Bewährte Verfahren für DNI/DNP-Einträge in Ihrer PCB-Stückliste

Wenn Sie sich jemals die Stückliste eines Referenzdesigns oder eines Open-Source-Projekts angesehen haben, ist Ihnen vielleicht in einigen Einträgen ein Kommentar aufgefallen. Dieser Kommentar lautet entweder „DNP“ (do not populate) oder „DNI“ (do not include). Diese Einträge werden verwendet, um Ihrem Bestücker mitzuteilen: „Die unbestückte Leiterplatte wurde für die Montage dieser Komponenten entworfen, aber bitte beziehen Sie diese Teile nicht in die Endmontage ein.“

Jede Komponente, die auf einer Leiterplatte platziert wird, erfordert ein gewisses Maß an Platzierungs- und Routingaufwand – das kostet Zeit und Geld (wenn Sie für einen Kunden arbeiten). Je nach Anzahl der Komponenten auf der Leiterplatte haben Sie in der Stückliste möglicherweise Dutzende von Komponenten mit dem DNI/DNP-Kommentar. Das wirft die Frage auf, warum jemand eine Leiterplatte mit Komponenten entwirft, wenn diese in der Endmontage nicht verwendet werden sollen.

Sie mussten einen Stücklisteneintrag noch nie als DNP markieren? Wenn Sie eine Testplatine bauen oder eine Komponente gegen eine Variante austauschen müssen, können Sie schnell in diese Situation geraten. In diesem Artikel schauen wir uns diese beiden Bereiche an, da dies die häufigsten Fälle sind, in denen Sie Komponenten als DNI/DNP kennzeichnen müssen.

Zwei Möglichkeiten zur Verwendung von DNI/DNP-Einträgen

Es gibt in der Regel zwei Gründe, warum DNI/DNP-Komponenten in einem Design verwendet werden: um Varianten einer Komponente unterzubringen oder um verschiedene Konfigurationen zu integrieren. Beide Fälle treffen zu, wenn Komponenten Varianten mit zusätzlichen Funktionen auf reservierten Pins haben (dies ist bei großen ICs üblich) oder wenn eine Komponente mehrere Konfigurationspins hat und Sie verschiedene Konfigurationen unterbringen möchten, ohne Ihr Layout zu ändern.

Komponentenvarianten und Upgrades

Nicht alle Komponenten sind austauschbar. Wenn es jedoch Varianten gibt, haben diese möglicherweise zusätzliche Funktionen, die das Platzieren oder Weglassen einer externen Komponente erfordern. Betrachten wir zwei Mikrocontroller aus derselben Produktlinie: einer hat On-Chip-Flash und SRAM (Variante A), der andere hat nur SRAM (Variante B) und erfordert einen externen Flash-Chip. Wenn Sie diesen MCU verwenden möchten, müssen Sie die Leiterplatte so entwerfen, dass sie Variante B unterstützt und das externe Flash-Modul enthält. Wenn Variante B verfügbar ist, können Sie sie auf Ihrer Leiterplatte platzieren und das Flash-Modul als DNP markieren.

Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt in der Bequemlichkeit: Sie müssen nur eine Leiterplatte entwerfen, die aber mit mehreren Varianten einer bestimmten Komponente oder einer Schaltung verwendet werden kann. Um auf eine neue Variante umzusteigen, müssen Sie nur die Stückliste überprüfen und bei Bedarf Einträge hinzufügen oder entfernen.

Bei diesem Verfahren müssen zwei wichtige Punkte berücksichtigt werden. Erstens müssen die Gehäusegrößen und Lötaugenmuster der High-End- und Low-End-Komponenten übereinstimmen. Zweitens müssen die Pinbelegungen für die dedizierten Pins übereinstimmen. Dies geschieht in der Regel bei größeren Prozessoren, wo bei der Low-End-Variante einer Komponente lediglich einige Funktionen auf dem Chip deaktiviert sind. Diese Vorgehensweise ist nützlich, da Sie so eine Ersatzoption für eine Komponente haben, falls Ihre erste Wahl nicht mehr lieferbar ist.

