Tipps PCB Layout: Sparen Sie Zeit mit wiederverwendbaren Blöcken

Um im heutigen Geschäftsleben für PCB Designer zu überleben, ist wiederverwendbares PCB Design für ein schnelles PCB Layout unabdingbar. Von uns wird erwartet, stets schneller und intelligenter zu arbeiten. Das bedeutet, je mehr verfügbare Methoden zur Optimierung des Prozesses diesen einfacher und schneller machen, umso besser. Allerdings werden gewöhnlich auch mehr Fehler gemacht, wenn die Dinge schneller durchgeführt werden. Und diese Fehler werden in der Regel nicht bemerkt.

Eine unheimlich hilfreiche Strategie ist die Nutzung wiederverwendbarer PCB Designs. Eine bewährte Maßnahme aus anderen Branchen beruht darauf, etwas wieder zu verwenden, das für neue Designs funktioniert. Für den PCB Designer bedeutet dies oftmals, zu alten Designs zurückzukehren, zu kopieren und einzufügen. Während diese Maßnahme ihre ganz eigenen Probleme hat, gibt es eine bessere Alternative.

Was sind wiederverwendbare PCB Designs?

Wiederverwendbare Designs funktionieren durch die Speicherung eines bestimmten Blocks des Layouts eines Schaltplans oder PCB zur Weiterverwendung. Sie können diese in einem System oder auf Ihrem lokalen Computer oder Unternehmensserver speichern und verwalten. 

Erfasste Probleme

In Bezug auf wiederverwendbare Designs gibt es einige Probleme, die oft dazu führen, dass diese Designs überhaupt nicht verwendet werden. 

Ich habe das Gefühl, dass vor allem Elektroingenieure wiederverwendbare Designs nicht gerne benutzen. Ich weiß nicht genau, warum dies der Fall ist. Allerdings habe ich herausgefunden, dass viele lieber ein neues Produkt von Anfang bis Ende entwerfen möchten. Sie mögen es, ihre Designfertigkeiten zu testen, was im Grunde keinen Sinn ergibt, da sie über ein anerkanntes und getestetes, bereits verwendetes Design verfügen. Das größte Problem hierbei ist nicht die Fertigkeit sondern feste Zeitpläne.

Aus Schutzgründen sind wiederverwendbare Designs von Natur aus „schreibgeschützt“. Man richtet also zu Beginn wiederverwendbare Blöcke präzise in dem vorherigen Design ein, eine Art Momentaufnahme. Bei der Wiederverwendung möchten Designer oftmals weitere Änderungen vornehmen, doch dann handelt es sich nicht mehr um ein wiederverwendbares Design. In diesem Sinne schütten sie das Kind mit dem Bade aus und nutzen die wiederverwendbaren Designs lieber gar nicht. 

Um einen wiederverwendbaren Block einzurichten, muss man wissen, wo der Schaltkreis unterbrochen werden kann. Man möchte einen Schaltkreis unterbrechen, der vollständig und deutlich ist und über eine begrenzte Anzahl an Ein- und Ausgängen verfügt. Je vernetzter die Ein- und Ausgänge im wiederverwendbaren Block sind, desto schwieriger wird es, diese Verbindungen im neuen Schaltkreis wiederherzustellen. Diese Schaltkreise können unterschiedliche Größen haben. Ich habe schon wiederverwendbare Blöcke mit nur ein paar Komponenten gesehen. Was allerdings sehr deutlich war, waren die wenigen Ein- und Ausgänge und der selbstregelnde Schaltkreis. 

Warum also nutzen wir nicht einfach „Copy und Paste“ für einen Schaltkreis? zunächst müssen wir die benötigten Quelldateien (wenn es diese noch gibt) sowie den spezifischen Schaltkreis finden. All dies fällt meiner Meinung nach unter die Kategorie „Stammeswissen“ und kann sehr schwierig auszumachen sein, wenn überhaupt.

Der Schaltkreis kann außerdem, je nachdem wie alt er ist, über veraltete Komponenten verfügen. Wenn man den Bezug der Komponenten nicht überprüft und die Verfügbarkeit verifiziert, kann es erhebliche Probleme geben. 

Welche wiederverwendbaren Designs gibt es in Altium Designer?

Managed Sheets

Bei Managed Sheets handelt es sich um komplette Designs, die Sie in einer kontrollierten Umgebung speichern. Diese Designs können unterschiedliche Größen haben und auf einem schematischen Vorlagenblatt platziert werden. Als zusätzlichen Vorteil sollten für diese Designs verwaltete Komponenten verwendet werden. Sie enthalten mit anderen Worten keine fehlerhaften Teile. Es gibt unmittelbare und Live-Informationen über die Komponentenverfügbarkeit. Damit können Bezugsfragen unmittelbar berücksichtigt werden.

Managed Sheets gelten als „schreibgeschützt“. Das bedeutet, dass hier mehrere Maßnahmen erforderlich sind, unter anderem die Platzierung aller Stromverbindungen an Off-Page Anschlüssen. Platzieren Sie alle Off-Page Anschlüsse mit einem „Signal Harness“ und sorgen Sie dafür, das Design zu beschriften. 

