Варианты конструкции

Когда изделие необходимо спроектировать и выпустить в виде нескольких variations этого изделия, каждый из которых отличается набором опций или возможностей, использование design variants позволяет избежать создания отдельной версии проекта для каждого исполнения.

На практике вариант проекта использует один и тот же базовый проект, но на печатную плату устанавливается набор компонентов, заданный для соответствующего исполнения. Затем нужное исполнение можно выбрать при формировании производственной документации проекта (BOM, P&P, сборочных чертежей и т. д.), что, в свою очередь, определяет порядок комплектации изделия.

Возможность создавать variations одного и того же базового проекта значительно повышает гибкость разработки проектов печатных плат в Altium Designer. Используя варианты, можно задать любое количество исполнений платы, в каждом из которых компонент может быть:

• Установлен на плату.
• Не установлен на плату.
• Установлен на плату, но с изменёнными параметрами, например номиналом.
• Заменён совершенно другим компонентом — альтернативным.

Варианты проекта, использующие любые из этих типов изменений, называются assembly variants, поскольку они влияют только на процесс сборки. В этом случае для всех вариантов используется одна и та же изготовленная печатная плата без установленных компонентов.

Altium Designer также поддерживает изменение информации о компонентах в слое шелкографии печатной платы, например изменение комментария компонента. Такое изменение требует изготовления двух трафаретов шелкографии, что приводит к выпуску двух разных печатных плат без установленных компонентов. Такой тип варианта называется fabrication variant.

Управление вариантами проекта, их создание и редактирование выполняются в диалоговом окне Variant Management или в интерфейсе на основе документа Variant Manager в Altium Designer. Для доступа используйте команду Project » Variants в главном меню или команду Variants в контекстном меню проекта на панели Projects. Дополнительные сведения приведены на следующих страницах:

• Работа с диалоговым окном Variant Management 
• Работа с Variant Manager

Логические и физические компоненты

Полезно понимать, что в Altium Designer существует, по сути, два типа компонентов: логические и физические. Различие заключается в том, что компоненты, размещённые на листе схемы, являются логическими: каждый из них представляет собой условную сущность, соответствующую физическому компоненту, который в итоге устанавливается на печатную плату при сборке.

Хотя такая модель взаимно однозначного соответствия логических и физических компонентов хорошо подходит для простого проекта, она не позволяет реализовать некоторые из более мощных возможностей Altium Designer. Примеры — многоканальные проекты, в которых участок схемы повторяется столько раз, сколько требуется, и варианты, позволяющие реализовать один проект с разными наборами установленных компонентов для каждого исполнения платы. Для таких возможностей необходимо, чтобы one логический компонент мог представлять multiple физических компонентов.

Altium Designer обеспечивает такое соответствие «один ко многим» благодаря технологии компиляции. При компиляции логического проекта (это автоматический процесс) в памяти создаётся экземпляр каждого физического компонента, готовый к переносу в рабочую область редактора печатных плат.

Для случаев, когда доступ к физическим компонентам требуется на уровне схемы, например при определении вариантов проекта, физический проект также доступен в редакторе схем через вкладки в нижней части листа схемы. Крайняя левая вкладка Editor отображает исходный (обычный) логический проект, а остальные, «скомпилированные», вкладки представляют соответствующий физический проект в том виде, в котором он будет перенесён в рабочую область редактора печатных плат. Обратите внимание: схема на скомпилированной вкладке доступна только для чтения.

На изображении показано представление физического проекта схемы в редакторе схем. Выберите нужное исполнение проекта, дважды щёлкнув запись варианта на панели Projects.

Типы изменений

Функция вариантов, как следует из названия, позволяет создавать различные исполнения исходного, или «базового», проекта печатной платы. После создания базового проекта варианты задаются в Variant Manager путём настройки компонентов платы: компонент может быть установлен, установлен с изменёнными параметрами, не установлен или заменён альтернативным компонентом.

Установлен

«Установлен» — это состояние компонента по умолчанию до применения каких-либо изменений; если компонент установлен, он не считается изменённым. При создании нового исполнения в диалоговом окне Variant Management (см. ниже) все компоненты по умолчанию считаются установленными; этому состоянию соответствует пустая ячейка.

