Leitungsnetz-Management: Beste Praktiken für Leiterplatten
Ein kürzlich auf BugCrunch eingereichtes Thema (Eingangsleistung vs. Ausgangsleistung) hat das langjährige Problem des Energiemanagements in Altium Designer® aufgeworfen. Die PCB-Herstellung kann ein komplizierter Prozess sein, wenn man alle Elemente betrachtet, die dabei eine Rolle spielen. Zwischen den Vias, der Lötmaske und dem Lötzinn kann es unübersichtlich werden. Um sicherzustellen, dass wir alle auf dem gleichen Stand sind, habe ich einige Meinungen zur PCB-Montage, bevor die Arbeit beginnt.
Wie immer werde ich sehr an Ihren Gedanken und Kommentaren interessiert sein. Mein Ziel ist es sicherzustellen, dass das, was wir in Bezug darauf tun, letztendlich im realen Leben nützlich ist.
Zuerst möchte ich das Problem, so wie ich es sehe, beschreiben und wie ich denke, dass es angegangen werden sollte.
In Altium Designer heute werden Strompins im Allgemeinen verwendet, um einen Verbraucher von Strom zu kennzeichnen. Strompins können zur ERC-Zeit anders behandelt werden als andere Pins.
Jedoch ist es nicht möglich, komplette Stromverteilungssysteme leicht zu identifizieren und zu verwalten.
Daher ist eine größere Sorgfalt erforderlich, um fatale Fehler wie stromhungrige Komponenten oder Kurzschlüsse zu vermeiden (die, wie ich sicher bin, viele nachts wach halten).
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Auf der Ebene des PCB-Designs stellt die Menge der Netze, die Strom verteilen, ein „Stromnetzwerk“ dar. Ähnlich bildet die Menge der Netze, die Strom zur Erde leiten, ein weiteres „Stromnetzwerk“.
In jedem dieser Stromnetzwerke verbindet ein einzigartiger Punkt mit externen Stromressourcen (entweder eine Stromquelle, die Strom liefert, oder eine Verbindung zur Erde). Das Netz, das mit diesem Punkt verbunden ist, ist wahrhaftig ein Stromnetz.
Auch innerhalb jedes dieser Stromnetzwerke gibt es eine Anzahl von (strombegrenzenden Widerständen, Netzverbindern, Sicherungen usw.), die „durchsichtige“ Komponenten sind, die aus der Sicht des gesamten Netzwerks nur eine Verbindung darstellen (allerdings eine Verbindung, die bestimmte erforderliche Eigenschaften aufweist), die ein Netz mit einem anderen PCB-Designer verbindet.
Das Folgende ist eine abstrakte Darstellung eines solchen Stromnetzwerks auf der Ebene der gedruckten Schaltplatte.
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In der obigen Zeichnung wurden die Spurnetze in Rot gezeichnet, und die Netze innerhalb des roten Kastens bilden ein ganzes Stromnetzwerk. Innerhalb dieses Netzwerks identifiziert eine Stromnetz-Richtlinie das Netz „Haupt PWR“ als das einzigartige Netz, durch das tatsächlich Strom geliefert wird.
Die Leitungen wurden in Blau gezeichnet, und die PCB-Layout-Leistungsbahnen innerhalb des blauen Kastens würden ein weiteres gesamtes Stromnetzwerk bilden. Innerhalb dieses Netzwerks identifiziert eine Leistungsnetz-Direktive das Netz „Main GND“ als das einzigartige Netz, das tatsächlich mit dem Boden verbunden ist.
In jedem Stromnetzwerk kann nur eine Leiterbahn als Leistungsnetz auf der gedruckten Schaltkarte identifiziert werden. Auch sollte jedes Netz, das leistungsbezogene Objekte enthält, Teil eines Stromnetzwerks sein.
In den Schaltplänen von gedruckten Schaltkartenprojekten wird eine neue Direktive verfügbar sein, genannt „Leistungsnetz-Direktive“. Wenn sie auf ein bestimmtes Netz gelegt wird, wird sie es als das einzigartige Netz (innerhalb eines Stromnetzwerks) identifizieren, das mit externen Stromressourcen verbunden ist.
Diese neue Direktive kann so aussehen, um leicht identifiziert zu werden.
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Außerdem wird ein neues schematisches Objekt eingeführt, genannt „Part See-Through“.