Die andere Möglichkeit besteht darin, ein rekonfigurierbares Design zu erstellen. Auf diese Weise können Sie die DNI/DNP-Kennzeichnung in Ihrer Stückliste möglicherweise vermeiden.

Herstellung eines rekonfigurierbaren Designs

Einige Komponenten, insbesondere MCUs/FPGAs oder andere große ICs, haben Konfigurationspins, die über einen Widerstand oder eine andere passive Komponente mit der Stromversorgung oder Masse verbunden werden müssen. Dies ist nicht auf große Prozessoren beschränkt; Komponenten mit geringer Pin-Anzahl wie Stromregler oder ASICs können Konfigurationsfunktionen haben, die durch Anschließen eines Widerstands an VCC/VDD oder an GND umgeschaltet werden. Ein Design mit einer dieser Komponenten kann durch die DNP-Markierung bestimmter Konfigurationswiderstände rekonfigurierbar werden.

Dies ist eine gute Möglichkeit, um eine einzelne Leiterplatte zu erstellen, die in mehreren Durchläufen gefertigt werden kann. Die Konfiguration wird dabei einfach geändert, indem verschiedene Konfigurationswiderstände platziert oder als DNP markiert werden. Um eine solche Leiterplatte zu erstellen, müssen Sie zunächst die richtigen Konfigurationswiderstände gemäß den Datenblättern Ihrer Komponenten auswählen. Hier haben Sie verschiedene Möglichkeiten:

• Platzieren Sie immer alle Konfigurationskomponenten, auch wenn sie nicht benötigt werden, und schalten Sie einen 0-Ohm-Widerstand in Reihe mit jeder Konfigurationskomponente. Sie können diese Verbindung dann schließen oder öffnen, indem Sie die Komponente je nach Bedarf platzieren oder als DNP markieren.
• Markieren Sie verschiedene Konfigurationskomponenten direkt als DNP, aber lassen Sie immer eine direkte Kupferverbindung zurück zur Zielkomponente.

Wenn Sie keine Lust haben, bestimmte Komponenten als DNP zu kennzeichnen, können Sie einen 2-Pin Jumper verwenden, um eine Verbindung zwischen einem Konfigurationspin und PWR/GND zu öffnen oder die Verbindung zwischen einem passiven Konfigurationspin und einem Pin zu öffnen/zu schließen. In diesem Fall ist es am besten, alle möglichen Konfigurationskomponenten zu platzieren und dann Jumper zu verwenden, um Verbindungen mit diesen Komponenten zu aktivieren/deaktivieren. Dies ist gängige Praxis bei Entwicklerplatinen und Evaluierungskits.

Das Setzen von 0-Ohm-Widerständen und Jumpern hat mich schon öfter gerettet, als mir lieb ist. Meiner Meinung nach sind Jumper die beste Wahl für die Steuerung von DC-Konfigurationseinstellungen, da sie auch als einfacher Testpunkt dienen können. Sie können diese mit einem Multimeter abtasten und prüfen, ob Sie im Betrieb die erwarteten Testergebnisse erhalten.

Natürlich sind dies nicht die einzigen Situationen, in denen DNI/DNP-Markierungen verwendet werden, aber Sie sollten jetzt eine grundsätzliche Vorstellung davon haben, warum diese im PCB-Layout verwendet werden.

Sobald Sie Ihr PCB-Layout fertiggestellt und die erforderlichen Komponenten in Ihren Schaltplänen als DNI/DNP gekennzeichnet haben, können Sie Ihre Stückliste und andere Fertigungsdateien mit CircuitMaker schnell exportieren. Anwender können die Platzierung von Komponenten in ihren Schaltplänen sowie DNP-Komponenten verwalten, ohne die Stückliste manuell zu beschriften. Alle CircuitMaker-Anwender haben außerdem Zugriff auf einen persönlichen Arbeitsbereich auf der Altium 365-Plattform. Hier können Sie Designdaten hochladen und in der Cloud speichern sowie Projekte einfach über einen Webbrowser auf einer sicheren Plattform anzeigen.

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