Система автоматизированного проектирования Altium Designer / 2021 / Методические указания к Лабораторным работам ALTIUM DESIGNER издание 2

7.Что такое Bending Line? Какие параметры ей присваиваются?

8.Зачем нужен параметр 3D Locked, каким объектам он присваивается и с какой целью?

9.Какие правила проектирования надо соблюдать на гибкой части гибкожёсткой платы?

10.Какие конструкторские ограничения на жёсткой части платы возникают изза того, что плата гибко-жёсткая?

121

Лабораторная работа № 12 Внесение изменений в проект

Цель работы: приобретение навыков внесения изменений в проект на различных этапах работы.

Продолжительность работы: 4 часа.

Задание: внести изменения в схему и топологию платы, проконтролировать отработку изменений на всех этапах проектирования.

Ожидаемый результат: проект, изменённый в соответствии с заданием. Защита работы: предъявить на экране компьютера топологию платы, ответить

на контрольные вопросы.

Теоретические сведения

Типовой процесс проектирования печатной платы в идеальном случае выглядит так: разработка электрической схемы, передача её в топологический редактор, размещение элементов, проведение трассировки соединений, проведение оптимизации топологии, подготовка управляющих программ, выпуск документации и передача информации на завод для изготовления. Однако на самом деле процесс проектирования редко проходит без изъянов, обязательно возникнет необходимость где-то что-то изменить, убрать или добавить. Причины внесения изменений могут быть разные, например, заказчик может попросить внести в техническое задание некоторые поправки: добавить новую функцию или, наоборот, упростить изделие с целью его удешевления. Это может повлиять на электрическую схему или только на конструкцию платы. Если к моменту появления изменений схема ещё не была передана на трассировку, то особых проблем это не создаёт – нужно просто дорисовать в схеме то, что необходимо, и передать её дальше. Если топология уже существует, то схемные изменения необходимо грамотно передать в топологический редактор, не нанеся большого вреда уже разработанной топологии. Добавляя новые или убирая лишние элементы из схемы, нужно помнить, что такие изменения влекут за собой изменение практически всех конструкторских документов. Если

122

конструкторская документация на плату уже утверждена и передана в архив, то вносимые новые элементы, получающие позиционные обозначения по порядку, могут располагаться в любых местах схемы. В случае же первичного утверждения документации позиционные обозначения элементов должны располагаться на листе в строгом порядке, значит, потребуется реаннотация элементов как на схеме, так и на топологии и полная переделка перечней элементов и спецификаций.

Частой причиной внесения изменений также является невозможность оптимально осуществить трассировку соединений. Часто в схемах применяются элементы с эквивалентными по функциям выводами или элементы, в которых может быть несколько абсолютно одинаковых гейтов. Типичный пример – микросхема 2И-НЕ, в каждом гейте которой два входных вывода абсолютно равнозначны, а в самой микросхеме расположены четыре одинаковых схемы. Перестановка выводов у таких схем не влияет на их работу, но может облегчить трассировку проводников. Перестановка цепей на таких выводах называется пинсвоппингом (Pin Swap).

Ещё одна из причин внесения изменений в плату – снятие с производства тех или иных элементов или невозможность их приобретения. Если вместо снятых с производства деталей появляются другие в том же корпусе и с аналогичными параметрами, тогда замена коснётся только некоторых наименований элементов,

иэто повлияет только на часть выпускаемых документов. Однако может смениться

икорпус элемента, и его схема включения, тогда количество корректируемых элементов и, соответственно, количество выпускаемых документов будет другим

Часто после изготовления и включения изделия на печатной плате выясняется, что оно работает не так, как должно, значит, изменения в схему или топологию необходимо внести по результатам испытаний.

По статистике 90 % ошибок при проектировании плат возникает именно на этапе внесения изменений, поэтому современные САПР печатных плат уделяют огромное внимание автоматизации внесения изменений и контролю проведения этих изменений во всех частях проекта.

