邏輯示意圖的創建技巧

了解異構和同構總線，特殊IC封裝等等！

本文是關于創建邏輯示意圖的特殊主題的集合。這些主題是我多年來一直在腦子里傳播的主題。我希望你發現它們很有用。

本文假設了構建原理圖符號和創建基本原理圖的經驗。

高引腳數部件

這是我通過快速搜索KiCAD庫找到的最高引腳數符號。對我來說，這太密集，完全不切實際。應該有一個反對這種事情的規則！我回過頭來看了一堆原理圖，發現我的閾值大約是100針。超過100個引腳，我總是為每個部分創建多個單元。

我分手了通過將引腳分成功能組來實現高引腳數部分。例如，FPGA將為所有電源和接地引腳提供一個單元。另一個單元將具有與配置零件相關的所有引腳。然后，I/O引腳有多個單元。

這是FPGA配置引腳的單元。

此符號可放置在原理圖中任何有意義的位置。在這種情況下，配置存儲器IC和JTAG連接器用于編程和調試。在表格上還有幾個需要回家的雜項。

這是帶電源和接地引腳的單元。

電源引腳結構不多。兩種類型的電源引腳分為兩組：一組內部電源和另一組I/O電源。其他設備具有更復雜的功率結構，并且需要更多組。該裝置位于帶有穩壓器和電源監控電路的板上。

I/O引腳分為四個單元。這是一個顯示大約25％的I/O的單位。

Altera（現在英特爾）部件通常具有內部互連，具有突出的行和列結構。在此部分中，連接到行互連的I/O的I/O速度更快，而連接到列的I/O的速度更慢。由于這是一個高速設計，我需要考慮哪些信號連接到行或列，我創建了一個符號，幫助我進行引腳分配。你可以看到這個單元都是“行”引腳。另外，行進一步分組在一起（行A，B，C等）。此布置指示器件內部的其他時序特性。

考慮將可編程器件中的I/O分組以反映特定設計中器件的功能。如果有助于設計和理解電路，自定義符號的額外工作是可以的。

層次結構

一般來說，原理圖大于一張紙可以用兩種方式組織，平面或使用層次結構。平面原理圖直接使用片材之間的連接。信號通常偏離一張紙的側面并出現在另一張紙的側面。層次結構使用工作表中的“分層塊”來表示另一個工作表。通過連接到塊來完成與工作表的連接。工作表上可以有多個分層塊。塊和表的組織看起來很像計算機中的文件目錄。通常有一個“根表”，它很像根目錄。

層次結構用于兩個主要目的。首先，它提供了原理圖中的邏輯結構以及以與信號連接一致的方式在工作表之間導航的方式。其次，它允許在工作表上繪制一次電路，但通過使用引用同一工作表的多個分層塊重復多次。

使用層次結構是組織設計的有效方式。對這種結構感到滿意需要一些工作。然而，對我來說，它已成為必不可少的。我使用它太多了，我從來沒有在平面設計中使用直接的片對板連接。工作表始終通過分層塊連接。微妙的效果是原理圖采用三維框圖的外觀。我喜歡這樣記錄設計的方式，并且可以快速方便地找到它。

這是20通道高壓放大器板的根表。當然，不可能看到細節。但是，也許你可以看到分層塊看起來像一個方框圖。

我提供了注釋，列出每個塊中的電路。單擊一個塊可以輕松找到某些內容。不是在這里，但在其他設計中，我在根表上包含了沒有電路連接的塊，但引用了帶有注釋和圖表的表。使用這樣的塊就像帶有鏈接的目錄一樣。

我注意到中間的I2C總線有三個信號：I2CSDA，I2CSCL和I2CINT。我希望我能夠使用“異構總線”，這是下一個主題！我可以將三行壓縮成一行！

同構和異構總線

我所知道的所有原理圖程序都支持將多個同樣命名的網絡收集到一個“總線”。該術語最初來自數據總線或地址總線中的信號捆綁。在下面的示意圖中，此功能將信號捆綁為名稱“SHDN”，后跟序列號。這被稱為“同類”總線。

原理圖中間是一個帶有四個信號的SPI接口：SS，SCK，SDI和SDO。它們是一個功能組，將它們組合起來并為所有這些組合使用一行和一個名稱會很方便。一些原理圖程序允許將信號分組為“異構”總線。這種類型的總線似乎沒有標準名稱。 Altium稱之為“信號線束”。 OrCAD使用術語“NetGroup”。在Eagle中，所有公交車都是異構的。 KiCad正在開發此功能并將其稱為“組總線”。

這是在Eagle中為原理圖中的四個網絡創建的異構總線。

在我看來，異構總線為原理圖提供了邏輯結構，減少了混亂。

特殊IC封裝

機械設計師在解決與更小和更小外形尺寸以及熱管理相關的封裝問題方面變得非常聰明。但是，他們的一些設計導致應該在原理圖上顯示的連接。我嘗試在原理圖中包含連接到網絡的任何包元素。例如，用于連接器外殼的鍍通安裝孔或連接到GND或電源的部件上的散熱片應在示意圖中。以下是兩個具有連接電源或GND功能的封裝示例。

部分在左側有一個金屬片，通常焊接到電路板頂部的銅區域以散熱。右邊的部分底部有一個“裸露焊盤”，焊接在銅區域。在這兩種情況下，標簽或焊盤通常都在IC內部電氣連接。

該示意圖顯示了如何使用右側封裝處理電壓調節器的裸露焊盤。

引腳1到5是正常引腳。我添加了引腳6來表示裸露焊盤的電氣連接并將其連接到GND。我還包括6個熱通孔，從頂部到底部銅區域傳導熱量。過孔包含在原理圖中，因為它們形成電氣連接。結果如下：

問題：64引腳部分何時不是64引腳部分？

解答：當它是“E64”封裝時。

為此部件構建符號時，您會立即看到零件上沒有接地引腳！英特爾論壇的一位評論者推測它是使用量子效應的尖端部分，不需要接地連接。嗯，不太好。接地是部件底部的裸露焊盤。這是底部的圖紙，中間有墊子。

要處理對于這樣的部分，只需在符號中添加Pin 65即可。然后，將其連接到原理圖中的GND。務必在原理圖上添加注釋！數據表指出，焊盤僅用于電氣連接，沒有熱功能。 PCB設計人員需要知道這一點！

獎金主題

“回到過去”的原理圖是手繪的，大多數是專業的繪圖員。他們可能會不時地休息一下，在原理圖上涂一些關于激發他們想象力的東西。以下是Tektronix示意圖中的示例。

圖像使用vintageTEK提供

你有沒有在原理圖中添加卡通或表情符號？

您是否曾使用非正交線作為網絡？你的原理圖程序是否允許它們？