CAD Schematischer Pin-Anordnungsansatz

Ich habe hier nach verwandten Fragen gesucht, und die nächste, die ich finden konnte, war diese: Industriepraktiken für das Schaltplandesign?

Es geht jedoch nicht auf meine spezifische Frage ein, also hier: Ich bin kein EE und versuche nur, Eagle zu lernen, damit ich mich nicht mehr auf ExpressPCB verlassen kann, was ich für einfache Projekte als in Ordnung befunden habe, aber dabei feststecke Ihr proprietäres Format, Tool und Fab spricht mich nicht mehr an.

In meiner früheren, begrenzten Erfahrung mit der Erstellung von Schaltplänen habe ich die Pins in numerischer Reihenfolge angeordnet, was normalerweise Pin 1 bis (N/2) von oben nach unten auf der linken Seite ist, dann Pin (N/2+1) bis N von rechts unten nach oben.

Das ist zwar in Ordnung und alles, aber ich lege jetzt eine Platine für den MCP73123 aus, um ein LiFePO4-Ladegerät zu testen ( aufgrund meines anderen Beitrags hier ), und habe festgestellt, dass sie im Datenblatt von Microchip ihren Schaltplan wie folgt auslegen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Persönlich würde ich denken, dass dies der richtige Weg ist, da CAD / CAE-Tools ohnehin wissen, wie die korrekten Pin-Zuweisungen lauten, und dies im Schaltplan viel sauberer aussieht, da verwandte Pins in unmittelbarer Nähe zueinander liegen.

Meine Frage ist also einfach, machen Sie erfahrene PCB-Designer normalerweise so oder entscheiden Sie sich für den Ansatz der numerischen Reihenfolge? Was sind Ihrer Meinung nach die Vor- und Nachteile der einzelnen Ansätze? Gibt es auch eine andere Methode?

Ja, das machen wir ständig. Normalerweise erstellen Sie das Schaltplansymbol so, dass es leichter lesbar und einfacher zu verdrahten ist. Was sie in Ihrem Beispiel getan haben. Wie Sie sagten, wenn es um das Layout geht, werden die Pins dort sein, wo Sie sie haben wollen. Achten Sie nur darauf, dass Ihr Fußabdruck die Stifte an der richtigen Stelle hat. Es ist einfach und üblich, die Pin-Anordnung auf einem sot23 (3-Pin-Gerät) durcheinander zu bringen. Wenn es jemals einen Zweifel geben wird, zeichne ich normalerweise eine Skizze der Fußabdruck-Pin-Nummerierung auf meinem Schaltplan.
Wenn Sie das Schaltplansymbol zum ersten Mal erstellen oder importieren, können die Stifte in der richtigen Reihenfolge sein oder auch nicht, aber CAD-Systeme verfügen über eine Funktion, mit der Sie die Verbindungen um das Symbol herum verschieben können, während sie der richtigen Stiftnummer zugeordnet bleiben.
Oft werden einige der buchhalterischen Pins, wie Strom und Masse, sogar in ein separates Gate gesteckt, das Eingaben von bestimmten Standardnetzen übernimmt und unsichtbar gemacht wird! Ich vergewissere mich immer gerne, dass sie so verbunden sind, wie ich es möchte, indem ich sie mit dem Befehl invoke aufrufe.
Hallo, hast du schon easyEDA ausprobiert?
@bem22 Ich mache immer noch nicht viel PCB-Arbeit, aber ich habe mich für KiCad entschieden.

Antworten (3)

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

Pin-Order-Symbole sind meistens Faulheit von jemandem, der das Teil im CAD-System definiert. Es ist einfacher, alles in der Pin-Reihenfolge aufzuschreiben, als die vollständigen Namen und Funktionen der einzelnen Pins auszugraben. Natürlich ist dies normalerweise nicht der angegebene Grund. Die häufigste Entschuldigung ist, dass es beim Debuggen hilft. Ein wenig Nachdenken zeigt jedoch, dass dem nicht so 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 häufiger vorkommt: "Ich möchte auf die Uhrenlinie schauen, welcher Stift ist das?" , oder "Ich möchte Pin 5 anschauen, welche Funktion ist das?" ?. Die Antwort ist eindeutig die erstere, bei weitem. Ja, gelegentlich möchten Sie zu Beginn des Debugging-Prozesses um einen IC herumgehen und das Signal an jedem Pin betrachten, aber das ist normalerweise einmal, wenn überhaupt. Es gibt Fälle, in denen die Pin-Reihenfolge hilfreich ist, z. B. bei einigen Reparaturarbeiten, aber für jeden dieser Fälle gibt es mehrere Fälle, in denen die Reihenfolge der Funktionen besser ist. Die funktionale Pin-Darstellung ist eigentlich besser für das Debuggingals Pin-Order-Darstellung. Lassen Sie sich nicht von den Ausreden täuschen, warum Sie nicht einmal Zeit für die Symboldefinition aufgewendet haben.

