本教程详解如何使用Altium Designer进行多张图纸的设计工作,涵盖原理图绘制、PCB布局及二者间的协同编辑技巧。
### Altium Designer 多图纸设计知识点详述
#### 一、页面结构
##### 1.1 基本概念
在进行大型电子工程设计时,单一的原理图往往难以满足需求,因此Altium Designer提供了多图纸设计的功能。该功能允许设计师通过组合多个原理图来构建复杂的电路系统。一个多图纸设计工程通常由逻辑块组成,每个逻辑块可以是单独的原理图或者硬件描述语言(HDL)文件。在这个多级结构中,最高层的是主原理图图纸,也被称为工程顶层图纸。
多图纸之间的连接主要通过图表符(sheet symbol)来实现。一个图表符代表一个子图纸,并且可以在主原理图中通过点击“Place > Sheet Symbol”来放置。子图纸还可以进一步通过图表符连接到更低层级的图纸,从而形成复杂的多级结构。
在放置图表符时,可以在“Designer”区域指定标识符,如果标识符包含“Repeat”关键字,还可以实现多通道功能。此外,在“FileName”字段中输入子图纸的文件名,即可实现对该子图纸的调用。
编译多图纸工程之后,软件会自动识别各个图纸之间的逻辑关系,并生成一个树状结构,直观地展示出图纸之间的层次关系。
##### 1.2 层次结构
多图纸设计支持以下几种层次结构:
- **自上而下**:从主原理图图纸开始,通过命令如“Design > Create Sheet from Symbol”、“Design > Create HDL file from Symbol”等创建子图纸或HDL文件。
- **自下而上**:从主原理图图纸开始,通过“Design > Create Symbol from Sheet or HDL”等命令创建图表符或顶层元件。
- **混合原理图HDL文件层次**:在这种结构中,图表符可以调用原理图或HDL文件,具体取决于所指定的文件名。
##### 1.3 层次结构维护
为了确保多图纸设计的一致性和准确性,Altium Designer提供了几个工具用于维护层次结构。
- **端口与图纸入口的同步**:当子图纸中的端口与图表符不匹配时,可以通过“Design > Synchronize Sheet Entries and Ports”命令来同步两者之间的差异。如果希望更改子图纸端口以匹配图表符,可以选择命令中的第一个图标;如果希望修改图表符以匹配子图纸端口,则应选择第二个图标。
- **重命名图表符对应的子图纸**:通常的做法是先修改子图纸的名称,然后更新图表符中的“filename”,最后重新编译工程。Altium Designer提供了一个便捷的方法:“Design > Rename Child Sheet”。通过这个命令,可以轻松地更改图表符对应的子图纸名称。
##### 1.4 多通道设计
在多图纸设计中,有时需要重复使用同一张图纸。Altium Designer提供了两种方法来实现这一点:
- **通过多个图表符调用同一张子图纸**:这种方法相对简单直接,只需在主原理图中多次放置相同的图表符即可。
- **通过带有“Repeat”关键字的图表符**:在图表符的“Designator”区域输入含有“Repeat”的语句,格式为:`Repeat(SheetSymbolDesignator, FirstInstance, LastInstance)`。其中,“SheetSymbolDesignator”是图表符本身的名称,“FirstInstance”和“LastInstance”共同定义了通道的数量。
##### 1.5 单个图表符调用多个子图纸
除了通过多个图表符来调用同一个子图纸外,还可以通过单个图表符来调用多个子图纸。这只需要在图表符的“FileName”区域输入多个子图纸的文件名,并用分号隔开即可。这些子图纸之间的连接可以通过跨图纸接口(off-sheet connectors)来实现。
#### 二、网络连通性
在多图纸设计中,网络连通性是一个非常重要的概念。因为涉及到不同图纸之间的线路连接,因此需要使用特定的网络标识符来确保正确的连接。
##### 2.1 各类网络标识符
在多图纸设计中,涉及的主要网络标识符包括:
- **网络标签(net labels)**:这是最基本的网络标识符,用于在同一张图纸内连接不同的元件。
- **网络入口(sheet entry)**:用于连接不同图纸之间的网络。每个网络入口都有唯一的名称,可以用于在主图纸和子图纸之间建立网络连接。
- **图表符网络入口(sheet symbol entry)**:与网络入口类似,但与图表符关联,用于连接主图纸与子图纸。
通过合理使用这些网络标识符,可以确保多图纸设计中的网络正确无误地连接起来,从而实现复杂电路系统的有效设计。