Проектирование электронных систем

На ранних этапах разработки электронных устройств важно определить проект на концептуальном/функциональном уровне. Этот начальный шаг служит важнейшей основой для всего процесса разработки, предоставляя высокоуровневое представление об архитектуре системы и ее основных элементах. Грамотно составленная блок-схема проясняет основные функциональные узлы электронной системы и показывает их взаимосвязи. Она помогает визуализировать, как различные части проекта будут взаимодействовать друг с другом, не углубляясь в сложные детали реализации отдельных компонентов. Такая абстракция позволяет сосредоточиться на общем поведении системы и взаимосвязях между модулями, гарантируя, что учтены все необходимые функции и что архитектура системы соответствует требованиям проекта.

Документ Electronic System Design (ESD) позволяет создавать блок-схемы системного уровня и совместно работать с вашими заказчиками.

Создание нового документа ESD

Новый документ ESD можно создать как часть решения, размещенного в вашем рабочем пространстве Renesas 365 Workspace. На странице сведений о решении нажмите кнопку  в правом верхнем углу и выберите System Design в появившемся меню  , чтобы открыть окно Create ESD.

Изначально окно будет представлено в упрощенном виде со следующими полями:

• Name – введите требуемое имя документа ESD.

  Имя документа ESD должно начинаться с символов A-Z, a-z или 0-9 и может содержать A-Z, a-z или 0-9. Допускаются символы подчеркивания, дефисы и пробелы, однако пробелы можно использовать только в середине имени (начальные и конечные пробелы будут проигнорированы). Нельзя использовать следующие слова: AUX, COM1-COM9, LPT1-LPT9, CON, NUL и PRN. Кроме того, имя не может содержать следующие символы: \ . / ? % * : | " < >.

• Description – введите необязательное описание документа ESD.

Чтобы получить доступ к дополнительным элементам управления, нажмите кнопку  . Появится поле Parent Folder. Используйте это поле, чтобы указать, где в структуре папок Workspace должен быть создан документ ESD. По умолчанию это папка Projects. Нажмите ссылку Change справа от поля, чтобы открыть структуру папок Workspace и выбрать другую папку для хранения документа ().

После задания параметров нового документа ESD нажмите . Вы вернетесь на страницу сведений о решении, где теперь увидите плитку для вновь созданного документа ESD.

Чтобы открыть документ ESD, нажмите его имя на плитке или нажмите кнопку  и выберите Open в появившемся меню. Либо дважды щелкните непосредственно по плитке нужного документа ESD или нажмите имя документа.

Определение документа ESD

В документе ESD определенные функции, операции или устройства (например, обработка сигналов или MPU) представлены functional blocks. С точки зрения структуры и визуального представления функциональный блок является контейнером, который может включать графическую фигуру/изображение (с меткой), ключевой компонент(ы) функции, представленный(е) аппаратными/программными объектами, порты и другие блоки. Ports могут использоваться для представления интерфейсов функционального блока (например, интерфейса I2C у MPU), а connection lines между функциональными блоками (размещаемые непосредственно между блоками или их портами) представляют межсоединения (например, сигналы, проходящие между интерфейсами разных устройств).

Размещение и редактирование: общие сведения

Используйте следующие сворачиваемые разделы, чтобы узнать больше о работе в редакторе документов ESD.

Controlling the View of the Document

Элементы управления просмотром основной области отображения:

• Right-Click, Hold&Drag для панорамирования документа.

• Mouse Wheel для вертикальной прокрутки.

• Shift+Mouse Wheel для вертикальной прокрутки.

• Ctrl+Mouse Wheel для увеличения/уменьшения масштаба.

  Вы также можете использовать раскрывающийся список Zoom в правом нижнем углу рабочей области, чтобы выбрать значение масштаба. Выберите в раскрывающемся списке параметр Zoom to Fit, чтобы отобразить на документе все объекты проекта.

Selecting Objects

Объект, размещенный в документе ESD, должен быть выбран перед выполнением над ним какой-либо операции, например редактирования его положения или размера, выполнения операции с буфером обмена (вырезать/копировать) или удаления и т. д.

