O Que São Netlists em Projetos de Design de PCB?

Operando por trás das cenas do seu software ECAD e editor de layout de PCB está um conjunto de dados importante que define as conexões entre componentes. Esse conjunto de dados, normalmente armazenado em um único arquivo, é conhecido como uma netlist. Diferentes sistemas CAD têm diferentes formatos de netlist, mas eles desempenham uma função importante no software de design de PCB: definir a conectividade entre componentes.

Netlists Começam no Esquemático

Todas as netlists são definidas no nível do circuito e são construídas por ferramentas CAD a partir de diagramas de circuito em folhas esquemáticas. Um editor esquemático criará netlists à medida que você coloca componentes e desenha circuitos, seja automaticamente ou com uma ferramenta de compilador manual. A netlist pode então ser usada em outros sistemas CAD, como em um programa de simulação SPICE ou um editor de PCB. De acordo com um documento antigo da Agilent, ferramentas CAD e simuladores de micro-ondas antigos também usavam suas próprias netlists para realizar análise de circuito de micro-ondas linear com parâmetros-S.

Não importa como uma netlist é usada, ela conterá um conjunto de dados legíveis por humanos que segue um formato específico. Tecnicamente, todo o conjunto de circuitos poderia ser reconstruído graficamente a partir de uma netlist, desde que os símbolos esquemáticos estejam disponíveis, embora isso seja tipicamente feito ao converter formatos de arquivo entre sistemas CAD.

Uma vez que todas as netlists definem conexões elétricas entre componentes, elas são criadas a partir de ferramentas de desenho de circuitos ou programas de captura esquemática. Netlists esquemáticas usadas em software de design de PCB, seja no Altium Designer ou em outra ferramenta CAD de PCB, são então utilizadas para definir a conectividade entre os pads dos componentes em um layout de PCB.

• Aprenda mais sobre netlists esquemáticas

Tipos de Netlists

Como as netlists começam no esquemático, elas se assemelham aos tipos de esquemáticos (plano vs. hierárquico) que você pode ver usados em projetos de PCB em software ECAD.

• Netlist plano - Esta categoria de netlist simplesmente contém todas as conexões implementadas em um circuito ou design, em contraste com uma netlist hierárquica. A maioria das netlists, por exemplo, netlists SPICE, serão netlists planas.
• Netlist hierárquica - Também tipicamente referida no desenvolvimento de FPGA, uma netlist hierárquica define algum agrupamento entre as redes. No design de PCB, as redes são normalmente agrupadas por esquemático, enquanto em FPGAs, as redes podem ser agrupadas por banco ou pela lógica instanciada sendo desenvolvida para o dispositivo alvo.
• Netlist esquemática - Essas netlists são exportadas diretamente de um programa de captura esquemática e podem ser convertidas para uma netlist plana, mesmo que o projeto seja hierárquico.
• Lista de conexões SPICE - Usada em pacotes de simulação SPICE para definir conexões elétricas entre componentes internos ou funções que definem o comportamento elétrico. Essas são usadas para realizar cálculos numéricos e definir os valores de tensão/corrente observados em outros nós de um circuito (Veja abaixo).

Cada uma dessas pode ser fornecida em um formato específico do fornecedor. Por exemplo, o formato de dados da lista de conexões SPICE usado pelo LTSpice é diferente do formato de dados usado pelo PSpice. O mesmo vale para listas de conexões esquemáticas produzidas por software de design de PCB ou captura esquemática. Também existem formatos neutros de fornecedores que podem ser usados dentro ou fora do software ECAD.

Formatos Neutros de Fornecedores

Embora uma lista de conexões tenha um uso específico em programas ECAD de eletrônica, software CAM e software EDA, não existe um único formato de arquivo que seja usado para listas de conexões. Embora os dados normalmente estejam em um formato legível por humanos, a estrutura de dados usada nos arquivos de lista de conexões não é padronizada entre todos os fornecedores de CAD.

