轉(zhuǎn)換為PCB布局的邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

直到我開(kāi)始從事大型軟件項(xiàng)目時(shí)，我才意識(shí)到不同類(lèi)型的圖對(duì)邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性。無(wú)論是硬件還是軟件，設(shè)計(jì)人員和工程師都需要一種方法來(lái)輕松查看數(shù)據(jù)如何在系統(tǒng)中流動(dòng)以及如何進(jìn)行操作。

邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用了三種主要的圖表類(lèi)型，而系統(tǒng)的正確選擇取決于許多因素。具有多個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和流程的復(fù)雜系統(tǒng)很可能會(huì)同時(shí)使用這三種方法，因此對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，了解他們可以交流的信息非常重要。

物理與邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電子設(shè)計(jì)，特別是數(shù)字電子設(shè)計(jì)，需要將設(shè)計(jì)任務(wù)分為兩類(lèi)：物理設(shè)計(jì)和邏輯設(shè)計(jì)。這些類(lèi)別中的每一個(gè)通常由不同的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)：機(jī)械工程師和PCB設(shè)計(jì)師將監(jiān)督新產(chǎn)品的物理設(shè)計(jì)任務(wù)，而電子工程師則傾向于解決系統(tǒng)的邏輯部分。

物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中涉及的任務(wù)是顯而易見(jiàn)的。您的PCB布局和機(jī)械封裝是物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要部分。隨著更新的PCB變得越來(lái)越復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員需要做的不僅僅是將板上的點(diǎn)連接起來(lái)。較新的設(shè)備，尤其是消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品，具有更時(shí)尚，更緊湊的封裝，從而在PCB上施加了更嚴(yán)格的機(jī)械約束，并激發(fā)了新的設(shè)計(jì)技術(shù)。一些示例包括剛撓式或撓性PCB，這在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要進(jìn)行認(rèn)真的機(jī)械分析。

邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加抽象。此任務(wù)通常先于物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且需要可視化整個(gè)系統(tǒng)的輸入，輸出和數(shù)據(jù)流。當(dāng)大多數(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師將他們對(duì)新設(shè)備的想法寫(xiě)在紙上時(shí)，他們很可能會(huì)創(chuàng)建箱形圖或流程圖，以顯示數(shù)據(jù)如何在系統(tǒng)中移動(dòng)而無(wú)需繪制原理圖。

邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)初始概念，以顯示數(shù)據(jù)如何在系統(tǒng)中移動(dòng)并在整個(gè)過(guò)程中被系統(tǒng)的不同部分操縱。有多種方法可以表示這種情況，盡管最好的方法是為系統(tǒng)創(chuàng)建許多不同類(lèi)型的框圖之一。這使您可以專(zhuān)注于通過(guò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，從而可以在不創(chuàng)建整個(gè)原理圖的情況下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的要求和功能。

從圖開(kāi)始

邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用了許多不同的圖?？梢哉f(shuō)，從PCB設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，數(shù)據(jù)流程圖最有意義，因?yàn)樗鼈冿@示了數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中從輸入到輸出移動(dòng)時(shí)如何轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)流程圖中的每個(gè)功能塊均指其自己的一組組件，輸入和輸出，盡管數(shù)據(jù)流程圖中省略了功能塊執(zhí)行其預(yù)期功能所需的組件。

這種類(lèi)型的圖提供了系統(tǒng)不同部分之間如何關(guān)聯(lián)的便捷可視表示，并且易于轉(zhuǎn)換為電子原理圖。盡管術(shù)語(yǔ)“數(shù)據(jù)流”意味著該圖僅適用于數(shù)字系統(tǒng)，但實(shí)際上并非如此。同一張圖可用于顯示純模擬系統(tǒng)或混合信號(hào)系統(tǒng)的預(yù)期設(shè)計(jì)。

實(shí)體關(guān)系圖提供了另一種抽象級(jí)別，它顯示了系統(tǒng)內(nèi)不同數(shù)據(jù)集之間的關(guān)系。當(dāng)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)嵌入式軟件時(shí)，這種類(lèi)型的圖更為有用，因?yàn)檫@需要定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的某種關(guān)系。這些關(guān)系然后用于對(duì)系統(tǒng)的邏輯設(shè)備進(jìn)行編程。由于它們無(wú)法顯示數(shù)據(jù)在不同組件之間的移動(dòng)方式，因此它們對(duì)于生成原理圖的作用較小。

通用邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖的第三種類(lèi)型是實(shí)體壽命歷史圖。該圖顯示了隨著各種輸入被添加到系統(tǒng)中后，系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)如何隨時(shí)間變化。這也可能說(shuō)明兩組數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，因此它同時(shí)傳達(dá)了數(shù)據(jù)流程圖和實(shí)體關(guān)系圖的某些方面。

邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)和層次示意圖

無(wú)論使用哪種方法對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流和關(guān)系進(jìn)行建模，最終都需要將這些信息轉(zhuǎn)換為原理圖。對(duì)于包含多個(gè)功能塊的復(fù)雜系統(tǒng)，在PCB設(shè)計(jì)軟件中使用分層原理圖時(shí)，您將能夠在一定程度上增強(qiáng)組織和清晰度。

這種方法使您可以在邏輯示意圖之間創(chuàng)建父子關(guān)系，并將多個(gè)組件合并為一個(gè)邏輯示意圖，同時(shí)保持網(wǎng)絡(luò)連通性。這也使您可以將每個(gè)原理圖作為一個(gè)塊放置在更高級(jí)別的原理圖中。設(shè)計(jì)原理圖及其層次結(jié)構(gòu)后，就可以使用原理圖捕獲工具將組件的模型放置在初始布局中。