При внесении изменений в библиотечный элемент необходимо:

123

сохранить изменения в библиотеке;

провести обновление электрической схемы из библиотек;

откорректировать схему, если требуется;

запустить обновление топологии из схемы;

откорректировать топологию, если требуется;

перевыпустить файлы для изготовления платы;

исправить конструкторскую документацию.

При внесении изменений в схему необходимо:

провести обновление топологии из схемы;

откорректировать топологию, если требуется;

перевыпустить файлы для изготовления платы;

исправить конструкторскую документацию;

При внесении изменений в топологию необходимо:

провести обратное обновление схемы из топологии;

откорректировать схему, если требуется;

перевыпустить файлы для изготовления платы;

исправить конструкторскую документацию;

Передача информации о произведённых изменениях осуществляется с помощью специального механизма ECO (Engineering Change Order) – это текстовый файл, содержащий команды, с помощью которых выполняются изменения (удаление и добавление элементов, переименовывание цепей и компонентов и т.д.). Файл ECO формирует специальная программа-компаратор, которая сравнивает структуры схемы и топологии, представленные после компиляции во внутреннем формате описания данных системы UDM (Unified Data Model).

Лабораторное задание

1. Загрузите свой проект, созданный в лабораторных работах № 1 – 11. Откройте схемотехническую библиотеку дополнительных элементов, которую создавали сами.

124

2.Измените графику одного из элементов, не перемещая выводы и не меняя ничего, кроме изображения элемента. Например, измените его толщину и цвет линий контура. Сохраните изменения в библиотеке.

3.Откройте электрическую схему и выполните команду Tools\Update from Library.

Рис.12.1.

Выбрав нужные элементы, нажмите иконку NEXT> (рис.12.1). Появится список обновляемых элементов. После подтверждения действия откроется окно ECO. Нажатие кнопки Validate Changes начнёт проверку возможности осуществления запланированного действия. Зелёный и красный значки в каждой строке сигнализирует о возможности или невозможности выполнения какого-либо действия соответственно. Кнопка Execute Changes запускает выполнение передачи информации с помощью механизма ECO (рис.12.2).

Рис.12.2.

125

При выполнении этой процедуры надо быть осторожным с обновлением параметров элементов. Если, например, у резистора есть параметр Value, через который вы вносили на схему своё собственное значение для каждого резистора, то неправильное обновление параметров из библиотеки может обнулить все введённые ранее данные. Убедитесь, что в схеме поменялась графика изменённого

вбиблиотеке элемента.

4.Верните сделанные изменения в библиотечном элементе в первоначальный вид, затем поменяйте два вывода местами. Проделайте все те же операции по передаче данных в схему и посмотрите, какой вид она примет.

5.Перестройте электрическую схему, поменяв местами присоединение к какому-либо элементу у двух цепей. Запустите команду Design\Update PCB Document... . Измените файл ECO так же, как вы это делали при обновлении схемы. Откройте топологический файл и посмотрите результаты действия механизма ECO. Обратите внимание, что ECO не трассирует соединения, не размещает сам элементы, он только фиксирует изменения и удаляет отрезки цепей, «конфликтующие» с новой схемой. Дорабатывать топологию придётся самостоятельно.

6.Добавьте в топологию новый элемент и создайте для него несколько соединений с остальной схемой. Осуществите обратную передачу данных из топологии в схему, запустив команду Design\Update Schematic In. Выполните ECO и посмотрите результаты его действия на электрической схеме.

7.Откройте топологию платы и запустите процедуру Tools\Pin\Part Swapping. Изучите самостоятельно принцип её работы. Добейтесь того, чтобы в топологии произошли перестановки цепей у эквивалентных выводов, и чтобы эти изменения отразились на электрической схеме.

8.Осуществите полную проверку целостности проекта; убедитесь, что его библиотеки, схемы и топология соответствуют друг другу. Для этого проверьте топологию платы на соблюдение правил проектирования, запустив команду Tools\Design Rule Check и настроив в ней список проверок (рис.12.3).