В самом простом случае можно выбрать отдельный объект проекта, наведя на него курсор и щелкнув мышью. После выбора некоторые объекты проекта можно графически изменять по размеру и/или форме. Объект станет выбранным, и в различных точках редактирования вокруг него появятся маркеры. Чтобы изменить форму и/или размер объекта, нажмите и перетащите маркер редактирования. Точный характер изменения зависит от редактируемого объекта.

Щелкните в стороне от выбранного объекта или нажмите Esc, чтобы снять выделение.

Нажатие Esc снимает выделение с объектов иерархически. Например, если выбран аппаратный компонент, нажатие Esc снимет выделение с компонента и выберет функциональный блок, в котором размещен этот компонент. Если выбранный функциональный блок размещен внутри blanket, нажатие Esc снимет выделение с функционального блока и выберет blanket.

Обратите внимание, что выделение щелчком не является накопительным. При щелчке по другому объекту выделение с текущего объекта снимается. Чтобы выбрать несколько объектов, удерживайте клавишу Shift и последовательно щелкайте объекты, которые нужно выбрать или снять с них выделение. Иными словами, сочетание клавиш Shift+Click изменяет состояние выделения объекта, находящегося в данный момент под курсором, не влияя на состояние других объектов.

Если группа объектов перекрывается, щелкайте повторно, чтобы циклически переключаться между объектами при выборе: сначала будет выбран объект на переднем плане, затем объект, нарисованный непосредственно за ним, и так далее.

Чтобы выбрать несколько объектов, расположенных в определенной области документа проекта, можно использовать рамку выделения. Click and Hold в стороне от объектов в углу воображаемого прямоугольника, охватывающего выбираемые объекты, затем перетащите курсор к противоположному углу этого прямоугольника. Будут выбраны все видимые объекты, находящиеся внутри рамки выделения, а также те, которые касаются этой рамки.

Чтобы выбрать все объекты в документе ESD, можно также использовать сочетание клавиш Ctrl+A.

Alignment Guides

Чтобы точно размещать объекты в рабочей области и выравнивать их по вертикали и/или горизонтали относительно других объектов, при размещении или перетаскивании объекта (или группы объектов) появляются направляющие линии, когда он выровнен с другими объектами документа. Кроме того, появляются стрелки, когда размещаемый/перетаскиваемый объект или объекты совпадают с распределением уже размещенных поблизости объектов.

Arranging Objects

Объекты, размещенные в документе ESD, автоматически располагаются по слоям. Каждый объект находится на отдельном слое в зависимости от порядка создания, поэтому объекты можно размещать так, чтобы они перекрывались. Недавно созданные или добавленные объекты всегда находятся на верхнем слое.

С помощью следующих команд подменю Arrange контекстного меню, вызываемого правой кнопкой мыши, можно перемещать объект в стеке перекрывающихся объектов, частью которого он является:

• Bring to Front (Ctrl+Alt+]) / Send to Back (Ctrl+Alt+[) – переместить объект, являющийся частью стека перекрывающихся объектов, на передний/задний план относительно всех остальных объектов в этом стеке. После запуска команды щелкните объект, который нужно переместить. Объект будет перемещен в верхнюю/нижнюю часть стека перед / за всеми перекрывающимися объектами без изменения его координат x или y.

• Bring Forward (Ctrl+]) / Send Backward (Ctrl+[) – переместить один объект перед / за другим объектом в стеке перекрывающихся объектов. После запуска команды щелкните объект, который нужно переместить, затем щелкните «целевой» объект, перед / за которым нужно переместить первый объект. Первый объект будет перемещен перед / за этим целевым объектом без изменения его координат x или y.

Можно также выбрать один или несколько объектов перед выбором команды. В этом случае команда применяется к выбранному объекту или объектам. 

Using Cut/Copy and Paste

Вы можете вырезать/копировать и вставлять объекты внутри одного документа ESD или между разными документами ESD. Выберите объект(ы), которые нужно вырезать/скопировать, щелкните правой кнопкой мыши в рабочей области и выберите в контекстном меню команду Cut (сочетание клавиш: Ctrl+X) / Copy (сочетание клавиш: Ctrl+C). Чтобы поместить в документ последнее вырезанное/скопированное содержимое, щелкните правой кнопкой мыши в рабочей области и выберите в контекстном меню команду Paste  (сочетание клавиш: Ctrl+V).

