CAD Schematischer Ansatz zur Stiftanordnung


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Ich habe hier nach verwandten Fragen gesucht, und die nächste, die ich finden konnte, war diese: Branchenpraktiken für schematisches Design?

Es geht jedoch nicht auf meine spezifische Frage ein, also hier: Ich bin kein EE und versuche nur, Eagle zu lernen, damit ich mein Vertrauen in ExpressPCB brechen kann, das ich für einfache Projekte als in Ordnung befunden habe, aber festgefahren bin Ihr proprietäres Format, Tool und Fab gefällt mir nicht mehr.

In meiner Vergangenheit, begrenzte Erfahrung mit der Erstellung von Schaltplänen, habe ich die Stifte in numerischer Reihenfolge angeordnet, die normalerweise von oben nach unten links von Pin 1 bis (N / 2) und dann von Pin (N / 2 + 1) bis N von Pin ist von unten nach oben rechts.

Obwohl das in Ordnung ist, lege ich jetzt eine Platine für den MCP73123 aus, um ein LiFePO4-Ladegerät zu testen ( aufgrund meines anderen Beitrags hier ), und stelle fest, dass sie im Datenblatt von Microchip ihren Schaltplan wie folgt anordnen :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Persönlich würde ich denken, dass dies der richtige Weg ist, da CAD / CAE-Tools ohnehin wissen, wie die richtigen Pinbelegungen sind, und dies sieht im Schaltplan sehr viel sauberer aus, da verwandte Pins in unmittelbarer Nähe zueinander liegen.

Meine Frage lautet also einfach: Tun dies erfahrene Leiterplattenentwickler normalerweise oder entscheiden Sie sich für den Ansatz der numerischen Reihenfolge? Was sind für Sie die Vor- und Nachteile jedes Ansatzes? Gibt es auch eine andere Methode?


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Ja, das machen wir die ganze Zeit. In der Regel erstellen Sie das Schaltplansymbol so, dass es leichter zu lesen und zu verkabeln ist. Welches ist, was sie in Ihrem Beispiel getan haben. Wie Sie sagten, wenn es um das Layout geht, werden die Stifte dort sein, wo Sie sie wollen. Achten Sie nur darauf, dass Ihr Fußabdruck die Stifte an der richtigen Stelle hat. Es ist einfach und üblich, die Pin-Anordnung beispielsweise bei einem sot23 (3-Pin-Gerät) durcheinander zu bringen. Wenn es jemals Zweifel geben sollte, zeichne ich normalerweise eine Skizze der Fußabdruck-Pin-Nummerierung auf meinem Schaltplan.
Einige Hardware Guy

Wenn Sie das Schaltplansymbol zum ersten Mal erstellen oder importieren, sind die Stifte möglicherweise in Ordnung oder nicht, aber CAD-Systeme verfügen über eine Funktion, mit der Sie die Verbindungen um das Symbol verschieben können, während sie mit der richtigen Stiftnummer verknüpft bleiben.
Jeanne Pindar

Oft werden einige der Buchhaltungsstifte, wie Strom und Masse, sogar in ein separates Tor gesteckt, das die Eingabe bestimmter Standardnetze übernimmt und unsichtbar macht! Ich möchte immer überprüfen, ob sie so verbunden sind, wie ich es möchte, indem ich sie mit dem Befehl invoke aufrufe.
Scott Seidman

Hallo, hast du easyEDA ausprobiert?
bem22

@ bem22 Ich mache immer noch nicht viel PCB-Arbeit, aber ich habe mich für KiCad entschieden.
Dave

Antworten:


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Dies ist ein Kinderspiel, verwenden Sie den funktionalen Layout-Ansatz. Es gibt viele schlechte Schaltpläne, einschließlich professioneller, so dass Sie manchmal ein schematisches Layout für die Pin-Reihenfolge sehen. Es ist jedoch eine schlechte Idee.