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

Weitere Informationen zu guten schematischen Praktiken finden Sie in meiner längeren Beschreibung zu diesem Thema.

fabelhafte Antwort, Olin, danke. Ich war mir ziemlich sicher, dass der funktionale Ansatz am sinnvollsten ist, aber Sie haben sehr deutliche Argumente dafür gemacht. Ich lese jetzt deinen Text!
Es tut mir leid, ich widerspreche entschieden, dass es nur einen Weg gibt, dies anzugehen.

Olin und ich haben uns bei diesem Thema "einig gemacht, nicht zuzustimmen". Während 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, zu versuchen, diesen Ansatz für Allzweck-Chips wie Mikrocontroller und FPGAs durchzusetzen, wo er hübsch ist Fast jeder Pin kann je nach Anwendung als Eingang oder Ausgang definiert werden.

Da ich nicht für jede Anwendung ein eindeutiges schematisches Symbol für das Teil erstellen möchte, müssen die Stifte in einer willkürlichen Reihenfolge auf dem Symbol angeordnet werden. Es ist sinnvoll, die Pins für jeden "Port" oder jede "Bank" zusammen zu gruppieren, und da sie auf dem physischen Gerät normalerweise sowieso so gruppiert sind, argumentiere ich, dass die Verwendung der physischen Pin-Reihenfolge im Schaltplan sinnvoller ist als jede andere willkürliche Reihenfolge.

Zum einen hilft es bei der Vorplanung des Layouts schon bei der funktionalen Pinbelegung, da die Gruppierung von Bauteilen und Anschlüssen auf dem Schaltplan zumindest im Großen und Ganzen eher dem physikalischen Layout entspricht Sinn.

Und es hilft wirklich beim Debuggen (Untersuchen) des physischen Prototyps. Bei Geräten mit vielen Pins hilft es Ihnen wirklich, die Orientierung zu behalten, wenn Sie das gleiche Muster von beispielsweise Strom- und Masseverbindungen sowohl auf dem Schaltplan als auch auf dem Layout in der Nähe des Pins sehen können, den Sie testen möchten. Ich weiß nicht, wie es Ihnen geht, aber ich neige dazu, die Zählung zu verlieren, wenn ich versuche, einen bestimmten Pin auf einer Seite eines 84-Pin-Fine-Pitch-QFP zu finden.

Diese Kommentare gelten jedoch nicht für Geräte mit wirklich hoher Pinzahl 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 macht eine rein funktionale Gruppierung am Symbol wieder Sinn.

Ich stimme zu, dass es sich nicht lohnt, für jedes Design ein neues Symbol zu erstellen. Aber die Verwendung einer physischen Pin-Reihenfolge wird selbst für die heutzutage sehr bescheidenen FPGAs wirklich unangenehm. Zunächst einmal kann man ein BGA nicht wirklich gut auf einem Schaltplan darstellen. Zweitens wird das Symbol selbst bei Paketen vom Typ QFP extrem groß, wenn Sie es quadratisch machen.
Guter Punkt zu den Formaten mit hoher Pin-Dichte! Ich würde zustimmen, dass es in einem solchen Fall schön wäre, eine 1: 1-Korrelation zwischen dem Schaltplan und dem physischen Paket zu haben.
Oh, und dann kommen Sie zum Pin-Tausch. Wenn Sie mit Ihrem Layout-Tool Pins austauschen und den Schaltplan dann mit Anmerkungen versehen können, werden die Pins im Schaltplan wahrscheinlich nur neu nummeriert (z. B. nicht versuchen, die Drähte neu zu zeichnen). Was nur nach Ärger sucht, wenn 90% der Pins in physischer Ordnung sind, aber der eine wichtige nicht.
@ThePhoton: Bei diesen Gerätetypen tausche ich in der Layoutphase im Allgemeinen keine Pins aus. Erstens habe ich bereits eine gute Pinbelegung im Schaltplan, und zweitens erfordert das Pin-Swapping bei einem solchen Gerät sowieso eine Abstimmung zwischen der internen Funktionalität und der externen Funktionalität. Layout ist nicht der richtige Ort dafür; Fixieren Sie es zuerst im Schaltplan.
@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, vorauszudenken und gute Aufgaben zu treffen, wenn man das Layout zum ersten Mal macht. Aber manchmal ist es praktischer, während der Arbeit am Schaltplan auf Schaltplanebene zu denken und sich beim Routing Gedanken über Routing-Probleme zu machen. Aber natürlich hat jeder unterschiedliche Gewohnheiten und Prozesse, und unterschiedliche Tools können einen Unterschied machen, was die effektivste Art ist, Dinge zu tun.
Ich verwende auch gerne die Reihenfolge der Pin-Nummern für Mikrocontroller, da sie normalerweise so in den Datenblättern der Hersteller angezeigt werden.