Изменение стиля объекта

Когда в документе ESD выбран один или несколько объектов, вы можете изменить их стиль (визуальное представление в рабочей области) с помощью элементов управления на верхней панели инструментов:

• Font settings – используйте эти элементы управления для настройки шрифта (гарнитуры, размера, атрибутов полужирного/курсивного/подчеркнутого начертания, цвета текста и выравнивания) выбранного объекта или объектов, содержащих текст, — функциональных блоков, портов, компонентов и текстов.

• Color – используйте эти элементы управления для настройки цвета заливки (где применимо) и цвета контура выбранного объекта или объектов.

• Line – используйте эти элементы управления для настройки стиля линии и толщины линии выбранного объекта или объектов. Это применяется к объектам линейного типа (линия соединения и полилиния), а также к контуру других объектов.

Чтобы быстро применить стиль одного объекта к другому, выберите объект, стиль которого нужно скопировать, щелкните правой кнопкой мыши в рабочей области и выберите команду Copy Style в контекстном меню (сочетание клавиш: Ctrl+Alt+C). Чтобы применить скопированный стиль к одному или нескольким объектам, выберите эти объекты, щелкните правой кнопкой мыши по выделению и выберите команду Paste Style в контекстном меню (сочетание клавиш: Ctrl+Alt+V).

Вы также можете щелкнуть объект правой кнопкой мыши и выбрать команду Set Default Style в контекстном меню. Стиль этого объекта будет применяться при размещении последующих объектов того же типа.

Размещенные объекты можно перемещать, выделяя их и перетаскивая. Для изменения формы и/или размера объекта также можно выбирать и перемещать отдельные узлы.

• При перетаскивании узла функционального блока, порта, аппаратного компонента, программного компонента, текста, прямоугольника или эллипса удерживайте Shift, чтобы сохранить пропорции объекта.

• При перетаскивании узла изображения его пропорции сохраняются автоматически. Удерживайте Shift, чтобы отключить это поведение.

Отмена и повтор операций

Используйте сочетания клавиш Ctrl+Z и Ctrl+Y, чтобы соответственно вернуть документ ESD к состоянию до последней операции и восстановить изменения, отмененные функцией отмены в документе.

Блокировка объектов

Используйте команды подменю Lock/Unlock в контекстном меню объекта, вызываемом правой кнопкой мыши, чтобы заблокировать/разблокировать его размер и положение и/или содержимое.

• Lock / Unlock – используйте эту команду, чтобы заблокировать/разблокировать размер и положение объекта (чтобы их нельзя было изменить графически; объект с заблокированными размером и положением также нельзя удалить), его стиль (то есть его графическое представление) и его содержимое (например, текст функционального блока).

• Lock size and position / Unlock size and position – используйте эту команду, чтобы заблокировать/разблокировать только размер и положение объекта.

• Lock style / Unlock style – используйте эту команду, чтобы заблокировать/разблокировать только стиль объекта.

• Lock content / Unlock content – используйте эту команду, чтобы заблокировать/разблокировать только содержимое объекта.

Если объект полностью заблокирован (то есть заблокированы его размер и положение, стиль и содержимое), при его выборе вокруг объекта будет отображаться красная пунктирная линия. Если заблокированы только некоторые аспекты объекта, но не все (например, только его стиль), при его выборе вокруг объекта будет отображаться желтая пунктирная линия.

Доступ к свойствам объекта

Вы можете получить доступ к свойствам размещенного объекта, выбрав его в рабочей области и нажав кнопку в правом верхнем углу, чтобы открыть панель Properties. Либо щелкните размещенный объект правой кнопкой мыши и выберите команду Properties в появившемся меню.

Когда в рабочей области не выбран ни один объект, на панели Properties отображаются свойства самого документа ESD — подробнее см. в разделе Свойства документа ниже.

Область Parameters панели Properties позволяет управлять параметрами выбранного объекта (функционального блока, аппаратного компонента, программного компонента, порта или соединения) или, если объект не выбран, самого документа ESD.  В открывшейся панели Properties используйте кнопки  и , чтобы соответственно добавлять и удалять параметры.

