Zarządzanie sieciami zasilającymi: Najlepsze praktyki dla płytek obwodów drukowanych

Jak zawsze, będę bardzo zainteresowany Twoimi przemyśleniami i komentarzami. Moim celem jest upewnienie się, że to, co robimy w tej kwestii, będzie ostatecznie użyteczne w rzeczywistym życiu.

Najpierw pozwól mi opisać problem, tak jak go widzę i jak myślę, że powinien być rozwiązany.

W Altium Designer obecnie, piny zasilania są ogólnie używane do wskazywania użytkownika mocy. Piny zasilania mogą być traktowane inaczej niż inne piny w czasie ERC.

Jednakże, nie jest łatwo zidentyfikować i zarządzać kompletnymi systemami dystrybucji mocy.

W związku z tym, wymagana jest większa staranność, aby uniknąć fatalnych błędów, takich jak komponenty pozbawione mocy lub zwarcia (które, jak jestem pewien, nie dają spać wielu osobom w nocy).

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

Na poziomie projektowania PCB zbiór sieci rozprowadzających energię stanowi "sieć zasilającą". Podobnie, zbiór sieci zbierających prąd do masy stanowi inną "sieć zasilającą".

W każdej z tych sieci zasilających, unikalny punkt łączy się z zewnętrznymi zasobami mocy (albo źródłem zasilania, które dostarcza energię, albo połączeniem z masą). Sieć, która jest połączona z tym punktem, jest prawdziwą siecią zasilającą.

Również w każdej z tych sieci zasilających, wiele komponentów (rezystory ograniczające prąd, złącza sieci, bezpieczniki itp.) są komponentami "przezroczystymi", które z punktu widzenia całej sieci, są tylko połączeniem (choć połączeniem, które posiada pewne wymagane cechy) łączącym jedną sieć z innym projektantem PCB.

Poniżej znajduje się abstrakcyjna reprezentacja takiej sieci zasilającej na poziomie płytki drukowanej.

Part Insights Experience

Access critical supply chain intelligence as you design.

Learn More

Na powyższym rysunku, ścieżki sieci zostały narysowane na czerwono, a sieci w czerwonym polu stanowią całą sieć zasilającą. W tej sieci, dyrektywa sieci zasilającej identyfikuje sieć "Main PWR" jako unikalną sieć, przez którą energia jest faktycznie dostarczana.

Sieci zostały narysowane na niebiesko, a sieci zasilające układu PCB w niebieskim polu będą stanowić kolejną całą sieć zasilającą. W tej sieci dyrektywa sieci zasilającej identyfikuje sieć „Main GND” jako jedyną sieć, która jest faktycznie połączona z ziemią.

W każdej sieci zasilającej tylko jedna sieć ścieżek może być zidentyfikowana jako sieć zasilająca na płytce drukowanej. Ponadto każda sieć zawierająca obiekty związane z zasilaniem powinna być częścią sieci zasilającej.

W schematach projektów płyt drukowanych dostępna będzie nowa dyrektywa, zwana „dyrektywą sieci zasilającej”. Po umieszczeniu na danej sieci zidentyfikuje ją jako jedyną sieć (w ramach sieci zasilającej), która łączy się z zewnętrznymi zasobami zasilania.

Ta nowa dyrektywa może wyglądać tak, aby była łatwo identyfikowalna.

Unparalleled Schematic Capture

Easily design schematics of any complexity.

Learn More

Ponadto zostanie wprowadzony nowy obiekt schematyczny, nazwany „Przezroczysta część”.

Zostanie umieszczony przez wybranie dwóch punktów gorących (z tej samej części) i połączy je.

Jego reprezentacja graficzna będzie wyglądać mniej więcej tak (to zostało narysowane przy użyciu obiektów linii i łuków eliptycznych).

