Design Variants

Когда изделие нужно спроектировать и выпускать в виде нескольких variations этого изделия, где каждая имеет разные опции или возможности, возможность реализовать design variants позволяет избежать необходимости создавать уникальную версию проекта для каждой вариации.

На практике вариант проекта использует один и тот же базовый проект, но при сборке PCB устанавливается набор компонентов, заданный конкретной вариацией. Затем при формировании производственных выходных данных проекта (BOM, P&P, сборочные чертежи и т. д.) можно выбрать нужную вариацию, которая, в свою очередь, определит, как будет собираться изделие.

Возможность создавать variations на основе одного и того же базового проекта добавляет значительную гибкость в то, как создаются PCB‑проекты в Altium Designer. Используя варианты, вы можете определить любое количество вариаций дизайна платы, при этом каждый компонент может быть настроен как:

• Устанавливается на плату.
• Не устанавливается на плату.
• Устанавливается на плату, но с изменёнными параметрами компонента, например его номиналом.
• Полностью другой компонент — в качестве альтернативной заменяющей детали.

Варианты проекта, использующие любой из этих типов изменений, называются assembly variants, потому что они влияют только на процесс сборки. В этом случае все варианты используют одну и ту же изготовленную «голую» плату.

Altium Designer также поддерживает вариации информации о шелкографии компонентов на PCB, например изменение комментария компонента. Такая вариация требует изготовления двух комплектов шелкографии, что приводит к производству двух разных «голых» плат. Этот тип варианта называется fabrication variant.

Варианты проекта управляются, создаются и редактируются в диалоге Altium Designer Variant Management или в документно-ориентированном интерфейсе Variant Manager. Для доступа используйте команду Project » Variants в главном меню или команду Variants в контекстном меню записи проекта в панели Projects. Подробнее см. на следующих страницах:

• Работа с диалогом Variant Management Dialog 
• Работа с Variant Manager

Логические и физические компоненты

Полезно понимать, что в Altium Designer по сути есть два типа компонентов: логические и физические. Различие в том, что компоненты, размещённые на листе схемы, являются логическими компонентами — каждая такая сущность концептуально представляет физический компонент, который в итоге будет установлен на собранной PCB.

Хотя эта модель «один к одному» (логический → физический) хорошо работает для простого проекта, она не поддерживает некоторые более мощные возможности Altium Designer. Примеры: многоканальные проекты, где участок схемы «штампуется» столько раз, сколько требуется, и варианты, где один проект может быть реализован с разными компонентами, установленными в каждой вариации дизайна платы. Для таких возможностей требуется, чтобы one логический компонент мог представлять multiple физических компонентов.

Altium Designer обеспечивает эту возможность «один ко многим» с помощью технологии компилятора. Когда логический проект компилируется (автоматический процесс), каждый физический компонент создаётся (инстанцируется) в памяти и готов к переносу в пространство проектирования платы.

Чтобы обеспечить ситуации, когда доступ к физическим компонентам требуется на уровне схемы, например при определении вариаций проекта, физический проект также доступен в редакторе схем через вкладки внизу листа схемы. Здесь самая левая вкладка Editor выбирает (обычный) захваченный логический проект, а остальные «скомпилированные» вкладки представляют эквивалентный физический проект в том виде, в котором он будет перенесён в пространство проектирования PCB. Обратите внимание: схема на скомпилированной вкладке доступна только для чтения.

На изображении показан физический вид схемы в редакторе схем. Выберите нужную вариацию проекта двойным щелчком по записи варианта в панели Projects.

Типы вариаций

Функция вариантов, как следует из названия, создаёт вариации исходного или «базового» дизайна PCB. После того как базовый проект создан, варианты задаются в Variant Manager путём настройки компонентов платы: устанавливать, устанавливать с изменёнными параметрами, не устанавливать или использовать альтернативную деталь.

Установлен (Fitted)

Fitted — состояние компонента по умолчанию до применения каких-либо вариаций; если он установлен, значит он не изменён. Все компоненты по умолчанию считаются установленными при создании новой вариации в диалоге Variant Management (см. ниже), при этом состояние «установлен» отображается как пустая ячейка.

