Особенности проектирования бортовых рдиоэлектронных средств в среде Altium Designer

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БОРТОВЫХ РДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ В СРЕДЕ ALTIUM DESIGNER

Altium Designer – это система сквозного автоматизированного проектирования радиоэлектронных средств (РЭС) на базе печатных плат и программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Altium Designer состоит из нескольких структурных модулей и охватывает все основные этапы проектирования РЭС, а именно:

· разработку электрических схем;

· проектирование печатных плат;

· разработку встроенного программного обеспечения;

· смешанное аналого-цифровое моделирование;

· анализ целостности сигналов;

· технологическую подготовку производства;

· проектирование систем на базе ПЛИС и их отладку с использованием макетной платы Altium NanoBoard.

Altium Designer позволяет выполнять все задачи в рамках единой программной среды Design Explorer (DXP), которая запускается одновременно с запуском программы и представляет интерфейс работы со всеми редакторами. Окно Altium Designer содержит следующие основные элементы:

1) системное меню и панели инструментов, наполнение и состав которых меняется в зависимости от типа активного документа;

2) вспомогательные панели, которые имеют несколько режимов отображения;

3) рабочая область;

4) интегрированная поддержка Altium Designer, обеспечивающая доступ к страницам встроенной справкам и ресурсам, расположенным в сети Интернет (Altium Wiki).

Интуитивно понятный и динамический интерфейс Altium Designer может индивидуально настраиваться под требования конкретного пользователя.

Проект представляет собой служебный файл, содержащий ссылки на документы, имеющие отношения к данному устройству, и обеспечивающий доступ к ним в рамках среды DXP. Для создания нового проекта используются опции в подменю File>New>Projects. Проектный файл существует только в памяти при первичном создании, поэтому необходимо использовать команды меню File>Save Projects >As… Появится окно в котором необходимо указать новое имя проекта и его местоположение на диске. После создания проекта и сохранения его в нужном месте, возникает необходимость добавления документов в проект. Самый простой способ добавления новых или существующих документов в проект – это нажатие правой кнопкой мыши на названии проекта в панели Projects и выбор из выпадающего меню Add New to Projects (Добавить новый документ в проект). В этом случае открывается контекстное меню следующего, нижнего уровня с перечнем возможных типов подключаемого документа:

1. Schematic – схемный документ;

2. PCB – файл печатной платы;

3. Schematic Library – библиотека схемных символов;

4. PCB Library – библиотека топологических посадочных мест;

5. CAM Document - документ CAM-программы;

6. Output Job File – файл выходных данных для обработки;

7. Database Link File – файл-указатель связи с базой данных;

8. Text Document – текстовый документ;

9. Other – прочие документы.

Имя файла подключенного документа включается в дерево документов проекта. Для сохранения подключенных к проекту новых (пустых) документов необходимо указывая на них по очереди курсором, каждый раз активизировать команду главного меню File>Save As.

Следующим этапом является разработка электрической принципиальной схемы, для этого создается файл проектируемой схемы и выполняется настройка рабочей области. Основной особенностью Altium Designer является проектная структура разработки, а также процедура компиляции схемы и проекта.

Перед началом создания схемы нужно найти компоненты, используемые в схеме, и подключить библиотеки, которые их содержат. Работа с библиотеками осуществляется с помощью панели управления библиотеками Libraries. После нажатия кнопки Libraries на экране появится диалоговое окно. В данном окне имеются три вкладки, которые имеют следующее назначение: Project – библиотека проекта, Installed – установленные библиотеки, Search Path – путь для поиска по библиотекам. Для подключения и удаления библиотек используются кнопки Install и Remove окна Available Libraries. Для поиска необходимого компонента в библиотеке можно воспользоваться двумя методами. Во первых, можно воспользоваться строкой поиска, в которой можно написать название (или часть) необходимого компонента, используя спецзнаки (* – набор неопределенных символов,? – один неопределенный символ). Во вторых зайти в диалог поиска по кнопке Search панели Libraries, что позволяет искать компоненты по всем доступным библиотекам независимо от того, подключены они или нет. Результаты поиска будут отображены в списке Query Results, который автоматически появится в выпадающем списке на панели Libraries. Необходимо выбрать в списке найденный компонент, вызвав контекстное меню с помощью правой кнопки мыши и выполнить команду Install Current Library. В результате будет установлена библиотека, содержащая найденный компонент.

