В представленной работе объектом исследования являлась методика создания компонентной библиотеки в виде базы данных для Altium Designer оптимальным методом.
Ключевые слова: компонентная база, условное графическое обозначение, модель посадочного места, база данных, система автоматизированного проектирования, Altium Designer
Для работы с компонентами электрической схемы в Altium Designer выделяют три основных метода:
- Хранение условных графических обозначений (символов «УГО») в библиотеках Sch_Lib, а моделей посадочных мест — в библиотеке Pcb_Lib. Таким образом, схема создается из символов УГО, к каждому из которых в свою очередь вручную привязывается соответствующая модель посадочного места, после чего схема передается в PCB- редактор.
- Хранение компонентов в интегральных (или как их еще могут называть,-интегрированных) библиотеках. В таком случае к каждому компоненту еще при создании можно привязать соответствующую модель посадочного места, модель условного графического обозначения, добавить различное множество параметров, отображающих его собственные свойства.
- Использование Database Libraries. В случае с БД-библиотеками компоненты будущих схем хранятся, как и в первом методе, в «разобранном виде»: символы УГО, модели посадочных мест лежат в библиотеках Sch_Lib, PcbLib. Но тем не менее есть отличие — база данных, где будут создаваться и храниться параметры компонентов (такие как номинал, максимальный ток и напряжение, ссылки на даташиты(datasheet’s), и проч.). Собственно говоря, благодаря этим параметрам при перетаскивании компонента на схему «на лету» и производится его «сборка» [1].
В данной работе предлагается рассмотреть принцип работы третьего метода, ввиду своего удобства, являющегося универсальным.
- Предварительные этапы создания компонентной базы.
Прежде чем приступать к созданию своей библиотеки в виде базы данных, следует отметить, что предварительно рекомендуется учесть важность дальнейшего хранения файлов создаваемого проекта, и их последующего сохранения, в одной папке. Это нужно для того, чтобы ключевые файлы проекта, и относящееся к нему все ссылки в БД, корректно работали, и могли беспрепятственно взаимодействовать в ходе проведения и выполнения работ, как это делается не только в Altium Designer, но и почти в любой современной САПР.
Для удобства пользователя, в выбранной папке сохранения результатов проекта, будут созданы некоторые директории, количество которых определяется предпочтением пользователя-разработчика. Как правило, считается удобным создавать такую директорию, как «Libraries», в которой также будут созданы свои соответственные поддиректории; двумя из которых обязательно будут библиотечные файлы Altium Designer, – «Sch_Lib», «Pcb_Lib». Также для удобства делают и такую поддиректорию как «Pdf». Значение этих выбранных поддиректорий следующее:
− «Sch_Lib» – хранение условных графических обозначений (УГО) компонентов предпочтительных схем;
− «Pcb_Lib» – хранение посадочных мест компонентов схем;
− «Pdf» – хранение ссылок на datasheet’s.
В эту же директорию «Libraries» будут определены непосредственно сам файл базы данных, т. е. какой-либо простой его вариант в виде документа excel либо access, и здесь же будет осуществлен файл «DbLib», который будет являться собственно интерфейсом базы данных со стороны Altium Designer. [2]
Первыми шагами на пути к созданию своей БД, будет вызов первых двух фундаментальных редакторов, библиотек Sch-Library, и Pcb-Library, для чего в программе задействуют последовательность команд:
- File > New > Library > Schematic Library;
- File > New > Library > Pcb Library.
Где:
- библиотека символов,
- библиотека посадочных мест.
