Esquema CAD de la disposición de las patillas

Question

Estuve buscando preguntas relacionadas aquí, y la más parecida que encontré fue esta: ¿Prácticas del sector para el diseño esquemático?

Sin embargo, no responde a mi pregunta concreta, así que allá va: No soy un EE y sólo estoy tratando de aprender Eagle para que pueda romper mi dependencia de ExpressPCB, que he encontrado que está bien para proyectos sencillos, pero estar atrapado con su formato propietario, herramienta, y fab ya no me atrae.

En mi anterior y limitada experiencia en la elaboración de esquemas, dispuse las patillas en orden numérico, que suele ser de la patilla 1 a (N/2) de arriba a abajo a la izquierda, y luego de la patilla (N/2+1) a N de abajo a arriba a la derecha.

Aunque eso está muy bien y todo, ahora estoy preparando una placa para el MCP73123 para probar un cargador LiFePO4 ( debido a mi otro post aquí ) y me he dado cuenta de que en la hoja de datos de Microchip, presentan su esquema así:

Personalmente, creo que esta es la forma de hacerlo, ya que las herramientas CAD/CAE saben cuáles son las asignaciones de pines correctas de todos modos, y esto se ve mucho más limpio en el esquema ya que los pines relacionados están muy cerca unos de otros.

Así que mi pregunta es simplemente, ¿los diseñadores de PCB experimentados soléis hacer esto, o utilizáis el enfoque de orden numérico? ¿Cuáles son los pros y los contras de cada método? Además, ¿existe alguna otra metodología?

Answer 1

Olin y yo hemos "acordado discrepar" sobre este tema. Aunque apoyo incondicionalmente su enfoque para circuitos integrados de función fija en los que cada pin tiene una función y una dirección bien definidas, no creo que tenga sentido intentar imponer este enfoque para chips de propósito general como microcontroladores y FPGA, en los que prácticamente cada pin puede definirse como una entrada o una salida en función de la aplicación específica.

Como no quiero crear un símbolo esquemático único para la pieza para cada aplicación, los pines tienen que estar organizados en algún orden arbitrario en el símbolo. Tiene sentido agrupar los pines de cada "puerto" o "banco" juntos, y puesto que normalmente están agrupados de esa manera en el dispositivo físico de todos modos, sostengo que usar el orden físico de los pines en el esquema tiene más sentido que cualquier otro orden arbitrario.

Por un lado, te ayuda a planificar previamente el diseño mientras asignas las patillas funcionales, ya que la agrupación de componentes y conexiones en el esquema se corresponde mejor con el diseño físico, al menos en un sentido general.

Y realmente ayuda a depurar (sondear) el prototipo físico. En los dispositivos con un gran número de patillas, es muy útil orientarse si se puede ver el mismo patrón de, por ejemplo, las conexiones de alimentación y tierra tanto en el esquema como en el diseño cerca de la patilla que se está intentando sondear. No sé tú, pero yo tiendo a perder la cuenta cuando intento encontrar una patilla concreta en un lado de un QFP de 84 patillas de paso fino.

Sin embargo, estos comentarios no se aplican a los dispositivos con un número realmente elevado de patillas en BGA. Por un lado, generalmente no se trata de sondearlos directamente y, por otro, el símbolo esquemático probablemente esté dividido en varias secciones. Para estos dispositivos, la agrupación puramente funcional en el símbolo vuelve a tener sentido.

Answer 2

Esto es obvio, utilice el enfoque de diseño funcional. Hay muchos esquemas malos, incluso profesionales, así que a veces verás esquemas con el orden de las patillas. Sin embargo, es una mala idea.

Los símbolos de orden de los pines son, sobre todo, una pereza por parte de alguien que define la pieza en el sistema CAD. Poner todo en el orden de las patillas es más fácil que buscar los nombres completos y las funciones de cada patilla. Por supuesto, esta no suele ser la razón. La excusa más común es que facilita la depuración. Sin embargo, un poco de reflexión revela que no es así.

Cuando estás depurando una placa nueva, tienes delante tanto la placa como el esquema. Piensa en el flujo de trabajo habitual. ¿Cuál es más habitual: "Quiero mirar la línea del reloj, ¿qué pin es ese?" o "Quiero mirar el pin 5, ¿qué función es esa?" ?. Está claro que la respuesta es la primera, y mucho. Sí, ocasionalmente al principio del proceso de depuración puede que quieras ir alrededor de un circuito integrado y mirar la señal en cada pin, pero eso suele ser una vez, si acaso. Hay casos en los que el orden de las patillas ayuda, como en algunos trabajos de reparación, pero por cada uno de ellos hay múltiples casos en los que el orden de las funciones es mejor. La representación funcional de las clavijas es en realidad mejor para depuración que la representación del orden de las clavijas. No se deje engañar por las excusas para no dedicar tiempo a la definición del símbolo una vez.

Además, hay otro problema considerable: la claridad de los esquemas. Aquí no hay nada que objetar. El orden de las patillas ofusca el circuito y obliga a colocar muchos cables al aire o a colocar otros bloques en lugares inconvenientes.

Para más información sobre buenas prácticas de esquematización, consulte mi artículo más extenso informe sobre el tema.

Answer 3

El esquema existe para:

• Ayudarle a diseñar el circuito
• Ayudarle a depurar el circuito
• Ayudar a otras personas a entender el circuito

Debe hacer lo necesario para satisfacer esos requisitos. Personalmente, he colocado chips de todas las formas posibles en función de mis necesidades para ese circuito concreto.

He colocado los pines para microcontroladores en orden de pines, coincidiendo con el dispositivo real. (Y FakeName ahora probablemente piensa así es como siempre dispongo mis símbolos). A veces creo un símbolo esquemático diferente para un dispositivo para cada aplicación, porque eso me facilita el trabajo en esos casos. A veces ordeno los dispositivos pequeños por patillas, a veces por funciones.

Si vas a colocar un microcontrolador en orden de función, cuando qué ¿Orden de funciones?

Este es el mismo PIC32 dibujado de diferentes maneras. La primera en un orden de función genérico, la segunda en un orden para un circuito específico. Como puedes ver, el símbolo de la izquierda es tan inútil como un símbolo de orden de patillas. Así que si eliges la ruta del orden de funciones, prepárate para dibujar un símbolo diferente para cada circuito.

Casi siempre dibujo los conectores de forma que coincidan con la disposición de las conexiones en el conector real. Este realmente me ayuda a evitar que conecte el conector al revés (algo que suelo hacer a menudo). lote ). Incluso intento dibujar los detalles del conector, para que cuando esté depurando pueda correlacionar fácilmente el conector de la placa con el símbolo.

Hagas lo que hagas, hazlo porque usted le resulte útil. Hazlo de la manera que te ayude a prevenir usted cometiendo errores. Y cualquier forma que ayude usted para depurar la placa. No escuches a nadie que te diga que sólo hay una manera de hacerlo. No te avergüences de hacerlo a tu manera.

Elijas el camino que elijas, puede que nunca te satisfaga del todo. A mí me parece que algunas piezas se dibujan mejor en orden de función para el diseño del circuito, pero cuando se trata de depurar, me gustaría tener otra versión del símbolo en orden de patilla, y acabo abriendo la hoja de datos, buscando la información de la patilla, y leyendo el gran número de funciones para esa patilla, intentando recordar cuál utilicé. O Tengo que mirar varias veces alrededor del símbolo para encontrar la clavija 139.

Si el esquema debe ser leído también por otras personas, hay que tenerlas en cuenta a la hora de elegir el método.