Pin-Order-Symbole sind meistens Faulheit seitens einer Person, die das Teil im CAD-System definiert. Es ist einfacher, alles in der Pin-Reihenfolge abzuspielen, als die vollständigen Namen und Funktionen der einzelnen Pins herauszufinden. Natürlich ist dies normalerweise nicht der angegebene Grund. Die häufigste Entschuldigung ist, dass es beim Debuggen hilft. Ein kleiner Gedanke zeigt jedoch, dass dies nicht der Fall ist.

Wenn Sie ein neues Board debuggen, haben Sie sowohl das Board als auch den Schaltplan vor sich. Denken Sie an den üblichen Arbeitsablauf. Was ist häufiger: "Ich möchte auf die Taktleitung schauen, welcher Pin ist das?" , oder "Ich möchte auf Pin 5 schauen, welche Funktion ist das?" ?. Die Antwort ist eindeutig die erstere. Ja, gelegentlich möchten Sie zu Beginn des Debugging-Vorgangs einen IC umgehen und das Signal an jedem Pin anzeigen, aber das ist normalerweise einmal, wenn überhaupt. Es gibt Fälle, in denen die Pin-Reihenfolge hilfreich ist, wie bei einigen Reparaturarbeiten, aber für jeden dieser Fälle gibt es mehrere Fälle, in denen die Funktionsreihenfolge besser ist. Die funktionale Pin-Darstellung ist eigentlich besser zum Debuggenals Pin-Order-Darstellung. Lassen Sie sich nicht von den Ausreden verführen, keine Zeit mit der Symboldefinition zu verbringen.

Dann gibt es noch das andere erhebliche Problem der schematischen Klarheit. Hier gibt es überhaupt keinen Wettbewerb. Die Pin-Reihenfolge verschleiert den Stromkreis und zwingt entweder viele Luftdrähte oder zwingt andere Blöcke, an ungünstigen Stellen platziert zu werden.

Weitere Informationen zu guten schematischen Praktiken finden Sie in meinem ausführlicheren Bericht zu diesem Thema.


fabelhafte Antwort, Olin, danke. Ich war mir ziemlich sicher, dass der funktionale Ansatz am sinnvollsten war, aber Sie haben sehr klare Punkte für ihn gemacht. Ich werde jetzt deinen Artikel lesen!
Dave

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Es tut mir leid, ich bin nicht der Meinung, dass es nur einen Weg gibt, dies zu erreichen.
Raketenmagnet

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Olin und ich haben vereinbart, in diesem Thema nicht zuzustimmen. Obwohl ich seinen Ansatz für ICs mit fester Funktion, bei denen jeder Pin eine genau definierte Funktion und Richtung hat, voll und ganz unterstütze, halte ich es nicht für sinnvoll, diesen Ansatz für Allzweckchips wie Mikrocontroller und FPGAs durchzusetzen, die hübsch sind Fast jeder Pin kann je nach Anwendung als Eingang oder Ausgang definiert werden.

Da ich nicht für jede Anwendung ein eindeutiges Schaltplansymbol für das Teil erstellen möchte, müssen die Stifte auf dem Symbol in einer beliebigen Reihenfolge angeordnet sein. Es ist sinnvoll, die Pins für jeden "Port" oder jede "Bank" zusammenzufassen, und da sie auf dem physischen Gerät normalerweise sowieso so gruppiert sind, ist die Verwendung der physischen Pin-Reihenfolge im Schaltplan sinnvoller als jede andere beliebige Reihenfolge.

Zum einen hilft es Ihnen bei der Vorplanung des Layouts, während Sie die funktionalen Pinbelegungen vornehmen, da die Gruppierung von Komponenten und Verbindungen im Schaltplan zumindest im Allgemeinen eher dem physischen Layout entspricht Sinn.

Und es hilft wirklich beim Debuggen (Prüfen) des physischen Prototyps. Mit Geräten mit hoher Pinanzahl hilft es Ihnen wirklich, Ihre Lager zu halten, wenn Sie das gleiche Muster von beispielsweise Strom- und Erdungsverbindungen sowohl im Schaltplan als auch im Layout in der Nähe des Pins sehen, den Sie prüfen möchten. Ich weiß nichts über dich, aber ich neige dazu, die Zählung zu verlieren, wenn ich versuche, einen bestimmten Pin auf einer Seite eines 84-Pin-QFP mit feiner Tonhöhe zu finden.