Установлен с изменёнными параметрами

При определении варианта можно изменить любой параметр компонента. Изменение значения параметра является локальным и влияет только на выходную документацию. Исходная схема и сам компонент, параметр которого изменяется, остаются без изменений. На изображении ниже у C8 изменён параметр Value; это обозначается курсивным начертанием строки его значения в рабочей области.

Не установлен

Если для компонента задано состояние Not Fitted, он по-прежнему присутствует на схеме и переносится на печатную плату (чтобы можно было разместить его посадочное место), но исключается из соответствующей выходной документации, например из BOM. Способ отображения неустановленных компонентов в документации можно настроить, например помечать их крестом на схеме и выходных чертежах печатной платы — см. Настройка отображения изменённых компонентов в документах проекта.

В выбранном исполнении (BGA) C6 установлен, C5 и C7 не установлены, а C8 установлен, но со значением параметра, отличающимся от базового.

Альтернативный компонент

В качестве изменения также можно задать совершенно другой, альтернативный компонент. Если в редакторе схем выбрана скомпилированная вкладка, при переключении между вариантами будет отображаться альтернативный компонент. Для такого типа изменения альтернативный компонент должен иметь тот же набор выводов на схеме, расположенных в тех же местах, что и у базового компонента. Это обязательное требование, обеспечивающее сохранение корректности электрических соединений при компиляции проекта.

В приведенном ниже примере используются альтернативные компоненты для R3 и Q1 в варианте TSOP. Q1 — это NPN-транзистор в варианте BGA и полевой транзистор с управляющим p–n-переходом (JFET) в варианте TSOP. Обратите внимание, что в обоих случаях используются одни и те же выводы.

❯ ❮ Javascript ID: Variation_AlternatePart_AD18_x

Альтернативный компонент может обрабатываться на печатной плате двумя способами.

• If the footprint is the same – Если имя посадочного места выбранного альтернативного компонента совпадает с именем посадочного места базового компонента, на печатную плату будет перенесен только один экземпляр посадочного места. Поскольку компоненту можно назначить несколько посадочных мест, убедитесь, что для каждого варианта в диалоговом окне Variant Management выбрано нужное посадочное место.

• If the footprint changes – Если имя посадочного места выбранного альтернативного компонента отличается от имени посадочного места базового компонента, на печатную плату переносятся оба посадочных места. Затем необходимо решить, как разместить их на плате. Обратите внимание, что у обоих посадочных мест будет одинаковое позиционное обозначение, поскольку устанавливается только один из этих компонентов. В анимации ниже показано, как можно поступить в такой ситуации, когда в одном варианте используется SRAM в корпусе BGA, а в другом — SRAM в корпусе TSOP.

В настройках конкретного варианта можно выбрать использование неизменяемых условных графических обозначений и/или посадочных мест для компонентов, для которых выбраны альтернативные компоненты.

Изменение типа компонента

При выборе альтернативного компонента необязательно ограничиваться тем же типом компонента: например, базовым компонентом может быть резистор, а альтернативным — конденсатор. Важно учитывать последствия такой замены:

• Designator – для каждого логического базового компонента существует только одно позиционное обозначение, которое используется во всех вариантах. Например, если резистор заменяется конденсатором, можно использовать специальный префикс позиционного обозначения, указывающий на такую замену, например R_C или R-C.

• Pins – альтернативный компонент должен иметь то же количество выводов, что и базовый, причем выводы должны располагаться в тех же местах и иметь тот же электрический тип. Если эти условия не соблюдаются, появится предупреждение.

Многоканальные проекты

Main article: Многолистовое и многоканальное проектирование

В многоканальных проектах можно указать отдельный лист схемы или дерево листов для повторного использования, фактически создавая несколько экземпляров части проекта. Копировать и вставлять вручную не требуется: программа управляет созданием повторяющихся экземпляров, а вы задаете способ назначения позиционных обозначений для идентификации повторяющихся компонентов.

В многоканальных проектах Altium Designer для выбранного варианта поддерживается замена базового компонента совершенно другим компонентом.

В анимации в варианте BGA установлены две микросхемы SRAM, а в варианте TSOP — четыре. Это достигается за счет того, что в варианте BGA один из двух каналов памяти не устанавливается.

Что касается каналов, в варианте можно изменять компоненты между all channels или в пределах specific channel. Это включает установку или отсутствие компонентов, изменение отдельных параметров компонентов и использование альтернативных компонентов.