chicotes de sinais, os Arquivos de definição de chicote serão atualizados automaticamente. Se um Arquivo de definição de chicote não estiver presente na pasta do projeto, ele será recriado automaticamente quando a folha de esquemático for aberta (esses arquivos podem ser excluídos e serão recriados automaticamente, se necessário).
  • Port + Sheet Entry - Assim como uma net ou um barramento, um Chicote de sinais pode sair de uma folha por uma Porta e se conectar à folha de nível superior por uma Entrada de folha correspondente. Observe que o software altera automaticamente a cor das Portas e das Entradas de folha para indicar que elas transportam um Chicote de sinais se a opção Sheet Entries and Ports use Harness Color estiver habilitada na página Schematic - Graphical Editing da caixa de diálogo Preferences. Observe também que os objetos Porta e Entrada de folha incluem uma propriedade Tipo de chicote; esse valor é definido automaticamente quando você encosta a Porta na linha do Chicote de sinais durante seu posicionamento. Para a Porta na folha de esquemático em que o Chicote é definido (onde o Conector de chicote está presente), o Tipo de chicote é definido automaticamente e não pode ser editado. Para uma Porta ou Entrada de folha posicionada em uma folha de esquemático de nível superior, esse campo estará em branco e poderá ser editado; normalmente, não é necessário defini-lo manualmente. O Tipo de chicote atribuído pode ser verificado a qualquer momento passando o cursor sobre a Porta/Entrada de folha.

As definições de chicotes são armazenadas em Arquivos de definição de chicote. Na imagem acima, há dois chicotes de sinais definidos: 1WB_Write_Read e JTAG.
As definições de chicotes são armazenadas em Arquivos de definição de chicote. Na imagem acima, há dois chicotes de sinais definidos: 1WB_Write_Read e JTAG.

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