构建和维护您的元器件及元器件库

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电子设计是一系列相互连接的组件。产品开发中的有趣部分是想出解决工程挑战的酷炫方法,并连接这些组件来打造你独特的设计。

 

然而,大部分工作,对许多设计师来说,更乏味的部分是创建组件。虽然这可能不那么令人兴奋,但组件成为公司的宝贵资源,确保它们准确代表现实世界中的组件是至关重要的。

您购买并焊接到电路板上的组件是真实的组件,但这个组件必须在您想要使用它的每个电子设计领域中被建模。

根据您计划执行的设计实现类型,您的组件可能包括用于原理图的符号、用于电路模拟器的仿真模型、用于信号完整性分析的IBIS模型、用于PCB布局的图案或封装,以及用于可视化、3D间隙检查和导出到机械CAD领域的3D模型。


组件管理

有效管理组件数据对于电子设计至关重要,而且在设计中使用的组件的管理一直是Altium设计软件的一个基本要素。随着软件多年来的发展,组件管理方法经历了漫长的旅程,从简单的离散原理图和PCB模型库,经过数据库库,到提供设计组件的Workspace组件,为更广泛的产品开发领域提供表示,同时具有前沿且易于使用的功能,在整个设计过程中实现无与伦比的协作。

工作区

工作区库

存储在连接的工作区中的组件,为您的整个设计团队提供最新和标准化的组件数据单一来源。参数化和分面搜索功能让您能够高效、快速地找到并放置所需的部件。这些组件与现实世界中的制造部件和设计时可访问的供应链数据紧密结合,提供了在采购成本和时间上的显著改进,当制造组装产品时。

数据库

数据库库 想要将设计组件与您公司的数据库紧密结合吗?那么请探索数据库库。每条记录都是一个组件,引用所需的模型和参数化组件数据。模型链接和参数在放置时添加到符号中,将其转换为Altium Designer组件。
SVN数据库库 SVN数据库库是数据库库模型的扩展,不同之处在于源符号和模型存储在版本控制下。源库在基于Subversion的仓库内创建、添加和维护。仓库链接和到外部数据库的链接在SVN数据库库文件(*.SVNDbLib)内定义。
数据库链接 使用这种方法,数据库链接文件(*.DbLink)定义了原理图组件和数据库中匹配记录之间的链接。记录匹配通过关键字段链接建立,可以是单个关键字段(例如部件号),或多个关键字段(通过定义Where子句)。

文件

集成库 更喜欢将您的组件预打包和预验证在单个文件中吗?然后编译源原理图/PCB/仿真模型以生成集成库(*.IntLib)。
原理图库 原理图库(*.SchLib)可以是模型库,保存组件符号;或者如果模型链接和参数数据被添加到每个符号,它就变成了组件库。
PCB库 用于存储PCB封装模型(*.PcbLib)的库。如果需要,可以为每个封装添加3D模型。3D模型是从3D主体对象创建的,或者导入到3D主体对象中的STEP模型。

 

工作区库

组件存储在您的工作区中——一个集中的安全位置,用于存放您所有的设计数据,您的整个设计团队都可以访问。使用存储在工作区中的组件的好处是巨大的。其中一些优势包括:

  • 组件数据的单一来源 – 通过一个对整个团队开放的工作空间,工程师可以从一个安全的位置获取最新和标准化的组件,获取实时供应链数据,并使用参数化和分面搜索来找到他们需要的确切组件。

  • 设计时选择物理组件 – 对于任何给定的组件,您可以选择哪些制造商的零件可以在组装板时用来实现该组件。

  • 实时供应链信息 – 从Altium 零件供应商的聚合零件数据库反馈(该数据库本身与启用的供应商接口并从中收集零件),以让设计师了解所选零件的当前成本和可用性,以及出售这些所选零件的所有供应商的信息(如工作空间的本地零件目录中定义)。这些信息可以在任何时刻添加到组件中,包括在将此组件保存到工作空间之后 - 无需直接编辑它,因此不会影响已经使用它的设计 - 然后可以作为材料清单的一部分使用。

  • 库的并行编辑 – 由于工作空间库本质上是由该工作空间托管的一组组件项,多个用户可以独立地为工作空间库编辑或创建新组件,无需等待其他用户完成他们的工作。

  • 组件模型复用 – 一个组件可以被视为一个“桶”,其中存储了所有参数信息和领域模型,包括原理图符号、PCB封装和仿真模型。组件本身不包含领域模型,而是链接到同样位于工作空间中的相关模型项,因此单个领域模型可以被多个组件使用。如果模型发生变化,系统会建议您更新使用该模型的所有组件,这确保没有任何组件会使用过时的模型。

  • 直接组件编辑 – 如果需要编辑组件,您可以直接从工作空间内打开它进行编辑。一个临时的组件编辑器实例允许您编辑该组件的所有方面,包括修改其引用的领域模型,无需基于文件的文档。