Специальные строки

Хотя тексты (текстовые объекты, имена функциональных блоков и т. д.) могут использоваться для отображения статического, заданного пользователем текста в документе ESD, их также можно использовать как заполнители для параметров документа и объектов. Чтобы использовать специальную строку в документе ESD, включите имя параметра в текст объекта. Специальные строки характеризуются префиксом = (например, =ControlAlgorithm, =MotorType и т. д.).

Несколько специальных строк вместе с обычным текстом (фиксированными строками) можно объединять в одну текстовую строку в соответствии со следующими правилами:

Элемент	Функция	Пример
= (знак равенства)	Указывает, что следующая строка является выражением, которое необходимо интерпретировать.	=MotorType ()
+ (плюс)	Используется для объединения элементов специальной строки и фиксированной строки, необходимых в строке.	=MotorType + NumberOfMotors ()
' ' (одинарные кавычки)	Используются для включения фиксированной строки в любое место требуемой строки.	=MotorType + ' Motor (x' + NumberOfMotors + ')' ()

Если параметры с одинаковым именем определены и в объекте, и в документе ESD, значение параметра, определенное в объекте, имеет приоритет над значением, определенным в документе.

Размещение и настройка функциональных блоков

Чтобы разместить новый функциональный блок в документе ESD, нажмите кнопку на нижней панели инструментов. Щелкните в рабочей области, чтобы зафиксировать первый угол прямоугольника функционального блока, затем переместите курсор, чтобы настроить размер прямоугольника, и щелкните еще раз, чтобы завершить размещение. Чтобы изменить имя функционального блока, дважды щелкните функциональный блок, введите нужное имя и нажмите Enter или щелкните вне функционального блока.

Чтобы добавить аппаратный компонент в функциональный блок, нажмите кнопку  на нижней панели инструментов. Курсор изменится на перекрестие, к которому будет прикреплен предварительный просмотр компонента. Щелкните в пределах границ функционального блока, чтобы разместить компонент. Дважды щелкните размещенный компонент и используйте строку поиска во всплывающем окне, чтобы найти компонент. Выберите компонент в списке результатов поиска, и имя этого компонента появится внутри графического представления функционального блока.

Чтобы разместить порт внутри функционального блока, нажмите кнопку на нижней панели инструментов. Курсор изменится на перекрестие, к которому будет прикреплен порт по умолчанию. Щелкните в пределах границ функционального блока, чтобы разместить порт. Вы также можете щелкнуть вне функционального блока — в этом случае новый функциональный блок по умолчанию будет создан автоматически. Чтобы изменить имя порта, дважды щелкните порт, введите нужное имя и нажмите Enter или щелкните вне порта.

Использование RA Explorer

При поиске MCU семейства Renesas RA family можно использовать окно RA Explorer для поиска требуемого компонента. Введите RA или Renesas в строке поиска после размещения аппаратного компонента и используйте ссылку Explorer Mode в верхней части всплывающего окна, чтобы открыть окно, в котором будет представлен список подходящих компонентов. По умолчанию список будет ограничен на основе портов, размещенных в функциональном блоке. Текущий список портов отображается в верхней части окна. Вы можете добавлять порты других типов с помощью элемента управления Add Port и редактировать требуемое количество портов каждого типа с помощью раскрывающихся списков. Щелкните нужный компонент в списке, чтобы выбрать его и отобразить его карту выводов в правой части окна. Когда нужный компонент выбран, нажмите кнопку , чтобы применить его к объекту аппаратного компонента.

После применения RA MCU к объекту аппаратного компонента выберите его и откройте панель Properties, чтобы изучить его свойства. При необходимости можно нажать кнопку  , чтобы открыть окно RA Explorer и выбрать другой MCU.

Соединение функциональных блоков

Линия соединения может начинаться и заканчиваться на границе функционального блока, границе порта, границе прямоугольника, границе изображения, другой линии соединения или в свободном месте документа ESD.  Чтобы разместить линию соединения, нажмите кнопку на нижней панели инструментов. Щелкните точку, в которой нужно начать линию соединения. Затем перемещайте курсор и щелкайте, чтобы зафиксировать ряд вершин, определяющих форму линии соединения. Обратите внимание, что линия соединения будет автоматически избегать пересечения функциональных блоков. Щелкните правой кнопкой мыши, чтобы завершить размещение линии соединения в свободном пространстве документа. После размещения вершины на функциональном блоке, порте или уже размещенном соединении размещение текущего соединения завершается автоматически.