Ausschnitte 

Bei der zweiten Art wiederverwendbarer Blöcke handelt es sich um Ausschnitte. Dies sind „Momentaufnahmen“ von Schaltplänen oder den PCB Layout Designs. Dennoch sollten Sie nicht vergessen, dass sich diese gespeicherten Designs in Ihrem lokalen System oder Unternehmensserver befinden. 

Bei den Ausschnitten sollten Sie beachten:

  • Es ist immer gut, einen zentralen Speicherort für die Ausschnitte zu finden. Am besten sollte dieser Speicherort für alle Designer zugänglich sein. Je nachdem, wie groß Ihr Unternehmen ist, kann es eine gute Idee sein, die Ausschnitte auf einem Unternehmensserver zu platzieren.

  • Da Sie sowohl das Design des Schaltkreises als auch das PCB Layout speichern können, ist es am besten, beide Ausschnitte zu behalten. Damit können Sie bei der Verwendung des Schaltkreises in einem Schaltplan auch den PCB Layout Block hinzuziehen. 

  • Bei der Speicherung eines bestimmten Ausschnitts ist es besonders wichtig, alle möglichen Details über den Schaltkreis im Notizbereich festzuhalten. Sie sollten beispielsweise dafür sorgen, den Speicherort des PCB Ausschnitts in den PCB Layer Stackup Details festzuhalten, damit Sie den gleichen Stackup im neuen Design verwenden können. 

Design Sheets 

Die dritte Art wiederverwendbarer Blöcke nennt man Design Sheets. Diese sind sehr einfach zu benutzen. Sie können einen gesamten Schaltplan in einem bestimmten Verzeichnis speichern und ihn als Ihren Design Sheet Speicherort kennzeichnen. Bei der Verwendung werden sie als schreibgeschützte Blätter in Ihren Schaltplan eingefügt. 

Wie verbessern wiederverwendbare Designs das PCB Design und den Produktentwicklungsprozess?

  • Die erste Verbesserung Ihres Designprozesses besteht darin, dass Sie weniger Designfehler begehen. Da es sich hierbei um bewährte Schaltkreise handelt, die Sie an einem zentralen Ort kontrollieren, sind dies Designs, die Sie wenn nötig stetig weiter verbessern können.  

  • Eine weitere deutliche Verbesserung ist, dass Sie alle Informationen auf diesen wiederverwendbaren Blöcken platzieren können. Ich habe schon wiederverwendbare Blöcke mit ausführlichen Infotestinformationen, prognostizierten Verläufen von Signalintegritätskurven und Momentaufnahmen von Datenblättern gesehen. Eine deutliche Verbesserung besteht darin, dass das „Stammeswissen“ dokumentiert wird und nicht verloren geht, wenn jemand das Unternehmen verlässt. Jedes Mal, wenn Sie diesen Schaltkreis verwenden, erhalten Sie sofort alle nötigen Informationen dazu. Die wiederverwendbaren Blöcke werden schnell zum nützlichen Tool für den Designer.

  • Wiederverwendbare Blöcke vereinfachen Multi-Channel-Designs. Wiederverwendbare Designs sind das Rückgrat der Multi-Channel-Funktionen in Altium Designer. Wenn Sie einen einzelnen Schaltkreis mehrmals verwenden, wird dieser stark vereinfacht, insbesondere die Anzahl der verwendeten Schaltplanblätter. Ich habe erlebt, wie ein wiederverwendbarer Block in einem Multi-Channel-Design den Schaltplan von zwanzig Seiten auf lediglich vier begrenzen konnte.

  • Nützlich für die Bewältigung von Konformitätsprüfungen.

Wenn bei wiederverwendbaren Ausschnitten vorrangig das PCB Layout verwendet wird, kann die erforderliche Konformitätsprüfung beschleunigt werden. Besonders wichtig ist, dass Sie das Feedback annehmen und die benötigten Änderungen an den wiederverwendbaren Blöcken vornehmen. Dadurch werden diese immer weiter verbessert. 

Als Fazit kann man sagen, dass man durch wiederverwendbare Blöcke Zeit einsparen kann. Und Zeit kostet bekanntlich Geld. Wenn es darum geht, ein Produkt so schnell wie möglich auf den Markt zu bringen, kann man mit einem gewissen Vorsprung viel erreichen. Wenn Sie wiederverwendbare Blöcke benutzen, können Sie Ihre Designs selbstbewusst weiter verwenden

Möchten Sie gerne mehr darüber erfahren, wie Altium Ihnen bei der Wiederverwendung von Komponentendaten bei Ihrem nächsten PCB Design helfen kann? Sprechen Sie mit einem Experten von Altium.

Über den Autor

John Watson


With nearly 40 years in the Electronic industry with 20 of them being in the field of PCB Design and engineering, John has stayed on the cutting edge of the PCB industry as a designer/Engineer and more recently as a trainer and mentor. His primary work has been in the Manufacturing field but it has also expanded to several PCB Service arenas. As a veteran, he proudly served in the Army in the Military Intelligence field.

John is a CID Certified PCB designer. Presently pursuing his Advance CID certification. Now as the Senior PCB engineer at Legrand Inc, he leads the PCB Designers and Engineers in various divisions across the United States and China.

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