Библиотеки компонентов на основе файлов
Краткий обзор
- Узнайте, как символы на принципиальной схеме связаны с моделями для различных областей проектирования и параметрами компонентов.
- Разберитесь в назначении библиотек символов, библиотек посадочных мест и других поддерживаемых форматов моделей.
- Узнайте, как интегрированные библиотеки объединяют модели в одном файле и проверяют соответствие символов моделям при компиляции.
Именно компоненты и соединения между ними образуют ваше уникальное электронное изделие. Компоненты — это его основные строительные блоки. Но что именно представляет собой компонент и где хранятся компоненты?
В реальном мире компоненты — это материальные объекты, поэтому их относительно легко идентифицировать. Но в виртуальном мире проектирования компоненты необходимо представить в виде набора моделей, которые можно использовать в различных областях проектирования. В процессе разработки и реализации проекта компонент представляется условным обозначением на схеме, посадочным местом на печатной плате, моделью SPICE для моделирования, описанием характеристик целостности сигналов для анализа их качества и трехмерной моделью для 3D-визуализации компонентов и печатной платы. Один компонент — и отдельное представление для каждой области проектирования.
Для каждой области проектирования требуется специализированная модель. При разработке схемы такая модель называется условным обозначением. Поскольку среда проектирования построена на принципе, согласно которому проект начинается со схемы, именно условное обозначение на схеме используется для объединения различных моделей.
Параметры добавляют сведения, необходимые для идентификации реального физического компонента, например мощность, допуск, данные для закупки, ссылки на техническую документацию и т. д.

Модель условного обозначения связана с другими моделями, что позволяет полностью описать компонент в каждой области проектирования. При этом 3D-модель размещается непосредственно в посадочном месте.
Модели и библиотеки моделей
Каждый тип модели и компонента необходимо хранить в файле модели или библиотеке. Для некоторых из них используется стандартный формат файлов, например SPICE, а для других — собственный формат, например файл библиотеки схем, в котором хранятся условные обозначения или компоненты.
Некоторые типы моделей, например SPICE, хранятся по одной модели в файле. Такие файлы называются файлами моделей. Другие, например посадочные места печатных плат, хранятся в файле, который может содержать одно или несколько посадочных мест. Такие файлы называются библиотеками моделей.
Обзор типов моделей и библиотек
Для поддержки широкого спектра задач, решаемых в процессе разработки электроники, требуется множество типов моделей и форматов библиотек.
Ниже приведено краткое описание каждого типа моделей и библиотек.
| Область проектирования | Тип модели или библиотеки | Расширение файла | Примечания |
|---|---|---|---|
| Schematic capture | Условное обозначение | *.SchLib | Условное обозначение Altium для схемы; может быть просто условным обозначением либо включать связи с другими моделями и параметры, определяющие полноценный компонент. |
| PCB design | Посадочное место | *.PcbLib | Посадочное место, определяющее точки установки и подключения компонента на печатной плате; может содержать как элементы, формируемые при изготовлении платы (контактные площадки, шелкографию, маску и т. д.), так и необязательное 3D-представление установленного компонента. |
| 3D PCB design | 3D-тело | *.PcbLib | Объект проектирования Altium; разместите одно или несколько 3D-тел на посадочном месте, чтобы создать 3D-модель компонента в файле *.PcbLib . |
| STEP | *.STEP, *.STP | 3D-модель в стандартном формате STEP; ее можно импортировать в объект 3D-тела печатной платы и разместить на посадочном месте в файле *.PcbLib . | |
| Parasolid 3D© | *.X_T, *.X_B | 3D-модель в формате Parasolid (ASCII или двоичном); ее можно импортировать в объект 3D-тела печатной платы и разместить на посадочном месте в файле *.PcbLib . | |
| SOLIDWORKS 3D© | *.SldPrt | 3D-модель в формате SOLIDWORKS; ее можно импортировать в объект 3D-тела печатной платы и разместить на посадочном месте в файле *.PcbLib . | |
| Circuit simulation | Модель SPICE3f5 / XSpice / PSpice | *.mdl | Файл модели SPICE 3f5; описывает поведение компонента с использованием синтаксиса SPICE. |