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

Część przezroczysta będzie miała kontrolowany kolor, grubość, styl linii (pełna lub przerywana) oraz styl (łuk lub linia), co będzie determinować ich aspekt graficzny. Po umieszczeniu, części przezroczyste będą automatycznie 'zunifikowane' z częścią, do której są przypisane, aby mogły być łatwo przesuwane razem.

W efekcie, rola części przezroczystej polega na połączeniu dwóch sieci w 'grupę dwóch sieci'. W konsekwencji, grupa części przezroczystych, użyta w połączeniu z dyrektywą sieci zasilającej, zdefiniuje całą sieć zasilającą.

Należy zauważyć, że komponenty wiązań sieci będą domyślnie całkowicie przezroczyste.

Wszystkie standardowe systemy edycji i zarządzania (Dialog, Inspektor, Lista, Zapytania, parametryzacja dla skryptów) powinny obsługiwać te nowe obiekty i pola.

Na podstawie tych elementów, system może zbierać pewne informacje o sieci zasilającej i raportować je w użyteczny sposób.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

Nowe błędy kompilacji mogą wskazywać na niespójne sytuacje, które mogłyby prowadzić do błędów na wyprodukowanej płytce

• Brakująca dyrektywa sieci zasilającej na sieciach zasilających układu PCB.
• Konflikt dyrektyw sieci zasilającej w sieci zasilającej.
• Brakujący pin zasilania na sieci zasilającej.
• Wygłodzona lokalna sieć zasilająca.

Ponadto, błędy związane z zasilaniem pinów wejściowych oraz błędy pinów wejściowych bez sterownika mogą być bardziej inteligentnie obsługiwane w przypadku zastosowania podciągnięć do plusa lub minusa: jeśli sieci zaangażowane są częścią właściwie zadeklarowanej sieci zasilającej, te błędy mogą być tłumione.

Również klasy sieci mogą być generowane na podstawie zadeklarowanych sieci zasilających.

Ostatecznie sieci zasilające mogą być precyzyjnie opisane w raportach przygotowanych do tego celu.

Cloud Storage and Version Control

Store your libraries and design data in one secure, accessible, and version-controlled space.

Learn More

Raport o sieciach zasilających będzie zawierał informacje o:

• Liście sieci zaangażowanych w daną sieć zasilającą
• Liście komponentów i ich przezroczystych parach pinów zaangażowanych w sieć zasilającą
• Szczegółach sieci zasilającej danej sieci zasilającej.
• Liście 'pinów granicznych' całej sieci.

W przyszłości ta inteligencja może być również wykorzystana do poprawy reprezentacji schematycznej (poprzez automatyczne kolorowanie przewodów na podstawie sieci zasilających), ale co najważniejsze, na poziomie układu PCB, aby łatwo identyfikować i zarządzać sieciami zasilającymi. Przezroczystości części mogą być również wykorzystane do innych celów, takich jak zarządzanie długością sieci sygnałowych zawierających rezystory tłumiące.

Więc to jest moja perspektywa na ten problem na tym etapie. Jestem pewien, że brakuje niektórych elementów lub są one nie na miejscu.

Na przykład, szczególnie interesuje mnie wasza opinia na temat graficznej reprezentacji części przezroczystych oraz dyrektyw sieci zasilających, a także nowych błędów kompilacji i raportów.

Możliwe, że istnieją również inne użyteczne sposoby wykorzystania tych informacji, o których nie pomyślałem.

Variant Manager

Meet demands of a globalized market that requires unique versions of your PCBs.

Learn More

Wreszcie, mam pewne wątpliwości co do terminu "sieć zasilająca" (szczególnie w "dyrektywa sieci zasilającej"). Ogólnie spełnia on swoje zadanie, ale wydaje mi się, że brakuje mu trochę "pikanterii". Jeśli macie jakieś lepsze propozycje, proszę je przedstawić!

Z góry dziękuję za zaangażowanie w tę kwestię - bardzo to cenię.

Proszę zamieścić swoje komentarze tutaj.