Embora a gama de formatos de lista de conexões varie, existem formatos de arquivo neutros de fornecedores que podem ser usados para examinar a conectividade em um design. Alguns dos formatos neutros de fornecedores mais proeminentes incluem:

• EDIF (Electronic Data Interchange Format)
• IPC-D-356
• IPC-2581

Usos das Listas de Conexões

Uma vez que uma netlist foi criada em um nível lógico, ela pode ser usada em um editor de PCB, programa de simulação e software CAM.

Construção de Airwire (Ninho de Ratos)

Seu programa CAD pode usar as informações textuais em uma netlist para determinar conexões equivalentes entre pads em um layout de PCB. Quando dois pads são atribuídos à mesma rede, um editor de PCB usará essa conexão em suas regras de design para verificar aberturas/curtos-circuitos, destacar a conectividade da rede e construir airwires para auxiliar o roteamento de PCB.

• Saiba mais sobre netlists em software de design de PCB

O layout do PCB conterá coordenadas e rotação definindo localizações e orientação dos componentes, e os dados do componente incluirão localizações relativas dos pads para cada pino que aparece no símbolo esquemático de um componente. Como uma netlist define as conexões entre cada pad no símbolo, esses mesmos dados de conexão entre pads podem ser usados para desenhar airwires entre pads em um editor de PCB. Este é o princípio básico que o software ECAD usa para exibir airwires entre redes não conectadas.

Simulação e Verificação

Programas de simulação, especificamente motores de simulação SPICE e simuladores de circuitos especializados (por exemplo, SiMetrix), usarão as conexões de circuito definidas em uma netlist para construir simulações elétricas. O simulador não necessariamente distingue entre diferentes tipos de componentes ou tipos de sinais (analógico vs. digital) ao usar uma netlist para construir e executar uma simulação. Em vez disso, as informações na netlist referem-se a componentes, e o modelo de simulação ou subcircuito anexado a esses componentes é usado para executar cálculos numéricos para uma simulação.

Além do Software ECAD/EDA

Netlists também são usados em áreas fora da captura esquemática e layout de PCB, e podem ser um dos arquivos necessários exportados pelo seu software de design de PCB. Existem duas áreas importantes onde netlists também são utilizados:

• Fabricação de PCBs - Como parte de uma revisão de design e engenharia antes da fabricação/montagem; os formatos incluem WireList e Telesis
• Desenvolvimento de FPGA - Usado para definir a funcionalidade lógica no nível do sistema com base na conexão de portas lógicas; os formatos incluem Verilog e EDIF

No desenvolvimento de FPGA, o formato Verilog/VHDL pode expressar muito mais do que simplesmente conexões entre nós em circuitos. Na fabricação de PCBs, o uso também é muito mais distante do design eletrônico, focando mais na verificação da conectividade em ferramentas conforme é expresso logicamente nos arquivos de design.

Considere a verificação de netlist mostrada abaixo como um exemplo. Um pacote de software CAM está sendo usado para verificar se as conexões inferidas de uma exportação Gerber correspondem às conexões definidas logicamente no netlist. Neste caso, há um curto entre duas redes com nomes diferentes; isso pode não violar as regras de design de PCB devido a alguma regra ser dispensada ou substituída, mas esse tipo de erro pode ser detectado no software CAM.

O software CAM pode usar uma saída de netlist para verificar se as conexões lógicas definidas em um netlist correspondem às conexões reais nos dados de fabricação (Gerbers, ODB++) que serão usados para produzir uma PCB. As exportações ODB++ incluirão um netlist que é necessário para essa verificação e para testes automatizados (como com sondas voadoras). Quando os Gerbers estão sendo usados, um netlist IPC-D-356, WireList ou outro formato pode ser usado para verificar conexões nos arquivos de fabricação.

Quando você deseja um pacote de software ECAD de alta eficiência que sincroniza automaticamente seu layout de PCB e esquemáticos, use o conjunto completo de utilitários CAD em Altium Designer. Quando você terminou seu design e quer liberar arquivos para seu fabricante, a plataforma Altium 365 facilita a colaboração e o compartilhamento de seus projetos.

Apenas arranhamos a superfície do que é possível com Altium Designer no Altium 365. Comece seu teste gratuito do Altium Designer + Altium 365 hoje.