| *.ckt | Файл подсхемы SPICE; список соединений в формате SPICE, подробно описывающий схему, которая моделирует поведение компонента. | ||
| Модель SimCode | *.txt + *.mdl | Файл или библиотека цифровых моделей SimCode в формате ASCII и промежуточный файл связи модели (MDL), необходимый для сопоставления цифровой модели с условным обозначением; используются для моделирования цифровых компонентов при моделировании аналого-цифровых схем. | |
| *.scb + *.mdl | Скомпилированный файл или библиотека цифровых моделей SimCode и промежуточный файл связи модели (MDL), необходимый для сопоставления цифровой модели с условным обозначением; используются для моделирования цифровых компонентов при моделировании аналого-цифровых схем. | ||
| Signal Integrity analysis | Модель IBIS | *.ibis | Файл спецификации характеристик входных/выходных буферов; поведенческая модель, описывающая электрические характеристики входного или выходного вывода. |
| Component creation | Интегрированная библиотека Altium | *.IntLib | Скомпилированная библиотека; содержит модели всех типов. IntLib — результат компиляции проекта LibPkg. |
| Component creation | Библиотека Altium со связью с базой данных | *.DbLink | Файл интерфейса связи с базой данных; использует параметрические данные, хранящиеся в компонентах SchLib, для поиска подходящей записи во внешнем источнике данных ODBC (например, по номеру компонента либо по сопротивлению, мощности и корпусу). Данные из полей, сопоставленных в DbLink, извлекаются и добавляются к компоненту при размещении. |
| Component creation | Библиотека базы данных Altium | *.SVNDbLib | DbLib с контролем версий — взаимодействует с репозиторием SVN для контроля версий моделей схем и печатных плат. |
Компонент
Компонентом может быть как простой резистор с двумя выводами, так и крупный разъем с многими сотнями выводов. Чтобы обеспечить гибкость размещения компонентов на листах схемы, в программе предусмотрен ряд полезных функций управления их отображением.
Условное обозначение или компонент?
После подключения моделей для других областей проектирования и добавления параметров условное обозначение становится компонентом. Многие разработчики продолжают называть его условным обозначением, когда видят его на схеме, поскольку именно так оно выглядит. Однако с этим обозначением связаны модели для других областей проектирования и параметры, которые и делают его компонентом. В этом документе термин symbol используется для описания графических объектов и выводов, размещаемых в редакторе библиотек схем. Во всех остальных случаях используется термин component.
Условное обозначение создается в редакторе библиотек схем. Как только вы добавляете связи с моделями и параметры, оно становится компонентом. Сведения о компоненте можно добавить в редакторе библиотек схем, а при использовании библиотеки типа DbLink или DbLib — извлечь из базы данных и добавить к условному обозначению при размещении на схеме (подробнее об этом далее). Кроме того, эти сведения можно добавить уже после размещения условного обозначения на листе схемы.
Условное обозначение
Символ создается в редакторе библиотек схем. Сначала размещаются графические объекты, формирующие требуемую фигуру, а затем добавляются выводы. Именно выводы наделяют компонент электрическими свойствами. Программа распознает их как точки электрического подключения, и именно они сопоставляются с контактными площадками посадочного места на печатной плате.

Символы могут быть как небольшими и простыми, так и представлять компоненты с большим числом выводов, состоящие из нескольких частей.
Файловые библиотеки
Altium Designer поддерживает несколько типов файловых библиотек, описанных ниже.
Модели для схем и печатных плат и библиотеки моделей
Main pages: Библиотеки схем, Библиотеки печатных плат
На заре автоматизации проектирования электроники существовали две области проектирования: разработка принципиальных схем и разработка топологии печатных плат. Результатом разработки схем был комплект распечатанных листов схем, а результатом разработки топологии — файлы для изготовления и сборки печатной платы.
Для этого разработчику требовалась возможность создавать и хранить символы, готовые к размещению на листе схемы. Такие сведения, как номинал компонента, напряжение, мощность, посадочное место и т. д., часто добавлялись уже после размещения символа из библиотеки на листе схемы.
