Tái cấu trúc một thiết kế thông qua tái cấu trúc mã

Tái cấu trúc, theo nghĩa truyền thống, là việc tổ chức lại một thiết kế hiện có (hoặc một khối mã trong lĩnh vực lập trình) mà không làm thay đổi chức năng của thiết kế (hoặc mã) đó. Trong thiết kế PCB, có nhiều tình huống mà một hình thức tái cấu trúc nào đó có thể mang lại giải pháp hữu ích và kịp thời:

• Một linh kiện đã lỗi thời và cần được thay thế bằng một mạch con có chức năng tương đương. (Xem cách thực hiện)

• Một thiết kế sơ đồ nguyên lý cần được chuyển thành mạch con để sử dụng trong một thiết kế lớn hơn. (Xem cách thực hiện)

• Một trang sơ đồ nguyên lý con hiện có cần được chuyển thành trang thiết bị để tái sử dụng trong các thiết kế sau này. (Xem cách thực hiện)

• Một trang thiết bị hiện có cần được chuyển thành trang cục bộ và tùy chỉnh cho thiết kế hiện tại. (Xem cách thực hiện)

• Một phần mạch con hiện có cần được chuyển sang trang khác. (Xem cách thực hiện)

Altium Designer cung cấp một số tính năng kết hợp thành bộ công cụ Tái cấu trúc thiết kế, mang đến cho bạn sự linh hoạt tối đa để tổ chức lại thiết kế theo yêu cầu.

Chuyển linh kiện thành ký hiệu trang

Tính năng này chuyển một linh kiện trên tài liệu hiện tại thành ký hiệu trang. Đây là lựa chọn lý tưởng khi một linh kiện hiện có đã lỗi thời và cần được thay thế bằng một mạch con có chức năng tương đương được xác định trên một trang riêng.

Nhấp chuột phải vào một linh kiện rồi chọn lệnh Part Actions » Convert Part To Sheet Symbol từ menu ngữ cảnh sẽ chuyển ký hiệu linh kiện thành ký hiệu trang. Kết nối được giữ nguyên, với các đầu nối trang được đặt tên theo tên chân ban đầu và I/O Type được đặt để phản ánh kiểu điện của chân ban đầu.

Designator của ký hiệu trang ban đầu được đặt theo ký hiệu định danh của linh kiện gốc, còn File Name is  ban đầu được đặt theo nội dung chú thích của linh kiện.

Chuyển một linh kiện hiện có thành ký hiệu trang.

Nếu trang con cần dùng đã tồn tại, hãy thay đổi File Name của ký hiệu trang để trỏ đến trang đó. Nếu chưa có, bạn có thể nhanh chóng tạo một trang con bằng cách nhấp chuột phải vào ký hiệu trang và chọn lệnh Sheet Symbol Actions » Create Sheet From Sheet Symbol. Trong trường hợp này, các cổng tương ứng với các đầu nối trang của ký hiệu sẽ được đặt trên trang con mới, sẵn sàng để bạn xác định và kết nối mạch con thay thế.

Đẩy linh kiện sang trang con mới

Một phương pháp khác, có thể nhanh hơn để đạt được kết quả tương tự, là nhấp chuột phải vào linh kiện cần dùng rồi chọn lệnh Part Actions » Push Part To Sheet. Lệnh này được dùng để đẩy một linh kiện trên tài liệu hiện tại sang một trang con mới, thay thế linh kiện gốc bằng ký hiệu trang tham chiếu đến trang đó. Về cơ bản, chuỗi thao tác sau sẽ được thực hiện:

1. Linh kiện được sao chép.

2. Linh kiện gốc được chuyển thành ký hiệu trang với Designator được đặt theo ký hiệu định danh của linh kiện gốc và File Name được đặt thành <OriginalPartComment>.SchDoc. Một lần nữa, kết nối được giữ nguyên, với các đầu nối trang được đặt tên theo tên chân ban đầu và I/O Type được đặt để phản ánh kiểu điện của chân ban đầu.

3. Một trang sơ đồ nguyên lý mới được tạo từ ký hiệu trang và được đặt tên theo giá trị File Name của ký hiệu.

4. Bản sao của linh kiện gốc được dán vào giữa trang, đồng thời các cổng tương ứng với các đầu nối trang của ký hiệu trang được đặt và nối dây đến các chân của linh kiện.

Sau đó, bạn có thể xóa linh kiện và thay thế bằng mạch có chức năng tương đương theo yêu cầu.

Khi dùng lệnh Push Part To Sheet, linh kiện ban đầu được chuyển nhanh thành ký hiệu trang, sau đó một bản sao của linh kiện được dán lên trang mới tạo,
được ký hiệu đó tham chiếu đến.