Когда размещенная линия соединения выбрана, доступны следующие маркеры редактирования.

• Щелкните и перетащите A, чтобы изменить положение конечных точек линии соединения.

• Щелкните и перетащите B, чтобы изменить положение сегмента линии соединения. Конечные точки останутся закрепленными.

Один или оба конца (источник и приемник) линии соединения могут отображаться со стрелкой или без нее. Когда линия соединения выбрана, нажмите кнопку на верхней панели инструментов и выберите требуемый стиль в появившемся всплывающем меню.

Задайте позиционное обозначение размещенной линии соединения, дважды щелкнув линию соединения и введя требуемое обозначение. Когда обозначение выбрано, используйте маркер в правом верхнем углу, чтобы повернуть его ().

Можно закрепить сегмент линии соединения, перетащив маркер редактирования сегмента или щелкнув сегмент правой кнопкой мыши и выбрав Pin Segment в появившемся меню. Маркер редактирования закрепленного сегмента отображается с синей заливкой (). Текущее горизонтальное или вертикальное положение закрепленного сегмента остается неизменным при перемещении других сегментов линии соединения. Чтобы открепить закрепленный сегмент, выберите Unpin Segment в контекстном меню сегмента. 

Размещение blankets

Редактор документов ESD позволяет размещать в документе ESD объекты blanket для дополнительного документирования проекта системы. Аппаратные и программные blankets также могут быть связаны соответственно с проектом PCB или программным проектом, чтобы предоставить контекст определенной части проекта системы непосредственно в документе ESD.

Используйте меню объекта blanket на нижней панели инструментов, чтобы разместить blanket (), аппаратный blanket () или программный blanket ().

Чтобы связать аппаратный blanket с проектом PCB или программный blanket с программным проектом, выберите blanket в рабочей области и нажмите кнопку на панели Properties. В открывшемся окне Select Project to link выберите проект, который нужно связать с blanket, и нажмите кнопку . Информация о связанном проекте появится на панели Properties. Нажмите кнопку  , чтобы открыть связанный проект в новой вкладке браузера.

Размещение текста

Редактор документов ESD предоставляет возможность размещать текстовые строки. При необходимости к текстовым строкам можно добавлять ссылки.

Чтобы разместить текстовую строку, нажмите значок  на нижней панели инструментов.

Чтобы изменить размещенную текстовую строку, дважды щелкните по ней, введите нужный текст и нажмите Enter или щелкните вне текстового объекта.

Чтобы добавить ссылку к размещенному тексту, сначала выберите нужный текстовый объект, затем нажмите кнопку  на верхней панели инструментов. В появившемся всплывающем поле введите нужный URL и нажмите Enter.

К добавленной ссылке можно перейти, наведя курсор на текстовый объект, а затем щелкнув ссылку во всплывающем окне.

Чтобы изменить ссылку, нажмите кнопку  во всплывающем окне, измените URL нужным образом и нажмите Enter или нажмите кнопку , чтобы удалить ссылку из текстового объекта.

Размещение графических объектов

Редактор документов ESD предоставляет набор инструментов графических элементов, которые можно использовать для размещения в документе ESD базовых элементов рисования произвольной формы:

• Прямоугольник ()

• Эллипс ()

• Линия ()

• Изображение ()

Используйте меню графических объектов на нижней панели инструментов, чтобы разместить нужный объект.

После выбора нужной команды из меню разместите графический элемент, щелкнув и перетащив указатель в рабочей области, чтобы задать положение и размер элемента, например расстояние между противоположными вершинами прямоугольника. Для полилинии щелкните, чтобы задать первую вершину, затем щелкайте далее, чтобы разместить следующие вершины и тем самым определить ее форму.

Размещенные графические объекты можно перемещать, выделяя их и перетаскивая. Также можно выбирать и перемещать отдельные узлы.