126

Проверяемые

Настройки отчета

Рис.12.3.

В результате проверки сформируется отчёт с подробным описанием обнаруженных несоответствий (рис.12.4).

Рис.12.4.

В топологическом файле нарушения будут выделены специальными знаками

(рис.12.5).

Неразведенная связь

Нарушения в полигоне

Рис.12.5.

127

Соответствие топологии и электрической схемы проверяется запуском команды

Design\Update Schematic… из топологического редактора или Design\Update PCB… из схемотехнического редактора соответственно. Если после запуска этой команды появляется список планируемых к выполнению действий, значит, схема и топология не соответствуют друг другу.

Последняя проверка целостности проекта осуществляется командой project\Project Releaser, которая проверит, все ли запланированные выходные файлы проекта сформированы и обновлены. В случае обнаружения несоответствий будут выданы предупреждения системы (рис.12.6).

Рис.12.6.

Сохраните все файлы проекта, включая файлы-отчеты о проверках, и предъявите их преподавателю, ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.Что такое механизм ECO, какие функции он выполняет?

2.Как поменять графику схемотехнического элемента во всей схеме сразу?

3.Можно ли изменить графику схемотехнического элемента непосредственно

вэлектрической схеме, не меняя библиотеку элементов?

4.Как передаются данные об изменениях из библиотеки в схему? Можно ли, изменив элемент в схеме, осуществить обратный процесс, т.е. обновить библиотеку?

5.Как передаются данные об изменениях схемы в топологию, что при этом происходит с топологией?

128

6.В чём отличия передачи данных о графике элемента и о параметрах элемента? Когда эти отличия учитываются?

7.Что такое аннотация элементов, когда её лучше осуществлять, и к чему приводит реаннотация элементов?

8.Что такое Pin Swap, Part Swap? Как эти процедуры действиуют на практике?

Ккаким элементам применима данная процедура?

9.Как осуществляется общая проверка целостности проекта?

10.На какие выходные документы повлияет замена резистора типоразмера 0603 на резистор с теми же параметрами, но типоразмера 0805?

129

Приложения

Приложение 1.Варианты заданий, общие требования

В соответствии с вариантом задания спроектировать устройство на печатной плате, устанавливаемое в пластмассовый корпус G416 фирмы Gainta. Разъемы должны выходить из корпуса наружу через симметрично проделанные в торцевых вставках корпуса отверстия. Плата должна крепиться к корпусу винтамисаморезами. Диаметр самореза 3 мм, диаметр головки 5 мм.

Печатная плата должна быть изготовлена из фольгированного стеклоткстолита и иметь следующие параметры: количество слоев -2, толщина платы 1,5 мм, толщина фольги - 18 мкм, покрытие паяльной маской с двух сторон, маркировка с одной стороны (при необходимости, с двух сторон). Покрытие контактов – HAL (облуживание припоем).

Технологические ограничения:

минимальная ширина проводника – 0,2 мм,

минимальный зазор между двумя проводящими участками – 0,2 мм,

минимальный диаметр отверстия – 0,4 мм (минимальный диаметр площадки с отверстием должен быть больше диаметра отверстия на 0,4 мм, если размер отверстий менее 1,0 мм и на 0,5 мм для остальных случаев),

переходные отверстия закрыть паяльной маской,

минимальная ширина линий маркировки – 0,15 мм, зазор от открытых контактных площадок до маркировки не менее 0,15 мм,

минимальный «мостик» паяльной маски – 0,1 мм, зазор от паяльной маски до края платы не менее 0,25 мм.

На печатной плате маркировать позиционные обозначения, децимальный номер платы, логотип предприятия (МИЭТ), а также номер варианта задания. Свободные зоны платы закрыть медным полигоном, подсоединенным к цепи GND. Цепи питания вести проводником шириной 1,0 мм, уменьшая его ширину только в местах

130