Далее, в Sch-редакторе будут реализованы графические обозначения, соответствующие российским стандартам, интересующего компонента, который будет представлен в будущей базе данных. Выглядит это следующим образом; для начала расставляют должное количество пинов (портов ввода-вывода) выбранного для реализации элемента, которые после будут прикреплены к форме самого компонента, будь то пассивные элементы, или микросхемы. Обязательным, в процессе создания УГО компонента, является за́дание префикса позиционного обозначения. Затем, уже в Pcb-редакторе создают соответствующее выбранному УГО компонента посадочное место, как правило выстраивая его образ полностью вручную, либо для большего удобства заходя для этого в раздел «Tools», и выбирая более предпочтительный из двух предлагаемых контентов (в зависимости от природы компонента). Стоит отметить, что при создании посадочного места, нужно стремиться к максимальному соответствию его параметров с теми критериями, которые отображены в Datasheet’s выбранного элемента. Большинство Datasheet's могут быть взяты с интернет-сети, где они находятся в свободном доступе.
После проделанных процедур в обоих редакторах, обычно привязывают УГО элемента к его посадочному месту через команду «Add Footprint», но так как речь идет все-таки о работе с библиотекой в виде БД, то осуществлять эту привязку таким способом совсем необязательно. Зато очень важным является факт сохранения модели УГО и модели посадочного места в соответствующих библиотеках, находящихся в одной директории («Libraries»). Для еще большего удобства, советуется подписывать модели компонента одним именем в обоих редакторах, -это сведет вероятность ошибочной привязки и несоответствия к минимуму.
Стоит отметить, что при описанном алгоритме создания новых компонентов схемы, или их возможном импорте из каких-либо внешних библиотек, каждый шаг, выполняемый в проекте, рекомендуется сохранять. Это поспособствует работе программы без ошибок.
После того, как необходимые пользователю компоненты в нужном количестве реализованы в обоих редакторах, и выполнены предпочтения, описанные выше, предлагается перейти непосредственно к созданию библиотеки в виде базы данных.
- Создание компонентной базы ввиде файла формата, предназначенного для многофункциональной работы стаблицами (Excel).
Начинают саму реализацию базы данных с создания ее в файле формата, предназначенного для многофункциональной работы с таблицами; пусть то будет access или же excel, с которым в общем-то в основном и принято работать при поставленной задаче.
Для этого, соответственно в excel создают новый файл, где в первой строке будут названия атрибутов, а в остальных их значения, соответствующие выбранным компонентам, по итогу вошедшим в осуществляемую библиотеку.
Для хорошей работы БД нужно ввести минимум 5 атрибутов.
Purt Number — Название компонента, инициализирующее его в библиотеке.
Library Ref — Наименование символа.
Footprint Ref — Наименование посадочного места.
Library Path — Место хранения символа.
Footprint Path — Место хранения посадочного места.
Этих атрибутов более чем достаточно, однако на практике этим количеством в большинстве случаев не ограничиваются, и создают дополнительные, такие, например как:
− Value — Номинал элемента;
− ComponentLink1URL — ссылка на даташит (Datasheet);
− ComponentLink1Description — Название ссылки на даташит (Datasheet).
После заполнения строки атрибутов, в графу «Purt Number» вносят все необходимые компоненты. Для большего удобства, допускается приписывать номиналы к названию компонента.
В графу «Library Ref» заносят соответственно названия УГО всех выбранных элементов.
Затем в графу «Footprint Ref» вписывают соответственно названия всех посадочных мест.
В графе «Library Path» указывают место хранения символов (библиотека Sch_Lib1)
В графе «Footprint Path» пишут наименование места хранения посадочного места (библиотека Pcb_Lib1).
Value — соответственно номинал компонента.
Последние два атрибута выполняют функционал добавления справочных данных о компонентах.
Таким образом, в «ComponentLink1URL» указывают путь хранения заведомо загруженного из внешних источников на ПК справочного контента; ссылка на даташит (DataSheet) \ название файла даташита (DataSheet).
В «ComponentLink1Description» пишут название ссылки, т. е. как в данном случае,- «DataSheet».
