“KiCad 中雖然沒有信號線束(Signal Harness)對象,但是通過總線和總線別名,可以實現類似信號線束的功能。”
什么是信號線束? 信號線束是一種電氣設計對象。它是一種抽象連接,可對不同信號(包括總線、導線和其他信號線束)進行邏輯分組,以提高靈活性和簡化設計。信號線束允許在項目中創建和操作子電路之間更高級別的抽象連接,從而提高了設計的可讀性和重復使用的潛力。
在 Altium Designer 中,信號線束長這個樣子:
那在 KiCad 中有沒有信號線束的對象呢?答案是“沒有”! 但是!KiCad 有一種特殊的總線,稱為“分組總線”(Group Bus),完全可以實現類似信號線束的功能。 我們先摘錄KiCad中總線的使用一文中對分組總線的介紹: 分組總線是一個或多個信號和/或矢量總線的集合。分組總線可用于將相關信號捆綁在一起,即使這些信號的名稱不同。分組總線使用一種特殊的標簽語法:
分組的成員列在大括號({})內,用空格分隔。在開頭的大括號前是分組的可選名稱(optional_name)。如果分組總線未命名,PCB 上的網絡將只是組內的信號名稱。如果分組總線有名稱,生成的網絡將以名稱作為前綴,并用句號(.)將前綴與信號名稱隔開。 例如,總線{SCL SDA}有兩個信號成員,在網表中這兩個信號就是SCL和SDA。總線USB1{DP DM}將生成名為USB1.DP和USB1.DM的網表。對于在多個類似電路中重復出現的較多的總線設計,使用這種方法可以節省時間。 分組總線還可以包含矢量總線。例如,總線MEMORY{A[7...0] D[7...0] OE WE}既包含矢量總線,也包含普通信號,因此在 PCB 上會產生MEMORY.A7和MEMORY.OE等網。 大家仔細想一下,這個不就是信號線束(Signal Harness)的使用方式嗎?除了總線的名字比較長,且沒有具象的圖形表示之外! 那有沒有辦法讓分組總線像信號線束那樣有個有意義的名字呢?這就需要要到總線別名(Bus Alias)了!
Bus Alias(總線別名)
總線別名是一種快捷方式,可讓您更高效地處理大型分組總線。通過總線別名,您可以定義分組總線并為其命名一個簡短的名稱,然后在整個原理圖中使用該名稱來代替完整的分組名稱。
要創建總線別名,請打開 “原理圖設置” 中的 “總線別名定義” 窗格。
別名可以命名為任何有效的信號名稱。通過對話框,可以向別名中添加信號或矢量總線。作為快捷方式,您可以鍵入或粘貼以空格分隔的信號或總線列表,它們都將被添加到別名定義中。在本例中,我們定義了一個名為 USB 的別名,其成員包括 DP、DM 和 VBUS。 定義別名后,可將別名置于分組總線的大括號內,在分組總線標簽中使用:{USB}。這與總線 {DP DM VBUS} 的效果相同。還可以在分組中添加前綴名,如 USB1{USB},這樣就會產生 USB1.DP 等網絡。對于復雜的總線,使用別名可以大大縮短原理圖上的標簽。請記住,別名只是一種快捷方式,網表中并不包含別名的名稱。
總線別名保存在創建別名時打開的原理圖文件中。總線別名定義窗口會在別名列表底部顯示與所選別名相關的原理圖文件。在給定原理圖頁中創建的任何別名都可用于同一層次設計中的任何其他原理圖頁。如果分層設計中的多個子原理圖包含名稱相同的總線別名,則這些別名必須具有相同的成員。如果多個具有相同名稱的總線別名沒有一致的成員,ERC 將報告違規。
導出網表
我們來看一個實際的例子,以Made with KiCad(七十八):Amulet 運動控制器 - 機械狗項目組件中的原理圖為例。
來看一個局部:
圖中的 MCU 與 Motor Control 連接時,使用了大量的總線別名,比如{CURRENT_SENSE},{PWM_PHASE},{DRV_SPI}。這些總線別名并不是一個信號,而是由一組信號組成的。
現在打開“原理圖設置”,點擊“總線別名定義”選項:
這里定義了原理圖中所有的總線別名,以{PWM_PHASE}為例,它其實是 PWM_PHASEA、PWM_PHASEB、PWM_PHASEC 三個信號的集合(快捷方式)。但是在圖形的表現形式上,并不需要那么多網絡標簽,只需要{PWM_PHASE}即可,這樣既能簡化信號的連接,名字還可以表達出特定的功能含義。
我們再看一下子圖中是如何連接的:
當然我們也可以去掉總線的圖形連接以及總線入口,連接的效果完全相同:
這么看是不是和信號線束幾乎完全一樣了(除了少一個藍色的大括號和一根比總線更粗的先)?當然AD中的信號線束作為對象可以進行單獨編輯,而在 KiCad 中只是用別名的方式做了個簡單的替代。
無論如何,使用這種方法可以簡化圖紙并實現類似信號線束的功能。
結束語
最后,我們把示例項目的根圖完整的展示給大家,大家仔細看一下,使用分組總線和總線別名,是否基本實現了信號線束實現的功能?
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