HIERARCHISCHE SCHALTPLAN-DESIGNS: ALLES STEHT UND FÄLLT MIT DER ORGANISATION

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2 HIERARCHISCHE SCHALTPLAN-DESIGNS: ALLES STEHT UND FÄLLT MIT DER ORGANISATION HIERARCHISCHES SCHALTPLAN-DESIGN MIT ALTIUM DESIGNER Neue Anwender von Altium Designer können eventuell noch nicht voll und ganz verstehen, welche Vorteile es hat, Schaltplanblätter hierarchisch zu ordnen entweder von oben nach unten oder von unten nach oben. Infolgedessen arbeiten Neuanwender oft mit einfachen (flachen) Schaltplan-Designs, ohne sich Gedanken über die Projektorganisation zu machen. In diesem Whitepaper werfen wir einen umfassenden Blick auf die Sheet Symbols ( Blatt-Symbole ) und wie sie für das Synchronisieren der Abschnitte eines größeren Designs verwendet werden können. Ein hierarchisches Design in Altium Designer kann wie folgt definiert werden: In einem hierarchischen Design werden die Struktur bzw. die Beziehungen von Blatt zu Blatt dargestellt. Dies erfolgt anhand von Symbolen, die Sheet Symbols genannt werden und die unteren Blätter in der Design-Hierarchie darstellen. Das Symbol repräsentiert das unten liegende Blatt, und die Sheet Entries darin stehen für die Ports auf dem Blatt (bzw. verbinden zu diesen). [1] DAS SHEET SYMBOL Das Anlegen eines hierarchischen Designs in Altium Designer erfordert das Erstellen von Sheet Symbols. Ein Sheet Symbol ist eine elektrotechnische Stammfunktion, welche dazu verwendet wird, um ein untergeordnetes Blatt in einem hierarchischen Schaltplan darzustellen. Die Sheet Symbols können auch Sheet Entries ( Blatt-Einträge ) beinhalten, die eine Netzverbindung zwischen Eltern- und Kind-Schaltplanblättern herstellen, ähnlich wie bei Ports, die Verbindungen zwischen Schaltplänen in einem flachen Design herstellen. Die Sheet Symbols können genutzt werden, um in einem größeren Design mehrere Schaltpläne zu ordnen. Sie bieten Anwendern größtmögliche Flexiblität, um Netzverbindungen in ihrem gesamten Projekt angezeigt zu bekommen. In der folgenden Abbildung wird das Sheet Symbol anhand einer Kennung definiert. Mit dieser kann anhand eines Dateinamens, der mit einem bestimmten Schaltplanblatt verknüpft ist, die Kategorie des Designs festgelegt werden. Beim Definieren der Einträge im Sheet Symbol werden die Namen der Sheet Entries mit dem gleichen Namen in ihren untergeordneten Blättern verbunden. Bild 1: Allgemeines Sheet Symbol mit Sheet Entry Um ein Sheet Symbol in Altium Designer erstellen zu können, wählen Sie im Schaltplan-Editor einfach Place» Sheet Symbol. Anschließend können Sie einen Blatt-Eintrag hinzufügen, indem Sie zu Place» Sheet Entry wechseln und ihn zu dem Sheet Symbol auf dem Schaltplan hinzufügen.

3 HIERARCHISCHE SCHALTPLAN-DESIGNS: ALLES STEHT UND FÄLLT MIT DER ORGANISATION Die Eigenschaften des Sheet Symbols in Altium Designer können zu Betrachtungszwecken mit einer Kennung sowie einem Dateinamen versehen werden. Dieser ist wichtig für die Verlinkung. Sobald der Dateiname definiert ist, kann der Sheet Entry hinzugefügt und bearbeitet werden. Der Name muss entweder mit einem vorhandenen Port oder Power-Port auf der untergeordneten Blatt-Ebene übereinstimmen. Bild 2: Eigenschaften des Sheet Symbols Bild 3: Eigenschaften des Sheet Entry ORGANISIERTE STRUKTUR Einfaches Navigieren durch das Design: In einem hierarchischen Design, welches aus mehreren Sheet Symbols besteht, wobei jedes seinen eigenen Eintrag besitzt, können Sie mit der Taste Strg + Doppelklick auf einen Blatt-Eintrag zu einem bestimmten Projektblatt navigieren. Dadurch erfolgt die Fokussierung auf einen speziellen, mit einem Netznamen versehenen Port auf dem entsprechenden Blatt, was dem Anwender das Sichten der Verbindung erlaubt. Bild 4: Das Blatt der obersten Ebene im hierarchischen Design