Diese Kommentare gelten jedoch nicht für Geräte mit wirklich hoher Pinanzahl in BGAs. Zum einen versuchen Sie im Allgemeinen nicht, sie direkt zu untersuchen, und zum anderen ist das schematische Symbol wahrscheinlich in mehrere Abschnitte unterteilt. Bei diesen Geräten ist eine rein funktionale Gruppierung des Symbols wieder sinnvoll.


Ich stimme zu, dass es sich nicht lohnt, für jedes Design ein neues Symbol zu erstellen. Aber die Verwendung der physischen Pin-Reihenfolge wird selbst für heutzutage sehr bescheidene FPGAs sehr unangenehm. Erstens kann man eine BGA auf einem Schaltplan nicht wirklich gut darstellen. Zweitens wird das Symbol selbst bei Paketen vom Typ QFP extrem groß, wenn Sie es quadratisch machen.
Das Photon

Guter Punkt zu den Formaten mit hoher Stiftdichte! Ich würde zustimmen, dass es in einem solchen Fall schön wäre, eine 1: 1-Korrelation zwischen dem Schaltplan und dem physischen Paket zu haben.
Dave

Oh, und dann kommst du zum Pin-Tausch. Wenn Sie mit Ihrem Layout-Tool Stifte austauschen und dann den Schaltplan mit Anmerkungen versehen können, werden die Stifte des Schaltplans wahrscheinlich nur neu nummeriert (z. B. nicht versuchen, die Drähte neu zu zeichnen). Was nur nach Ärger sucht, wenn 90% der Stifte in physischer Reihenfolge sind, aber der eine wichtige nicht.
Das Photon

@ThePhoton: Bei diesen Gerätetypen tausche ich in der Layoutphase im Allgemeinen nicht die Pins. Erstens habe ich im Schaltplan bereits gute Pinbelegungen, und zweitens erfordert das Austauschen von Pins auf solchen Geräten ohnehin eine Koordination zwischen der internen Funktionalität und der externen Funktionalität. Layout ist nicht der richtige Ort dafür. Beheben Sie es zuerst im Schaltplan.
Dave Tweed

@ DaveTweed, der Grund für das Pin-Swapping ist, dass Sie feststellen, dass das Routing durch Ändern der Pin-Zuweisungen verbessert wird. Natürlich ist es eine gute Praxis, beim ersten Layout vorauszudenken und gute Aufgaben zu erledigen. In anderen Fällen ist es jedoch praktischer, während der Arbeit am Schaltplan auf schematischer Ebene zu denken und sich beim Routing um Routing-Probleme zu kümmern. Aber natürlich hat jeder andere Gewohnheiten und Prozesse, und verschiedene Werkzeuge können einen Unterschied darin machen, wie man Dinge am effektivsten macht.
Das Photon

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Das Schema besteht aus:

  • Helfen Sie beim Entwerfen der Schaltung
  • Helfen Sie beim Debuggen der Schaltung
  • Helfen Sie anderen Menschen, die Schaltung zu verstehen

Sie sollten alles tun, um diese Anforderungen zu erfüllen. Persönlich habe ich Chips auf jede Art und Weise ausgelegt, abhängig von meinen Anforderungen für diese bestimmte Schaltung.

Ich habe die Pins für Mikrocontroller in Pin-Reihenfolge angeordnet, passend zum realen Gerät. (Und FakeName denkt jetzt wahrscheinlich, dass ich meine Symbole immer so auslege ). Manchmal erstelle ich für jede Anwendung ein anderes Schaltplansymbol für ein Gerät, da dies in diesen Fällen meine Arbeit erleichtert. Ich arrangiere manchmal kleine Geräte in Pin-Reihenfolge, manchmal in Funktionsreihenfolge.

Wenn Sie einen Mikrocontroller in Funktionsreihenfolge auslegen, wann in welcher Funktionsreihenfolge?