Следует заметить, что в дальнейшем для оптимального использования БД, листы файла excel, располагаемые в нижнем левом угле, следует подписывать латиницей, так как это самый восприимчивый для распознавания файлов язык любой современной САПР. Листов, как правило, делают не в единичном количестве, опять-таки для бо́льшего удобства при использовании. Это могут быть грамотно рассортированные по группам компоненты, такие как например пассивные элементы или же микросхемы. Такое многообразие позволяет от части централизовано управлять некоторыми значимыми атрибутами компонентов (рис. 1)
Рис. 1. Вид многолистовой базы данных в формате excel
Получившаяся БД будет сохранена в ту же директорию «Libraries» в том же формате excel.
- Создание базы данных вAltiumDesigner.
Далее переходят к заключительным этапам создания БД. Для этого в программе Altium Designer выбирают соответственно команды
File>New>Library>Database Library.
В панели «Projects» появляется заготовка БД «Database_Libs1.Dblib». Закрепившуюся ее в проекте нужно сохранить, нажав на символ дискеты в основной панели, расположенной в левом верхнем угле, а в окне «Database_Libs1.Dblib» источником данных следует выбрать формат excel, — тогда как выглядеть окно будет следующим образом (рисунок 2).
Рис. 2. Окно «Database_Libs1.Dblib»
В данном окне видны большинство опций и параметров для работы с формирующейся БД. В адресной строке «Browse», указывается путь к файлу БД в формате, специализирующемся на многофункциональной работе с таблицами. Команда «Connect», означающая подключения, может сменяться на «Reconnect», при последующих возможных изменениях базы, таких как например переименовки адреса по которому прослеживается путь к файлу, указание другого пути, указание другого excel-файла, или выбора другого формата (например access). Атрибутивное окно задается после выбора указания адреса файла в корневой директории на ПК проектировщика.
После указать путь к этому файлу через команду «Browse» (рисунок 3)
Рис. 3. Указание пути к файлу excel
И затем нажав на «Connect», осуществить подключение. После этого можно увидеть, что в верхней левой области подгрузились все листы,созданные ранее в БД-excel, снизу подгрузились некоторые атрибуты базы, где по умолчанию берется первый атрибут таблицы в качестве ключевого поля (рисунок 4).
Рис. 4. Взятие первого атрибута таблицы в качестве ключевого поля
Если раздел «Field Mappings» отображает некоторые атрибуты, то раздел «Table Browser» показывает компоненты, хранящиеся в соответствующем листе базы (атрибуты можно сортировать путем нажатия на соответствующий символ) (рисунок 5).
Рис. 5. Раздел «Table Browser», показывающий компоненты, хранящиеся в соответствующем листе базы
Для дальнейшего использования созданной библиотеки в виде Базы Данных, достаточно вызвать панель «Libraries», далее вызвать раздел «Libraries», и подключить библиотеку командой «Install», для чего нужно будет указать тип файла как «*DBLIB», вместо установленного по умолчанию «*INTLIB», затем выбрать созданную библиотеку, закрыв после этого вызванное окно.
Библиотека считается полностью готовой. Для ее тестирования нужно зайти в панель «Libraries», выбрать эту библиотеку в списке, и свободно перетаскивать любой нужный элемент на заготовку схемы.
Заключение.
БД-библиотеки совмещают в себе преимущества двух первых методов организации компонентов: с одной стороны все разнообразие символов и посадочных мест сведено к минимуму, с другой — на схему перетаскивается уже готовый компонент с максимумом информации о нем, привязанными ПМ, моделями, и прочими характеристиками, выбранными авторами будущих проектов. Помимо того, появляется возможность интегрировать базу данных в систему складского и бухгалтерского учетов. Однако это важно скорее для организаций, нежели чем для рядового разработчика.
Литература:
1. http://we.easyelectronics.ru/blog/CADSoft/1383.html, – БД-библиотеки для Altium Designer (дата обращения 22.04.2016)
- https://www.youtube.com/channel/UCG7N5CqXpyK8nQjr1EmMgng, – Видеоканал Алексея Сабунина (дата обращения 16.05.2016)