Chuyển linh kiện thành các cổng

Tính năng này được dùng để chuyển một linh kiện trong tài liệu hiện tại thành một tập hợp các cổng. Đây là lựa chọn lý tưởng cho một thiết kế con độc lập hiện có, chẳng hạn như bộ nguồn hoặc bo mạch phụ, cần được chuyển thành mạch con để sử dụng trong một thiết kế một bo mạch lớn hơn, có thể nhằm giảm thiểu chi phí sản xuất. Thao tác này ngược với phần trước, vốn thay thế một linh kiện bằng mạch con ở cấp thấp hơn. Thay vào đó, đây là quá trình tích hợp một mạch con vào thiết kế cấp cao hơn, cho phép mạch con kết nối với một điểm ở phía trên trong hệ thống phân cấp.

Nhấp chuột phải vào một linh kiện rồi chọn lệnh Part Actions » Convert Part To Ports từ menu ngữ cảnh sẽ chuyển ký hiệu linh kiện thành một tập hợp các cổng. Kết nối được giữ nguyên, với các cổng được đặt tên theo tên chân ban đầu và I/O Type được đặt để phản ánh kiểu điện của chân ban đầu.

Sử dụng lệnh Convert Part To Ports để nhanh chóng thay thế một linh kiện bằng các cổng kết nối mạch con với thiết kế cấp cao hơn.

Việc chèn mạch con vào hệ thống phân cấp sau đó được hoàn tất bằng cách thêm ký hiệu trang trên trang cha cấp cao hơn tương ứng. Để thực hiện:

1. Kích hoạt trang cha cần dùng.

2. Sử dụng lệnh Design » Create Sheet Symbol From Sheet.

3. Chọn tài liệu (chứa các cổng được tạo từ linh kiện) trong hộp thoại Choose Document to Place.

4. Một ký hiệu trang sẽ xuất hiện tại con trỏ; đặt ký hiệu vào vị trí mong muốn trên trang rồi nhấp để hoàn tất việc đặt.

Ký hiệu trang tham chiếu đến trang con bên dưới (thông qua thuộc tính File Name ) và có các đầu nối trang tương ứng với các cổng trên trang con.

Sử dụng lệnh Create Sheet Symbol From Sheet để nhanh chóng thêm ký hiệu trang, qua đó đưa mạch con vào hệ thống phân cấp của thiết kế.

Chuyển trang sơ đồ nguyên lý thành trang thiết bị

Ở một giai đoạn nào đó, khái niệm thiết kế để tái sử dụng cần được nâng lên mức trừu tượng cao hơn. Nếu chúng ta chỉ dừng ở cấp linh kiện, thì mỗi thiết kế có một khối chức năng tương tự, chẳng hạn như giao diện USB hoặc bộ ổn áp, sẽ chẳng khác nào “phát minh lại bánh xe”. Đó là lúc trang thiết bị phát huy tác dụng, tức là các trang sơ đồ nguyên lý được thiết kế để cung cấp chức năng mạch cụ thể. Việc sử dụng chúng loại bỏ các rủi ro gắn liền với cách sao chép và dán truyền thống. Chúng giúp tránh lặp lại công sức thiết kế, đồng thời gia tăng lượng nội dung thiết kế có thể tái sử dụng trong các thiết kế sau này.

Là một phần của bộ công cụ tái cấu trúc, trình biên tập Sơ đồ nguyên lý cho phép bạn nhanh chóng chuyển một trang sơ đồ nguyên lý tiêu chuẩn hiện có thành trang thiết bị để tái sử dụng trong các thiết kế khác.

Để chuyển một trang sơ đồ nguyên lý hiện có thành trang thiết bị:

1. Tìm ký hiệu trang tham chiếu đến trang cần dùng trên trang cha tương ứng trong hệ thống phân cấp của thiết kế.

2. Chọn ký hiệu trang và chọn lệnh Edit » Refactor » Convert Selected Schematic Sheet To Device Sheet từ các menu chính. Hộp thoại Convert Schematic Sheet to Device Sheet sẽ xuất hiện. Chọn vị trí đích để lưu trang thiết bị vừa tạo và phạm vi chuyển đổi — cập nhật ký hiệu trang hiện tại hay tất cả các ký hiệu trang liên quan trong không gian thiết kế hoặc dự án đang hoạt động. Lựa chọn thứ hai đặc biệt hữu ích đối với thiết kế đa kênh, trong đó mạch con có nhiều bản thể.

   Chỉ định các thông tin chuyển đổi trong hộp thoại Convert Schematic Sheet to Device Sheet.

   Nhấp vào nút  ở bên phải trường vị trí để mở hộp thoại Chọn thư mục trang thiết bị. Hộp thoại này liệt kê tất cả các thư mục trang thiết bị hiện đã được xác định. Để thêm vị trí thư mục mới, nhấp vào nút Device Sheet Folders ở cuối hộp thoại này để mở hộp thoại Thư mục trang thiết bị. Ngoài ra, bạn có thể xác định các thư mục trang thiết bị trên trang Quản lý dữ liệu - Trang thiết bị của hộp thoại Preferences.