  • 使用组件模板 – 应用基于参数和组件分类的模板,因此每种新的组件类型自动具有正确的符合BOM的参数集,除此之外还自动化了正确的命名、修订和生命周期方案。

  • 组件生命周期验证 – 如果组件处于“生命末期”、“已淘汰”或“已放弃”的状态,您将在尝试制造使用它的板之前收到警告。

  • 使用过的组件可追溯性 – 可以追踪组件的所有使用情况:如果某个部件过时,您可以探索它被用于哪些设计中,以知道哪些需要更新。如果一个符号或封装有错误,您可以查看所有使用该符号和封装的组件,以便您可以修复它们。

  • 新组件的请求 – 工程师可以向专职的图书管理员提交新的(或缺失的)组件请求,并在该组件可供设计使用时获得通知,供请求者和公司中的其他工程师使用。

Altium Designer 可以使用两种类型的工作空间:

使用 Altium 365 工作空间,您将从更丰富的协作功能中受益,包括全球共享。而且因为它是基于云的,您可以获得工作空间的最新版本,而不必担心手动升级。

阅读更多关于 使用连接的工作空间设计

当您在Altium 365工作区托管您的组件时,您将能够通过一个专用的库健康仪表板访问更详细的关于组件健康状况的信息。这提供了关于问题的更多细节,并使您能够快速评估和修复组件。

创建新的工作区库组件

在设计输入阶段,安装在电路板上的实物组件以原理图符号的形式表示,并且在电路板设计中以PCB封装的形式表示(可选的,还可以包括用于可视化、3D间隙检查和导出到机械CAD领域的3D模型)。设计组件还可以包括电路模拟器的仿真模型和用于信号完整性分析的IBIS模型。为了向更广泛的产品开发领域提供设计组件的表示,可以向其添加一个或多个部件选择。

您的PCB设计项目的组件可以在公司的工作区库中创建并放置。这些组件通过使用Altium Designer的高级组件搜索引擎的组件面板放置。

使用组件编辑器创建新的工作区库组件,在这里您可以手动定义所有组件数据(域模型、参数、部件选择等)或使用从制造商部件搜索面板获取的数据。

创建新的工作区库组件:

  1. 从主菜单中选择 File » New » Component 命令。或者,从主菜单中选择 File » New » Library,然后在打开的新库对话框中,从对话框的Workspace区域中选择 Create Library Content » Component

  2. 在打开的创建新组件对话框中,选择一个组件类型。如果选定的组件类型链接到一个组件模板,将使用此模板来预定义组件并从中获取数据。

    • 如果一个组件类型被多个组件模板引用,这些模板将在此组件类型的条目下呈现。

    • 如果一个组件模板没有定义默认组件类型,它将在创建新组件对话框的<未定义>条目下呈现。

    Access the Create new component dialog to select the type of component to be created.
    访问创建新组件对话框以选择要创建的组件类型。

  3. 点击确定后,组件编辑器以其单个组件编辑模式打开。它提供了一个简化的界面,用于定义/编辑单个组件。

  4. 在组件编辑器中添加组件的详细信息来定义组件: 

    1. 在组件编辑器的组件区域中,定义组件的名称和描述。这些详细信息对于在PCB设计项目中使用所需组件时进一步的组件搜索至关重要。

    2. 点击高级设置控件来定义或更改一些其他组件详细信息,如用于工作区中保存的组件的ID和组件将被保存的目标工作区文件夹。 

    3. 在组件编辑器的参数区域中,定义更多组件详细信息:标准参数、网站页面的URL链接(例如,制造商的网站)和数据表链接(任何格式)。 

    4. 在组件编辑器的部件选择区域中,为组件指定一个或多个部件选择 - 可用于在组装板上实现组件的“允许”制造商部件。 

    5. 在组件编辑器的模型区域中,添加链接到保存的(或即时创建的)域模型以供组件使用。一个组件可以有一个原理图符号和多个PCB封装和仿真模型。一个组件必须至少有一个模型。 

      了解更多关于Creating a Schematic Symbol。了解更多关于Creating a PCB Footprint。了解更多关于 Creating a Harness Wiring Component

  5. 验证定义的组件,以确保它符合首选项对话框的Data Management – Component Rule Checks页面的设置要求。本地保存您的组件(File » Save),然后从主菜单中选择 Tools » Component Rule Check  命令。发现的任何违规情况都会在消息面板中列出。

  6. 定义组件后,从主菜单中选择 File » Save to Server 命令将组件保存到工作区。编辑修订对话框将出现,在其中您可以根据需要更改名称和描述并添加发布说明。保存后编辑器将关闭。

您的新组件将可通过组件面板浏览和使用。

注意事项

  • 要创建与工作区中现有组件类似的新组件,您可以克隆此组件。在组件面板中,浏览到所需的组件,右键单击它,然后选择 Operations » Clone 命令。组件编辑器将打开,组件预先定义了所选组件的数据。

  • 可以使用制造商部件搜索功能提供的数据来定义组件。在名称字段中开始键入并选择匹配的制造商部件或向正在定义的组件添加部件选择,将打开Use Component Data对话框,提供选择您希望应用于当前创建/编辑的组件的数据的控件:名称、描述、参数、模型和数据表。