PIC32-Symbole

Dies ist der gleiche PIC32, der auf unterschiedliche Weise gezeichnet wurde. Die erste in einer generischen Funktionsreihenfolge, die zweite in einer Reihenfolge für eine bestimmte Schaltung. Wie Sie sehen können, ist das linke Symbol ungefähr so ​​nutzlos wie ein Pin-Ordnungssymbol. Wenn Sie also die Funktionsreihenfolge auswählen, müssen Sie darauf vorbereitet sein, für jede Schaltung ein anderes Symbol zu zeichnen.

Ich zeichne fast immer Steckverbinder, die der Anordnung der Verbindungen am eigentlichen Steckverbinder entsprechen. Dies hilft mir wirklich dabei , den Stecker nicht rückwärts zu verdrahten (was ich anscheinend viel mache ). Ich versuche sogar, Details des Anschlusses zu zeichnen, damit ich beim Debuggen den Anschluss auf der Platine leicht mit dem Symbol korrelieren kann.

Anschlusssymbol

Was auch immer Sie tun, tun Sie es, weil Sie es hilfreich finden. Machen Sie es wie auch immer verhindern hilft Ihnen , Fehler zu machen. Und was auch immer Ihnen hilft , das Board zu debuggen. Hören Sie nicht zu, dass Ihnen jemand sagt, dass es nur einen Weg gibt, dies zu tun. Schäme dich nicht, es auf deine Weise zu tun.

Wie auch immer Sie sich entscheiden, es wird Sie möglicherweise nie vollständig befriedigen. Ich finde, dass einige Teile am besten in der Funktionsreihenfolge für das Design der Schaltung gezeichnet werden, aber wenn es um das Debuggen geht, wünschte ich mir, ich hätte eine andere Version des Symbols in Pin-Reihenfolge, und am Ende öffne ich das Datenblatt und suche nach dem Pin-Informationen und Lesen der großen Anzahl von Funktionen für diesen Pin, um sich zu merken, welche ich verwendet habe. Oder ich muss mich mehrmals um das Symbol kümmern und versuchen, Pin 139 zu finden.

Wenn der Schaltplan auch von anderen Personen gelesen werden muss, sollten Sie diese bei der Auswahl Ihrer Methode berücksichtigen.


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Nein, es geht nicht nur um dich, es sei denn, du bist dein eigener Laden und du wirst der einzige sein, der sich jemals den Schaltplan ansieht. Wenn andere Personen involviert sind, müssen Sie das Gesamtbild berücksichtigen. Es ist unverantwortlich, Ihre Arbeit isoliert zu erledigen, nur was für Sie einfacher ist. Wenn Sie den Schaltplan einmal zeichnen möchten, aber 100 Außendiensttechniker ihn zweimal pro Woche ansehen müssen, ist es einfach falsch, ihn nur auf Kosten für Sie zu optimieren. Ein guter Chef wird das verstehen, aber zu oft ist es über seinem Kopf und Sie haben schlechte Schaltpläne.
Olin Lathrop

@OlinLathrop - Wenn Sie meine Antwort lesen, wissen Sie, dass ich genau das gesagt habe.
Raketenmagnet

Ich mag Ihren Standpunkt, dass es nicht nur eine funktionale Möglichkeit gibt, den Schaltplan einer Komponente zu zeichnen, was sehr viel Sinn macht.
Dave

@ Rocket: Ich habe es getan und ich nicht. Zum Beispiel lehne ich es wirklich ab, was auch immer Sie tun, tun Sie es, weil Sie es hilfreich finden . Es gibt auch andere Menschen auf diesem Planeten. Wenn Sie also nicht isoliert arbeiten, ist das wirklich unverantwortlich.
Olin Lathrop

@OlinLathrop - Sehen Sie sich die ersten drei Aufzählungspunkte an. Sie werden sehen, dass ich diesen Punkt gleich am Anfang der Antwort gemacht habe. Ich habe es am Ende wieder geschafft. Lesen wir hier dasselbe?
Raketenmagnet
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