3. Nhấp vào OK. Ký hiệu trang sẽ được chuyển thành ký hiệu trang thiết bị, và sơ đồ nguyên lý sẽ được di chuyển đến vị trí trang thiết bị đã chỉ định.

   

   Ký hiệu trang thiết bị sẽ kế thừa các thuộc tính của ký hiệu trang ban đầu.

Chuyển đổi trang thiết bị thành trang sơ đồ nguyên lý

Trang thiết bị cho phép lưu các mạch con chức năng để tái sử dụng trong nhiều thiết kế. Tuy nhiên, đôi khi cần sửa đổi một mạch con hiện có cho một thiết kế cụ thể. Thay vì sửa đổi chính trang thiết bị, trình biên tập sơ đồ nguyên lý cho phép bạn tạo một bản sao của trang thiết bị để đưa mạch của trang đó vào một trang sơ đồ nguyên lý tiêu chuẩn. Nhờ đó, bạn có thể sửa đổi bản sao cục bộ theo yêu cầu của thiết kế hiện tại mà vẫn yên tâm rằng trang thiết bị gốc không bị thay đổi.

Để “chuyển đổi” một trang thiết bị hiện có thành trang sơ đồ nguyên lý:

1. Tìm ký hiệu trang thiết bị tham chiếu đến trang thiết bị cần dùng.

2. Chọn ký hiệu trang thiết bị và chọn lệnh Edit » Refactor » Convert Device Sheet To Schematic Sheet từ các menu chính. Hộp thoại Convert Device Sheet to Schematic Sheet sẽ xuất hiện. Chọn vị trí đích để lưu trang sơ đồ nguyên lý vừa tạo và phạm vi chuyển đổi — cập nhật ký hiệu trang thiết bị hiện tại hay tất cả các ký hiệu trang thiết bị liên quan trong dự án đang hoạt động.

   Chỉ định các thông tin chuyển đổi trong hộp thoại Convert Device Sheet to Schematic Sheet.

   Target Schematic Sheet Location mặc định là thư mục chứa dự án đang hoạt động. Trang được đặt tên theo File Name của ký hiệu trang thiết bị. Nhấp vào nút ở bên phải trường vị trí để mở hộp thoại Open , trong đó bạn có thể thay đổi vị trí và tên dùng để lưu sơ đồ nguyên lý (nếu cần).

3. Nhấp vào OK. Ký hiệu trang thiết bị sẽ được chuyển thành ký hiệu trang, và một bản sao của trang thiết bị sẽ được lưu cục bộ dưới dạng trang tiêu chuẩn (không được bảo vệ) tại vị trí đã chỉ định. Ký hiệu trang sẽ tham chiếu đến trang cục bộ này.

   Trang sơ đồ nguyên lý cục bộ sẽ thay thế trang thiết bị trước đó trong bảng Projects  sau khi chuyển đổi.

   Ký hiệu trang sẽ kế thừa các thuộc tính của ký hiệu trang thiết bị ban đầu.

Di chuyển phần mạch con đã chọn sang trang khác

Khi thiết kế phát triển, nội dung trên các trang sơ đồ nguyên lý nguồn tạo nên thiết kế đó có thể cần được sắp xếp lại — một phần mạch cụ thể có thể dễ đọc hơn khi nằm trên trang riêng, hoặc một trang có thể trở nên quá tải (và khó đọc!), khi đó việc chuyển bớt mạch sang một trang bổ sung hoặc trang khác sẽ hữu ích.

Một tính năng tái cấu trúc khác là khả năng chọn một hoặc nhiều đối tượng trên một trang và di chuyển phần đã chọn sang trang khác. Để thực hiện:

1. Trước tiên, chọn phần mạch bạn muốn di chuyển.

2. Nhấp chuột phải và chọn lệnh Edit » Refactor » Move Selected Subcircuit to Different Sheet từ menu ngữ cảnh. Hộp thoại Choose Destination Document sẽ mở ra, cho phép bạn chỉ định trang sơ đồ nguyên lý đích.

Di chuyển một phần thiết kế sang trang sơ đồ nguyên lý khác.

3. Nhấp vào OK. Trang đã chọn sẽ trở thành trang đang hoạt động và mạch con đã chọn sẽ xuất hiện gắn với con trỏ.

4. Định vị phần mạch trên trang theo yêu cầu, rồi nhấp để đặt. Sau khi được đặt, phần mạch đó sẽ bị xóa khỏi trang ban đầu.

5. Nếu phần mạch được di chuyển có một hoặc nhiều ký hiệu trang hiện có, các trang sơ đồ nguyên lý con được những ký hiệu đó tham chiếu sẽ được chuyển xuống bên dưới trang đích chứa các ký hiệu trang đó trong cấu trúc phân cấp thiết kế hiển thị ở bảng Projects. Nếu chuyển sang một trang mới, hãy thêm ký hiệu trang vào trang cha tương ứng để đặt trang đó đúng vị trí trong cấu trúc phân cấp thiết kế.