    Component data can be acquired from manufacturer part search. An example of accessing the functionality by typing a component name in the Name field and selecting a matching entry from the pop-up list is shown here.
    组件数据可以通过制造商零件搜索获取。以下是一个示例,展示了通过在“名称”字段中输入组件名称并从弹出列表中选择匹配项来访问该功能。

  • 组件编辑器还可以在其Batch Component Editing模式下操作,该模式提供了定义/编辑多个组件的界面。通过在单个组件编辑模式下的组件编辑器中选择 Tools » Switch to Batch Editor  命令,可以访问批量编辑模式。

  • 要快速导入您现有的基于文件和数据库的库(SchLib、PcbLib、IntLib、DbLib、SVNDbLib)到工作区,可以使用库导入器。库导入器提供了一键解决方案,自动分析所选库并将它们导入到您当前连接的工作区。

  • 通过在项目面板中右键单击连接的工作区条目并从菜单中选择 创建组件 命令,也可以创建新组件。

  • 要编辑工作区组件,请在组件面板中右键单击组件条目并从上下文菜单中选择 编辑 命令。将打开处于单个组件编辑模式的组件编辑器,并打开组件定义进行编辑。根据需要进行更改,然后将组件定义保存到工作区组件的下一个修订版中。

  • 同样,您可以在组件面板中选择多个组件并从上下文菜单中选择 编辑 命令。如果所选组件引用相同的组件模板,则将打开一个组件编辑器实例,处于批量组件编辑模式。否则,将为每组共享相同组件模板的组件打开一个单独的组件编辑器实例。


数据库库

Altium Designer 提供了一种能力,可以直接从公司数据库放置组件,通过创建和使用数据库库。放置操作是通过组件面板进行的,安装数据库库后,该面板充当进入您数据库的浏览器。

放置后,可以在放置的组件与数据库中相应的链接记录之间同步设计参数信息。可以执行完整的组件更新 - 包括图形符号、模型引用和参数。数据库中的参数信息也可以包含在最终的材料清单(BOM)中,为组件采购做好准备。

阅读数据库库


基于文件的库

如果你需要在本地文件系统中保存你的组件,你可以将你的组件组织到基于文件的库中。

Altium Designer 文件库是模型或组件的任意集合。模型或组件如何组织成库取决于您。您可能会根据设备供应商来构建您的库,或者您可能会根据功能将组件聚集在一起,例如,为公司使用的所有微控制器创建一个库。

原理图组件符号是在原理图库(*.SchLib)中创建的。然后这些库中的组件引用定义在单独的封装库(*.PcbLib)和模型文件中的封装和其他模型。作为设计师,您可以从这些独立的组件库中放置组件,或者您可以将符号库、封装库和模型文件编译成集成库(*.IntLib)。

阅读关于基于文件的组件库


模型

从设计师的角度来看,一个组件汇集了在所有设计领域内代表该组件所需的所有信息,因此可以将其视为一个容器。

每个组件是一系列链接的模型和参数化组件数据的集合。正是这些模型包含了每个设计领域所需的详细信息。

可以使用以下模型类型:

原理图符号 该符号代表原理图上的组件。符号是使用标准绘图对象创建的,引脚添加了电气属性。
SPICE模型 使用SPICE模拟器模拟连接组件的行为。SPICE模型通常由设备供应商提供。
信号完整性模型 随着设备和电路切换速度的增加,PCB互连成为电路的一部分。IBIS模型描述了引脚行为,允许Altium Designer的信号完整性模拟器分析路由。
PCB封装 每个组件都需要在PCB上定义一个安装和连接的位置——封装是定义该PCB空间的模型。PCB封装是由一组标准对象创建的,焊盘提供了连通性。
3D模型 当今的电子产品紧凑且紧密打包,形状不寻常,可能需要将PCB折叠以适应外壳。要设计这样的产品,您需要能够以3D建模PCB——这样您可以可视化完成的板,执行3D间隙检查,并将装载的板转移到机械CAD领域。为此,您需要每个组件的3D模型。

阅读关于在您的工作区中创建和管理符号封装模型仿真模型以及3D 模型


组件面板

组件面板提供了直接访问所有可用组件的途径,包括工作区、数据库和基于文件的库组件,在Altium Designer中。

该面板从工作区和任何打开或已安装的库文件中获取组件。面板提供了所选组件的全部详细信息(参数、模型、部件选择、供应商数据等),组件比较,以及对于工作区组件,基于过滤器的参数搜索功能,用于指定目标组件参数。基于上下文动态过滤器,面板的搜索功能允许您从公司连接的工作区中快速定位所需的确切部件。

通过使用Altium Designer的制造商零件搜索面板,您可以搜索现实世界中的制造零件,然后将这些零件保存到您的工作区。保存涉及使用组件编辑器以单个组件编辑模式创建一个新组件,并将其发布到工作区。

阅读有关组件面板的信息。


接下来去哪里?

创建原理图符号

创建PCB封装

使用焊盘与过孔模板和库

数据库库

基于文件的组件库

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软件的功能取决于您购买的Altium产品级别。您可以比较Altium Designer软件订阅的各个级别中包含的功能,以及通过Altium 365平台提供的应用程序所能实现的功能。

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