Gestione delle Reti di Alimentazione: Migliori Pratiche per le Schede Elettroniche

Come sempre, sarò molto interessato ai vostri pensieri e commenti. Il mio obiettivo è assicurarmi che ciò che facciamo a riguardo sia alla fine utile nella vita reale.

Prima, permettetemi di descrivere il problema come lo vedo io e come penso che dovrebbe essere affrontato.

In Altium Designer oggi, i pin di alimentazione sono generalmente utilizzati per indicare un utilizzatore di potenza. I pin di alimentazione possono essere trattati in modo diverso dagli altri pin al momento dell'ERC.

Tuttavia, non è possibile identificare e gestire facilmente sistemi completi di distribuzione della potenza.

Di conseguenza, è richiesto un maggiore livello di attenzione per evitare errori fatali come componenti a corto di potenza o cortocircuiti (che sono sicuro tengano molti svegli la notte).

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A livello di progettazione del PCB, l'insieme delle reti che distribuiscono energia costituisce una "rete di alimentazione". Analogamente, l'insieme delle reti che raccolgono corrente verso terra costituisce un'altra "rete di alimentazione".

All'interno di ciascuna di queste reti di alimentazione, un punto unico si collega a risorse di potenza esterne (sia una fonte di alimentazione che fornisce energia, sia un collegamento a terra). La rete che è collegata a questo punto è veramente una rete di potenza.

Allo stesso modo, all'interno di ciascuna di queste reti di alimentazione, un certo numero di componenti (resistori limitatori di corrente, net-ties, fusibili, ecc.) sono componenti "trasparenti" che, dal punto di vista dell'intera rete, sono solo un collegamento (anche se un collegamento che presenta determinate caratteristiche richieste) che unisce una rete ad un altro progettista di PCB.

Segue una rappresentazione astratta di tale rete di alimentazione a livello di scheda a circuito stampato.

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Nel disegno sopra, le tracce delle reti sono state disegnate in rosso, e le reti all'interno del riquadro rosso costituiscono un'intera rete di alimentazione. All'interno di questa rete, una direttiva di rete di potenza identifica la rete "Main PWR" come la rete unica attraverso la quale l'energia viene effettivamente fornita.

Le reti erano disegnate in blu, e le reti di alimentazione del layout PCB all'interno del riquadro blu costituirebbero un'altra intera rete di alimentazione. All'interno di questa rete, una direttiva di rete di alimentazione identifica la rete ‘Main GND’ come l'unica rete effettivamente connessa a terra.

In ogni rete di alimentazione, solo una rete di tracce può essere identificata come rete di alimentazione sul circuito stampato. Inoltre, ogni rete contenente oggetti relativi all'alimentazione dovrebbe far parte di una rete di alimentazione.

Nei schemi dei progetti di circuiti stampati, sarà disponibile una nuova direttiva, chiamata ‘Direttiva di rete di alimentazione’. Quando posizionata su una data rete, la identificherà come l'unica rete (all'interno di una rete di alimentazione) che si collega alle risorse di alimentazione esterne.

Questa nuova direttiva potrà avere questo aspetto per essere facilmente identificata.

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Inoltre, sarà introdotto un nuovo oggetto schematico, chiamato “Part See-Through”.

Esso sarà posizionato scegliendo due punti caldi (della stessa parte) e li collegherà.

La sua rappresentazione grafica sarà qualcosa di simile a questo (questo è stato disegnato utilizzando gli oggetti linea e arco ellittico).

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Il colore, lo spessore, lo stile della linea (piena o tratteggiata) e lo stile (arco o linea) delle parti trasparenti saranno controllabili e determineranno il loro aspetto grafico. Una volta posizionate, le parti trasparenti saranno automaticamente 'unificate' con la parte a cui si riferiscono, così da poter essere facilmente mosse insieme.

In effetti, il ruolo di una parte trasparente è quello di unire due reti in un 'gruppo di due reti'. Di conseguenza, un gruppo di parti trasparenti, utilizzato in combinazione con una direttiva di rete di alimentazione, definirà un'intera rete di alimentazione.

Si noti che i componenti di collegamento delle reti saranno completamente trasparenti per impostazione predefinita.

Tutti i sistemi standard di modifica e gestione (Dialogo, Ispettore, Lista, Query, parametrizzazione per script) dovrebbero supportare questi nuovi oggetti e campi.

Basandosi su questi elementi, il sistema può raccogliere alcune informazioni su una rete di alimentazione e riportarle in modo utile.

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Nuovi errori di compilazione possono indicare situazioni incoerenti che potrebbero portare a errori nella scheda prodotta

• Mancanza della direttiva di rete di alimentazione sui net di alimentazione del layout PCB.
• Conflitto di direttiva di rete di alimentazione sulla rete di alimentazione.
• Mancanza del pin di alimentazione sulla rete di alimentazione.
• Rete di alimentazione locale insufficiente.

Inoltre, gli errori relativi all'alimentazione ai pin di ingresso e i pin di ingresso senza errori di driver possono essere gestiti in modo più intelligente nel caso di pull-up o pull-down: se le reti coinvolte fanno parte di una rete di alimentazione correttamente dichiarata, questi errori possono essere soppressi.

Inoltre, le classi di rete possono essere generate in base alle reti di alimentazione dichiarate.

Infine, le reti di alimentazione possono essere descritte con precisione in report formati a questo scopo.

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Un report sulle reti di alimentazione conterrà informazioni su:

• L'elenco delle reti coinvolte in una data rete di alimentazione
• L'elenco dei componenti e delle loro coppie di pin trasparenti coinvolti nella rete di alimentazione
• I dettagli della rete di alimentazione di una data rete di alimentazione.
• L'elenco dei 'pin di confine' dell'intera rete.

In futuro, questa intelligenza potrà anche essere utilizzata per migliorare prima la rappresentazione schematica (attraverso la colorazione automatica dei fili basata sulle reti di alimentazione), ma soprattutto a livello di layout PCB, per identificare e gestire facilmente le reti di alimentazione. Le parti trasparenti potrebbero anche essere utilizzate per altri scopi, come la gestione della lunghezza delle reti di segnale che contengono resistori di smorzamento.

Quindi, questa è la mia prospettiva su questo problema in questa fase. Sono certo che alcuni dettagli mancano o sono fuori posto.

Ad esempio, sono particolarmente interessato al tuo feedback riguardo la rappresentazione grafica della trasparenza dei componenti e delle direttive delle reti di alimentazione, così come i nuovi errori di compilazione e i rapporti.

Potrebbero esserci anche altri modi utili per utilizzare queste informazioni, ai quali non ho pensato.

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Infine, sono un po' incerto riguardo al termine "Rete di alimentazione" (in particolare in "direttiva della rete di alimentazione"). Generalmente serve allo scopo, ma trovo che manchi un po' di "brio". Se hai qualche suggerimento migliore, per favore proponilo!

In anticipo, ti ringrazio per il tuo coinvolgimento in questa questione - lo apprezzo molto.

Per favore, posta i tuoi commenti qui.