Установлен с изменённым(и) параметром(ами)

Процесс определения варианта позволяет изменять любые параметры компонента. Изменение значения параметра является локальной вариацией и влияет только на выходную документацию. Исходная схема и компонент, параметр которого изменяется, никак не модифицируются. На изображении ниже у C8 изменён параметр Value, и эта вариация обозначена курсивом в рабочей области, который используется для отображения строки значения.

Не установлен (Not Fitted)

Когда компонент задан как Not Fitted, он всё ещё существует на схеме и будет перенесён на PCB (чтобы можно было разместить посадочное место), но он исключается из соответствующей выходной документации, например из BOM. Способ отображения неустановленных компонентов в документации можно настроить — например, помечать их крестом на схеме и в выходных чертежах PCB; см. Configuring Display of Varied Components in Design Documents.

Для выбранной вариации (BGA): C6 установлен, C5 и C7 не установлены, а C8 установлен, но с изменённым значением параметра.

Альтернативная деталь (Alternate Part)

Вариация также может быть задана как полностью другой компонент — альтернативная деталь. Когда в редакторе схем выбрана скомпилированная вкладка, альтернативная деталь будет отображаться при переключении между вариантами. Для этого типа вариации альтернативная деталь должна иметь тот же набор выводов на схеме, размещённых в тех же местах, что и базовая деталь. Это критически важно, чтобы связность оставалась корректной при компиляции проекта.

В примере ниже используются альтернативные детали для R3 и Q1 в варианте TSOP. Q1 — NPN‑транзистор в варианте BGA и JFET в варианте TSOP. Обратите внимание, что в обоих случаях используются одни и те же выводы.

❯ ❮ Javascript ID: Variation_AlternatePart_AD18_x

Существует два способа обработки альтернативной детали на PCB.

• If the footprint is the same – если выбранная альтернативная деталь имеет то же имя посадочного места, что и базовая деталь, на PCB будет перенесён только один экземпляр посадочного места. Поскольку компоненту может быть назначено несколько посадочных мест, убедитесь, что в диалоге Variant Management для каждого варианта выбрано правильное посадочное место.

• If the footprint changes – если выбранная альтернативная деталь имеет имя посадочного места, отличающееся от базовой детали, на PCB будут перенесены оба посадочных места. Затем нужно решить, как разместить два посадочных места на PCB. Обратите внимание, что оба посадочных места будут иметь один и тот же позиционный обозначатель, поскольку устанавливается только один из компонентов. Анимация ниже показывает, как можно обработать эту ситуацию, когда в одном варианте используется BGA SRAM, а в другом — TSOP SRAM.

В настройках конкретного варианта можно выбрать использование неварьируемых символов и/или посадочных мест для компонентов, для которых выбраны альтернативные детали.

Изменение типа компонента

Возможность выбрать альтернативную деталь не ограничивается выбором компонента того же типа, поэтому базовый компонент может быть, например, резистором, а альтернативная деталь — конденсатором. Важно понимать последствия такого типа альтернативной детали:

• Designator – для каждого логического базового компонента существует только один позиционный обозначатель, и именно он используется для всех вариантов. Например, если резистор заменяется конденсатором, стоит рассмотреть использование специального префикса позиционного обозначателя, чтобы это указать, например R_C или R-C.

• Pins – альтернативный компонент должен иметь то же количество выводов, что и базовый компонент, и эти выводы должны находиться в тех же местах и иметь тот же electrical type. Если эти условия не соблюдены, появится предупреждение.

Многоканальные проекты

Main article: Многолистовой и многоканальный проект

Многоканальные проекты позволяют назначить один лист схемы или дерево листов для повторения, фактически «штампуя» участок проекта многократно. Ручное копирование и вставка не требуются, поскольку программное обеспечение управляет процессом «штамповки», а вы задаёте метод аннотирования, используемый для идентификации повторяющихся компонентов.

В Altium Designer в многоканальных проектах поддерживается возможность заменить базовый компонент на полностью другой компонент для выбранного варианта.

В анимации вариант BGA оснащён двумя микросхемами SRAM, тогда как вариант TSOP — четырьмя микросхемами SRAM. Это достигается тем, что в варианте BGA не устанавливается один из двух каналов памяти.

С точки зрения каналов, в варианте компоненты могут различаться между all channels или внутри specific channel, что включает вариации: компоненты установлены/не установлены, изменены конкретные параметры компонента или использованы альтернативные компоненты.