Свойства документа

Когда в рабочей области документа ESD не выбран ни один объект, на панели Properties (открывается нажатием кнопки в правом верхнем углу) отображаются свойства, относящиеся к самому документу ESD.

• Если решение, включающее документ ESD, было создано на основе примера, область Document Notes панели Properties в верхней части показывает подробное описание решения.

• Область Parameters панели Properties показывает список параметров документа ESD. Используйте кнопки и , чтобы соответственно добавлять и удалять параметры. Щелкните имя или значение параметра, чтобы изменить его.

• Область Documentation & Resources панели Properties содержит автоматически сформированный список ссылок на ресурсы (документация Renesas, PDF-файлы), связанные с решением и его элементами.

Комментирование

Редактор документов ESD поддерживает комментирование ваших документов ESD. Комментарий — это добавленная пользователем заметка, привязанная к определенной точке, объекту или области, на которую другие пользователи могут отвечать. Комментарии способствуют совместной работе пользователей без изменения самих общих данных, поскольку комментарии хранятся Workspace независимо от этих данных. Комментарии публикуются, получают ответы и управляются непосредственно в рабочей области документа с помощью контекстного окна комментирования. В комментарии можно упомянуть одного или нескольких людей либо групп. Комментарий также можно назначить участнику Workspace.

Чтобы разместить комментарий, используйте кнопку на правой панели инструментов или команду Add Comment в контекстном меню рабочей области документа.

Предоставление доступа к документу ESD

Документом ESD можно поделиться с правами просмотра с пользователями вне вашего Workspace. Нажмите кнопку в правом верхнем углу документа ESD, чтобы открыть окно Share Item. Выберите поле Share Item With, чтобы получить доступ и ввести полный адрес электронной почты пользователя. Пользователь получит доступ уровня Guest-level к общему документу ESD через свой собственный Workspace или Personal Space.

Управление документом ESD

Меню кнопки в правом верхнем углу документа ESD позволяет управлять документом с помощью следующих команд:

• Settings – используйте эту команду, чтобы открыть окно Edit Project, в котором доступны элементы управления для изменения Name и Description документа ESD (). Нажмите кнопку , чтобы получить доступ к полю Parent Folder и Parameters Workspace. Поле Parent Folder недоступно для редактирования и служит только для отображения информации. Чтобы изменить родительскую папку, необходимо использовать команду Move. Нажмите кнопку , чтобы подтвердить внесенные изменения.

• Move – используйте эту команду, чтобы открыть окно Move to, в котором доступны элементы управления для перемещения документа ESD в другую родительскую папку в структуре папок Workspace (). Используйте это окно, чтобы выбрать новую родительскую папку. Нажмите кнопку  , чтобы выполнить перемещение.

• Clone – используйте эту команду, чтобы открыть окно Clone - ESD, в котором доступны элементы управления для создания идентичной копии документа ESD (). Используйте это окно, чтобы указать имя документа ESD и необязательное описание. По умолчанию будет использоваться имя исходного документа с суффиксом  – Copy.

  Обратите внимание, что имя клонированного документа ESD должно начинаться с символов A-Z, a-z или 0-9 и может содержать A-Z, a-z или 0-9. Допускаются символы подчеркивания, дефисы и пробелы, однако пробелы можно использовать только в середине имени (начальные и конечные пробелы будут проигнорированы). Нельзя использовать следующие слова: AUX, COM1-COM9, LPT1-LPT9, CON, NUL и PRN. Кроме того, имя не может содержать следующие символы: \ . / ? % * : | " < >. Нельзя использовать то же имя, что и у исходного документа.

  Нажмите кнопку , чтобы получить доступ к полю Parent Folder. По умолчанию здесь будет указана папка, в которой находится исходный документ. Нажмите ссылку Change справа от поля, чтобы открыть структуру папок Workspace и выбрать другую папку для хранения клонированного документа.

  После настройки полей нужным образом нажмите кнопку , и исходный документ будет клонирован (дублирован). Затем созданную копию документа ESD можно связать с нужным решением со страницы сведений об этом решении в Renesas 365 Workspace — узнать больше.

• Download – используйте эту команду, чтобы загрузить документ ESD как файл *.json.