4 HIERARCHISCHE SCHALTPLAN-DESIGNS: ALLES STEHT UND FÄLLT MIT DER ORGANISATION Top-Down -Designkonzept: Ein Top-Down-Designkonzept wird im Wesentlichen als schrittweises Design oder ein unterteiltes Design beschrieben. Das bedeutet, dass der Überblick über das Design, der gewöhnlich auf der obersten Blattebene beschrieben ist, in die Unterkategorien aufgeteilt wird, wo jede einzelne detailliert beschrieben ist. Bild 5: Navigieren in der Hierarchie Die folgenden Befehle sind die ersten Schritte, um mit der Hierarchie für das Top-Down-Designkonzept zu beginnen. Diese Funktionen sind in der neuesten Version von Altium Designer unter dem Menüpunkt Design enthalten. Blatt aus dem Symbol erstellen VHDL-Datei aus dem Symbol erstellen Verilog-Datei aus dem Symbol erstellen Alle vier dieser Funktionen werden im Schaltplan-Editor der Software ausgeführt. Bei Verwendung der Funktion Create sheet from symbol ( Blatt aus Symbol erstellen ) wird im Wesentlichen ein untergeordnetes Blatt von der obersten Ebene erstellt. Die passenden Ports sind darin enthalten.

5 HIERARCHISCHE SCHALTPLAN-DESIGNS: ALLES STEHT UND FÄLLT MIT DER ORGANISATION Bottom-Up -Designkonzept: Das Bottom-Up-Designkonzept ist das Gegenteil des Top-Down-Ansatzes. Beim Bottom-Up-Ansatz untersuchen Sie im Wesentlichen ein flaches Design untergeordneter Blätter, wobei Sie diese zum Erstellen einer obersten Ebene verwenden, auf der alle diese Informationen in einer einzigen Kategorie zusammengefasst werden. Als Endergebnis bleibt die Strukturansicht in Altium Designer unverändert. Bild 7: Beispiel für den Umfang einer hierarchischen Netzverbindung WIE ALTIUM DIE NETZVERBINDUNG IN MEHRBLATT-DESIGNS INTEGRIERT Es gibt fünf verschiedene Methoden zur Definition von Netzverbindungen: hierarchisch, Ports global, Netz-Labels global, Netz-Labels und Port global sowie Steckverbinder außerhalb des Blatts. Welche Sie verwenden, hängt von der Struktur Ihrer Mehrblatt-Designs ab. Für ein hierarchisches Design wird die Verbindung zwischen dem übergeordneten Blatt und den untergeordneten Blättern definiert, indem benannte Sheet Entries in einem Blatt der obersten Ebene verwendet werden, welches auf Grund von Netz-Labels zu den benannten Ports in den untergeordneten Blättern passt. Festlegen des Netzbereiches in Altium Designer: Beim Erstellen eines hierarchischen Designs in Altium Designer werden die Anwender aufgefordert, im Voraus einen Bereich festzulegen. Ansonsten würden ungewöhnliche Kompilierungsfehler auftreten. Einer der häufigsten Fehler besteht in doppelt vorkommenden Netznamen. Der Bereich kann über folgende Auswahl festgelegt werden Project» Project Options» Options» Net Identifier Scope. Bild 8: Wie Sie den hierarchischen Netzbezeichner-Bereich definieren

6 HIERARCHISCHE SCHALTPLAN-DESIGNS: ALLES STEHT UND FÄLLT MIT DER ORGANISATION ZUSAMMENFASSUNG In einem Mehrblatt-Design kann es schwierig sein, Verbindungen anzuschauen und dem Betrachter des Projekts die komplette Design-Struktur zu zeigen. Aus diesem Grund ist es von Vorteil, Sheet Entries ( Blatt-Einträge ) zu verwenden, um eine hierarchische Struktur definieren zu können. Dies erspart den Projektmitarbeitern viel Zeit und vermeidet das Kopfzerbrechen, welches mit dem Mehrblatt-Design verbunden ist, wenn die Design-Prüfung für die Produktion in Angriff genommen wird. Referenzen [1] Altium Designer Training Manual. Modul 5: Multi-Sheet-Design (n.d.): Print. TechDocs