Процедура формирования схемы представляет собой последовательное размещение на листе схемы компонентов, линий связи, шин, меток, цепей и других объектов. Из списка компонентов в панели Libraries выбирается с помощью мыши нужный компонент, после чего необходимо нажать кнопку Place. Указатель мыши принимает вид крестика, к которому «прилип» контур символа, что означает, что редактор переключился в режим размещения. Прежде чем щелкнуть левой кнопкой мыши в поле схемы и поставить компонент в нужное место, нужно отредактировать его параметры, для чего следует нажать клавишу Tab. На экране появится окно Component Properties, в котором вся информация о компоненте разбита на группы:

1. Properties – основные свойства компонента (Designator – позиционное обозначение, Comment – название компонента);

2. Library Link – ссылка на библиотечный компонент;

3. Graphical – информация о графическом отображении компонента;

4. Parameters – атрибуты компонента (отсюда информация о компоненте будет использоваться для формирования текстовой части конструкторской документации);

5. Models – модели компонента (посадочное место);

6. Edit Pins – таблица выводов компонента.

После установки необходимых настроек и нажатия кнопки OK, переходят к размещению компонента. При размещении компонентов используются клавиши: Space (пробел) – поворот на 90 градусов, X, Y – зеркальное отображение относительно осей X и Y.

После расположения всех компонентов приступают к прорисовке связей. В программе Altium Designer есть 4 режима рисования соединений, 90, 45, произвольный угол и режим Auto Wire (соединяет две выбранные точки по оптимальному маршруту). Переключение между режимами осуществляется нажатием комбинации клавиш Shift + Space. У режимов 90 и 45 имеются 2 подрежима, переключение между ними осуществляется нажатием Space. По окончании прорисовки связей для выхода из режима рисования необходимо нажать клавишу ESC.

Далее осуществляется размещение портов питания и меток цепей. Для этого используется команда Place>Power Port. Во время выполнения команды нажимается кнопка Tab. В открывшемся окне свойств порта Power Port выбирается из выпадающего списка в поле Style стиль отображения порта Bar, а в строке Net указывается имя цепи (GND).

Последним этапом перед компиляцией проекта является автоматическая нумерация компонентов схемы, которая выполняется командой Tools>Annotate Schematic. В левом верхнем углу появившегося окна Annotate задается направление нумерации Down then Across. Затем в правом нижне углу окна нажимается кнопка Update Changes List, после чего в колонке Proposed таблицы Proposed Change List будет показана новая нумерация. Для внесения изменения в схему необходимо нажать кнопку Accept Change. Сохранение файла схемы осуществляется командой File>Save.

Концептуально новым этапом разработки проекта в программе Altium Designer является компиляция проекта. Результатом компиляции является отлаженный файл проекта, готовый к формированию платы. Процесс компиляции состоит из следующих этапов:

1. Настройка опций проекта;

2. Запуск компиляции;

3. Поиск и исправление ошибок.

После поиска и исправления ошибок выполняется повторный запуск компилятора и проводится исправление оставшихся ошибок, так процесс повторяется до полной отладки проекта. Успешно откомпилированная схема передается редактору печатных плат Altium Designer с целью добавления в текущий проект нового файла платы и последующей передачи на него информации из схемы. Прежде чем передавать информацию из редактора схем в редактор печатных плат, необходимо создать заготовку печатной платы.

В Altium Designer создание нового файла платы может быть выполнено двумя способами, во-первых, с помощью мастера, во-вторых, вручную.

В первом случае используется команда PCB Board Wizard в панелиFile. Появившийся мастер PCB Board Wizard по этапам запрашивает информацию о печатной плате, которая потом выразится в виде конструктивных параметров и правил проектирования.

Во втором используется команда File>New>PCB. Новый файл добавляется в структуру открытого проекта, его следует сохранить и прежде чем приступить к разработке платы необходимо задать пользовательские настройки. В редакторе печатных плат все настройки можно разделить на три части:

1. Локальные настройки текущего документа.

2. Глобальные настройки редактора.

3. Настройки отображения.

После того, как рабочая область редактора плат имеет конкретные настройки пользователя, можно приступить к разработке печатной платы. Этот процесс условно можно разделить на несколько самостоятельных этапов: разработка конструктива платы, создание правил проектирования, размещение компонентов, трассировка, проверка правил проектирования (DRC), отладка и подготовка технологических файлов для производства. На каждом из этапов необходимо выполнить соответствующие настройки и задать правила.

Процесс проектирования заканчивается получением выходной документации. Для формирования комплекта выходной документации в Altium Designerиспользуется специальный документ: файл с расширением *. Outjob. Для этого необходимо добавить к проекту заранее созданный файл настроек выходной документации выполнив команду ADD Existing to Project в контекстном меню. В открывшемся окне указывается документ RCU.Outjob. В дереве проекта появится новая категория документов Setting/Output Job Files, где будет находиться документ настроек выходных файлов RCU.Outjob. При открытии документа RCU.Outjob на экране появится таблица где перечислены выходные документы, определенные для данного проекта.

Сформированные выходные документы по умолчанию добавляются в папку Project Outputs for RCU. Эта папка автоматически создается в директории текущего проекта.

Дата добавления: 2015-11-04