Es wird platziert, indem man zwei Pins (vom selben Bauteil) Hotspots auswählt und sie verbindet.
Seine grafische Darstellung wird ähnlich wie diese aussehen (dies wurde mit den Objekten Linie und elliptischer Bogen gezeichnet).
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Die Farbe, Dicke, Linienstil (durchgezogen oder gepunktet) und Stil (Bogen oder Linie) von Teil-Durchsichten werden steuerbar sein und ihren grafischen Aspekt bestimmen. Nach der Platzierung werden Teil-Durchsichten automatisch mit dem Zielteil 'vereinigt', sodass sie leicht zusammen bewegt werden können.
Effektiv besteht die Rolle einer Teil-Durchsicht darin, zwei Netze in einer 'Gruppe von zwei Netzen' zu verbinden. Folglich wird eine Gruppe von Teil-Durchsichten in Kombination mit einer Stromnetz-Direktive ein gesamtes Stromnetzwerk definieren.
Beachten Sie, dass Netzknotenkomponenten standardmäßig vollständig durchsichtig sein werden.
Alle Standard-Bearbeitungs- und Verwaltungssysteme (Dialog, Inspektor, Liste, Abfragen, Parametrisierung für Skripte) sollten diese neuen Objekte und Felder unterstützen.
Auf Basis dieser Elemente kann das System einige Intelligenzen über ein Stromnetzwerk sammeln und auf nützliche Weise berichten.
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Neue Kompilierungsfehler können inkohärente Situationen anzeigen, die zu Fehlern auf der hergestellten Platine führen könnten
- Fehlende Stromnetz-Direktive auf PCB-Layout-Stromnetzen.
- Konflikt der Stromnetz-Direktive im Stromnetzwerk.
- Fehlender Strompin im Stromnetz.
- Unterversorgtes lokales Stromnetz.
Auch können Fehler bezüglich der Stromversorgung an Eingangspins und Eingangspins ohne Treiber intelligenter behandelt werden, wenn Pull-Ups oder Pull-Downs vorliegen: Wenn die beteiligten Netze Teil eines ordnungsgemäß deklarierten Stromnetzwerks sind, können diese Fehler unterdrückt werden.
Ebenso können Netzwerkklassen basierend auf deklarierten Stromnetzwerken generiert werden.
Schließlich können Stromnetzwerke präzise in dafür formatierten Berichten beschrieben werden.
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Ein Bericht über Stromnetzwerke wird Informationen enthalten über:
- Die Liste der Netze, die an einem gegebenen Stromnetzwerk beteiligt sind
- Die Liste der Komponenten und ihrer durchsichtigen Pin-Paare, die am Stromnetzwerk beteiligt sind
- Die Details des Stromnetzes eines gegebenen Stromnetzwerks.
- Die Liste der gesamten Netzwerk-'Grenzpins'.
In Zukunft kann diese Intelligenz auch zunächst zur Verbesserung der schematischen Darstellung genutzt werden (durch automatische Drahtfärbung basierend auf Stromnetzwerken), aber vor allem auf der Ebene des PCB-Layouts, um Stromnetzwerke leicht identifizieren und verwalten zu können. Teil-Durchsichten könnten auch für andere Zwecke genutzt werden, wie das Verwalten der Länge von Signalleitungen, die Dämpfungswiderstände enthalten.
Das ist meine Perspektive auf dieses Problem in diesem Stadium. Ich bin sicher, dass einige Teile fehlen oder nicht am richtigen Platz sind.
Zum Beispiel interessiere ich mich besonders für Ihr Feedback zur grafischen Darstellung der Durchsicht von Teilen und den Anweisungen für Stromnetze, sowie zu den neuen Kompilierungsfehlern und den Berichten.
Es könnte auch andere nützliche Wege geben, diese Informationen zu nutzen, an die ich noch nicht gedacht habe.
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Abschließend bin ich mir bei dem Begriff „Stromnetz“ (insbesondere bei „Stromnetz-Anweisung“) ein wenig unsicher. Er erfüllt im Allgemeinen seinen Zweck, aber ich finde, es fehlt ihm ein wenig an „Würze“. Wenn Sie einen besseren Vorschlag haben, bitte ich Sie, diesen vorzubringen!
Im Voraus danke ich Ihnen für Ihr Engagement bei diesem Thema - ich schätze es sehr.
Bitte posten Sie Ihre Kommentare hier.
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