Was ist eine schematic Netlist für Ihre Leiterplatte?

Zachariah Peterson
|  Created: June 4, 2020  |  Updated: December 10, 2020
Was ist eine schematic Netlist für Ihre Leiterplatte?

Wenn Sie Ihren nächsten großen Schaltplan entwerfen, ist hinter den Kulissen in Ihrer Designsoftware eine Menge los. Die Konnektivität zwischen den Komponenten in Ihrem Schaltplan kann auf eine kleine Anzahl von logischen und elektrischen Identifikatoren reduziert werden. Der Schaltplan enthält eine grafische Darstellung der Verbindungen zwischen Komponenten und Pins, aber um Ihren Entwurf in seiner Gesamtheit zu verstehen, benötigen Sie ein wichtiges Dokument.

Die schematic Netlist ist eine der zentralen Informationsquellen, die in Ihrer Designsoftware an mehreren Stellen verwendet wird, um eine echte Leiterplatte zu erstellen. Ihre schematische Netzliste bietet Informationen zur elektrischen Konnektivität und spiegelt die funktionale Struktur Ihrer Designdaten in einem einzigen Datensatz wieder. Wenn Sie Ihre Daten wiederverwenden oder elektrische Verbindungen in Ihren Simulationstools schnell definieren müssen, hilft Ihnen Ihre Netzliste beim Sprung vom Schaltplanentwurf zu diesen anderen Tools. Darüber hinaus müssen Sie Ihrem Hersteller im Rahmen einer Designprüfung eine Kopie Ihrer Netzlisten zukommen lassen. Lassen Sie uns die genaue Struktur einer Netzliste in Ihrer PCB-Design-Software also etwas genauer anschauen.

Was ist in einer schematic Netlist enthalten?

Bevor wir weitergehen: Es gibt verschiedene Arten von Netzlisten, die in EDA-Software für IC-Design oder PCB-Design verwendet werden. Diese Netzlisten definieren die Logik, Verbindungen zwischen Komponenten und hierarchische Beziehungen. Sie sind ein leistungsstarkes Tool, um die Struktur und Funktionalität Ihres Designs zusammenzufassen. Eine Netzliste enthält keine grafischen Informationen – diese sind im Schaltplandokument selbst enthalten.

Ein Schaltplan und seine Netzliste gehen jedoch Hand in Hand; die Netzliste kann aus einem Schaltplan, und (flache oder hierarchische) Schaltpläne können aus Netzlisten generiert werden. Eine Netzliste umfasst mehrere Dateneinträge, wobei jeder Eintrag die folgenden Informationen enthält:

  • Netzlabel: Der Name, den Sie einem bestimmten Netz in Ihrem Schaltplan geben.
  • Referenzbezeichner: Diese Bezeichner sind für die im Netz angeschlossenen Komponenten.
  • Pin-Nummern: Jedes Bauteil in einem Netz hat einige Pins, daher erscheint die Pin-Nummer für jedes Bauteil in der Netzliste.

Wenn Sie wissen, wie man eine schematic Netlist liest, können Sie bei der Vorbereitung einer Simulation sehen, wie eine Schaltung in eine SPICE-Netzliste übersetzt wird. Sie können auch Fehler beheben, die Sie möglicherweise in Netzlisten aus Bibliotheken von Drittanbietern finden.

Beispielhafte SPICE-Netzliste
Bildunterschrift: Beispiel einer SPICE-Netzliste, die aus einem Schaltplan extrahiert wurde

Sobald Sie Ihren Schaltplan als Anfangslayout erfasst haben, werden Ihre Schaltplan-Netzlistendaten zur Erstellung der Verbindungslinien verwendet, die in einem ungerouteten Layout zu sehen sind. Solange Sie keine weiteren Änderungen an Ihrem Schaltplan vornehmen müssen, können Sie sicher sein, dass Ihre Designdaten beim Routen Ihrer Platine konsistent bleiben. Dennoch müssen Sie vor der Fertigung sicherstellen, dass Ihre Stückliste und Gerber-Dateien mit den Informationen in Ihrem Schaltplan und Ihren Netzlisten übereinstimmen.

Wie Hersteller Ihre schematic Netlist verwenden

Während einer Designprüfung werden die Daten in Ihrer schematic Netlist mit Ihren Gerber-, Stücklisten- und Schaltplandaten verglichen. Es ist üblich, Diskrepanzen zwischen einer Netzliste und einem oder mehreren dieser Dokumente festzustellen. Das liegt oftmals einfach daran, dass die Netz- und Stückliste vor der Fertigstellung des Designs exportiert wurden; eine Design-Änderung in letzter Minute vor dem Absenden Ihres Designs erfordert einen Neuaufbau Ihrer Stückliste, Netzliste und Gerber-Dateien, um sicherzustellen, dass alle Daten konsistent sind. Das mag sich zwar nach einer Wiederholung anhören, ist aber besser, als mit einem minderwertigen Hersteller zu arbeiten und einen Stapel defekter Platinen per Post zu erhalten.

Die Hersteller verwenden Ihre Netzliste auch, um die Anforderungen für die Tests von unbestückten Leiterplatten zu definieren. Die Konnektivität in der Netzliste wird in die Testvorrichtung programmiert, die für den Leiterplatten-Testprozess verwendet wird. ODB++ ist ein bevorzugtes Datenformat für die Fertigung, da die Netzliste aus dem Gehäuse generiert werden kann. Andernfalls sollten Sie eine IPC-D-356-Netzliste zusammen mit Ihren Gerber-Dateien senden, da diese für einen gründlichen Vergleich vor der Herstellung der unbestückten Leiterplatte verwendet werden können.

Beispiel einer schematic Netlist
Bildunterschrift: Ihre schematic Netlist muss vor der Herstellung mit den Netzen in Ihren Gerber-Dateien übereinstimmen

Werfen Sie keine Netzlisten von alten Projekten weg

Die Wiederverwendung von Designs ist nichts Neues und umfasst die Aufbewahrung häufig genutzter Bibliotheken bis hin zu Schaltungsblöcken. Der Import von Designdaten aus einer anderen EDA-Anwendung in die gewünschte Plattform kann schwierig sein. Ihr nächstes Design könnte eine Variante eines alten Designs sein, oder es könnte erforderlich sein, auf bestimmte Funktionsblöcke im ursprünglichen Schaltplan/Layout zu verweisen. Die Beibehaltung der Netzlisten aus Ihren alten Projekten kann Ihnen dabei helfen, diese in einer neuen Design-Plattform neu aufzubauen, insbesondere wenn das ursprüngliche Layout und/oder die Schaltplandaten beschädigt oder unzugänglich sind.

Da die in einer schematic Netlist platzierten Daten in einem bestimmten Format strukturiert sind, können unterschiedliche Design-Plattformen die Netzlisten der jeweils anderen wiederverwenden, wenn sie ein neues Design erstellen. Solange Sie über Modelle, Schaltplansymbole und PCB-Footprints für die Komponenten im alten Design verfügen, müssen Sie das ursprüngliche Design in Ihrer neuen Software nicht manuell neu erstellen. Sie könnten zwar die Netznamen, Referenzbezeichner und Pin-Nummern aus Ihrer Netzliste ablesen, aber Sie sind viel besser dran, wenn Sie mit einer Design-Software arbeiten, die Ihnen hilft, ein Design aus einer alten Netzliste schnell wiederaufzubauen.

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Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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