Der Schaltplan existiert zu:

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

Sie sollten alles tun, was Sie tun müssen, um diese Anforderungen zu erfüllen. Persönlich habe ich die Chips je nach meinen Bedürfnissen für diese bestimmte Schaltung auf jede erdenkliche Weise ausgelegt.

Ich habe die Pins für Mikrocontroller in Pin-Reihenfolge ausgelegt, passend zum realen Gerät. (Und FakeName denkt jetzt wahrscheinlich , dass ich meine Symbole immer so anlege). Ich lasse manchmal für jede Anwendung ein anderes Schaltplansymbol für ein Gerät erstellen, weil das meine Arbeit in diesen Fällen erleichtert. Ich ordne kleine Geräte manchmal in Pin-Reihenfolge, manchmal in Funktionsreihenfolge.

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

PIC32-Symbole

Dies ist derselbe PIC32, der auf verschiedene Arten 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-Order-Symbol. Wenn Sie also die Funktion Route bestellen wählen, sollten Sie darauf vorbereitet sein, für jede Schaltung ein anderes Symbol zu zeichnen.

Ich zeichne Konnektoren fast immer so, dass sie der Anordnung der Verbindungen am tatsächlichen Konnektor entsprechen. Das hilft wirklich , mich davon abzuhalten, den Stecker rückwärts zu verdrahten (was ich anscheinend oft tue ) . Ich versuche sogar, Details des Steckers einzuzeichnen, damit ich beim Debuggen den Stecker auf der Platine leicht mit dem Symbol korrelieren kann.

Steckersymbol

Was auch immer Sie tun, tun Sie es, weil Sie es hilfreich finden. Tun Sie es so, wie es Ihnen hilft , Fehler zu vermeiden. Und was auch immer Ihnen hilft , das Board zu debuggen. Hören Sie nicht auf andere, die Ihnen sagen, dass es nur einen Weg gibt. Schämen Sie sich nicht, es auf Ihre Weise zu tun.

Welchen Weg Sie auch wählen, er wird Sie möglicherweise nie vollständig zufriedenstellen. Ich finde, dass einige Teile am besten in Funktionsreihenfolge für das Design der Schaltung gezeichnet werden, aber wenn es um das Debuggen geht, wünschte ich, ich hätte eine andere Version des Symbols in Pin-Reihenfolge, und am Ende öffne ich das Datenblatt und suche nach dem Pin-Informationen und das Durchlesen der großen Anzahl von Funktionen für diesen Pin, um mich daran zu erinnern, welche ich verwendet habe. Oder ich muss mich mehrmals um das Symbol herum umsehen, um Pin 139 zu finden.

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

Nein, es geht nicht nur um Sie , es sei denn, Sie sind Ihr eigener Laden und Sie werden der einzige sein, der sich jemals den Schaltplan ansieht. Wenn andere Personen beteiligt sind, dann muss man das Gesamtbild betrachten. Es ist unverantwortlich, seinen Job isoliert zu machen und nur das zu tun, was gerade für Sie einfacher ist. Wenn Sie den Schaltplan einmal zeichnen, aber 100 Außendiensttechniker zweimal pro Woche darauf schauen müssen, dann ist es einfach falsch, ihn nur für Sie auf deren Kosten zu optimieren. Ein guter Chef wird das bemerken, aber zu oft geht es ihnen über den Kopf und Sie enden mit schlechten Schaltplänen.
@OlinLathrop - Wenn Sie meine Antwort lesen, wissen Sie, dass ich genau das gesagt habe.
Ich mag Ihren Standpunkt, dass es nicht nur eine funktionale Möglichkeit gibt, den Schaltplan einer Komponente zu zeichnen, was sehr sinnvoll ist.
@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.
@OlinLathrop - Sehen Sie sich die ersten drei Aufzählungspunkte an. Sie werden sehen, dass ich diesen Punkt gleich am Anfang der Antwort erwähnt habe. Ich habe es am Ende nochmal gemacht. Lesen wir hier dasselbe?
CAD Schematischer Pin-Anordnungsansatz
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