Что касается посадочных мест, возможности редактирования были ориентированы на представление конструкции в виде набора слоев с геометрическими фигурами, необходимыми для изготовления фотошаблонов. Эта ориентация на выходные данные определяла, какие фигуры поддерживались, вплоть до шрифта позиционных обозначений и других надписей на слое шелкографии.
Эти простые символы и посадочные места создавались и хранились в библиотеках, причем изначально оба типа библиотек имели расширение файла *.Lib. Когда в Windows было снято ограничение на длину расширения файла в три символа, расширения были изменены на *.SchLib для символов схем и *.PcbLib для посадочных мест.

Библиотеки схем и печатных плат служат контейнерами для хранения моделей.
Интегрированная библиотека
Main page: Интегрированные библиотеки
Со временем росла потребность в отделении процесса создания компонентов от процесса проектирования изделия. Вместо добавления сведений о компоненте после размещения символа на листе схемы разработчики хотели полностью определять компонент в библиотеке. Развивались и другие области проектирования, например моделирование электрических цепей, поэтому требовалась поддержка моделей и для этих областей. При создании готовых к использованию компонентов также необходима возможность проверить соответствие между символом и моделями, а затем предоставить эти компоненты в едином готовом к использованию файле библиотеки.
Для удовлетворения этих требований была разработана интегрированная библиотека (*.IntLib). Интегрированная библиотека содержит все типы моделей в одном файле. Исходным материалом для интегрированной библиотеки служит пакет библиотек (*.LibPkg) — проект, объединяющий исходные символы, посадочные места и модели для моделирования электрических цепей. При компиляции проекта пакета библиотек проверяется соответствие между символами и моделями и создается интегрированная библиотека. При использовании IntLib библиотека становится источником готовых к размещению компонентов, что удобно для средних и крупных организаций, стремящихся отделить создание компонентов от проектирования изделий.
Глоссарий
Компонент |
Компонент — это физическое устройство, размещаемое на плате, например интегральная микросхема или резистор. Компонент может состоять из одной части или из нескольких частей, объединенных в одном корпусе. |
3D-тело |
3D-тело — это объект многоугольной формы, который можно добавить в посадочное место на любом включенном механическом слое. С его помощью можно задать физические размеры и форму компонента в горизонтальной и вертикальной плоскостях, что позволяет точнее проверять зазоры между компонентами и улучшает трехмерную визуализацию. Объекты 3D-тел также служат для размещения импортированных моделей в посадочном месте компонента или в качестве свободно расположенных объектов, не устанавливаемых на печатную плату, например корпусов и сборочных узлов. |
Позиционные обозначения |
Позиционные обозначения — это уникальные идентификаторы, позволяющие отличать один компонент на печатной плате от другого. Они могут состоять из букв, цифр или их сочетания. Контактные площадки также имеют уникальные обозначения, соответствующие номерам выводов компонента. |
Посадочное место |
Посадочное место определяет (или моделирует) пространство, необходимое для установки компонента на печатную плату. Модель посадочного места компонента хранится в библиотеке печатных плат. Посадочное место может содержать контактные площадки для подключения выводов устройства и контур корпуса, созданный из отрезков линий и/или дуг на слое шелкографии (overlay). В него также могут входить элементы крепления устройства. Посадочные места в библиотеке печатных плат не имеют позиционного обозначения и комментария. Они становятся компонентами при размещении на печатной плате, где им назначаются позиционные обозначения и комментарии. |
Библиотека |
Библиотека схем — это набор компонентов, части которых хранятся на отдельных листах. Библиотека печатных плат содержит посадочные места компонентов. Для каждого типа библиотек предусмотрен собственный редактор. Интегрированные библиотеки объединяют библиотеки схем со связанными моделями и не могут редактироваться непосредственно в редакторах библиотек. |
Объект |
Объект — это любой отдельный элемент, который можно разместить в рабочей области редактора библиотек. |
Контактные площадки |
Контактные площадки обычно используются в посадочном месте для подключения выводов компонента. |
Часть |
Часть — это набор графических объектов, представляющих одну часть многосекционного компонента. Части хранятся на отдельных листах внутри компонентов в библиотеках компонентов схем. |
Выводы |
Выводы компонента задают его электрические свойства и определяют точки подключения. |