ORCAD CAPTURE (continuare)

Fereastra Project Manager a) pentru un proiect nou b) pentru un proiect ierarhizat

Fereastra Project manager este utilizat pentru a avea o privire general asupra resurselor implicate n proiectul curent, afind resursele grupate pe categorii sau foldere. Resursele includ: foldere cu scheme (Schematic Folders),-pagini schem (Schematic Pages), -biblioteci de componente (Part Libraries), componente (Parts), fiiere VHDL, -rapoarte generate, de exemplu list de conexiuni (Netlist) sau list de materiale (Bill of Materials) -alte articole legate de simularea electric (modele, stimuli) sau de limbajul VHDL (fiiere VHDL).

Project Manager-ul creeaz o structur de tip logic, pe disc sunt salvate: fiierul design .DSN, asociat acestuia este fiierul proiect .OPJ i fiierele tip raport din zona Output.

Un proiect conine un singur design, un design conine minim un folderschematic, un folder schematic conine pagini schem iar n paginile schem sunt coninute simbolurile electrice.!!!NOTA!!! Un proiect .OPJ nu conine efectiv resursele. El face doar trimiteri, link-uri spre resurse. Din acest motiv atunci cnd se mut fiierele pe alt calculator trebuie mutat fiierul .DSN, fiierul .OPJ va fi creat din nou.

Alegerea unui nume pentruproiect

Alegerea tipului proiectului

Alegerea directorului de lucru

Confirmare cu OK

Crearea unui proiect nou: FileNew Project

Dup crearea proiectului se pot schimba numele fiierelor proiect sau design sau denumirile folderelor sau ale paginilor schematice.

Fereastra editorului de scheme

Fereastra Session Log

Fereastra

Project

Manager

Ferestre active la deschiderea unui proiect de tip Schematic

Paleta cu unelte a editorului de scheme(Tool palette)

Caroiaj de referin(Grid reference)

Indicator(Title Block)

Aria de lucru

Bara cu unelte(Toolbar)

Linia de stare(Status Bar)

Interfaa de lucru a programului Capture n modul de editare a paginii schem (Schematic Editor)

Status Bar

Zona Status bar situat n josul paginii afieaz informaii despre aciunile curente, numrul de articole selectate, nivelul de zoom i poziia pointer-ului.

Cmpul din stngaCmpul din stnga prezint descrieri uneltelor selectate sau articole din meniu.

Cmpul centralIn cmpul central se afieaz numrul de articole selectate n pagina schem sau n editorul de part-uri.

Cmpul din dreaptaIn cmpul din dreapta sunt afiate scala curent de mrire (zoom) i poziia, locaia pointerului. (de ex. Scale=75% X=20.0 Y=25.0). Unitile de msur pot fi inchi sau milimetri, n funcie se setri.

Barele cu unelte (toolbar i tool palette) sunt andocabile, adic se pot deplasa (drag) n alte poziii. De asemenea se poate schimba i dimensiunea lor, de exemplu se pot afia butoanele pe dou linii.

OptionsPreferences Color-PrintSetri ale proiectului/schemei OptionsPreferences

Anumite articole pot fi setate ca invizibile alocndu-le aceeai culoare ca fondul planei de desen (Background). Elementele grafice de desen: liniile, poliliniile i arcele au culoarea precizat n tabloul Preferences, tab-ul Miscellaneous. Dac culoarea n acest tablou este setat pe poziia default, atunci ele vor avea culorile din tabloul Colors/Print. Selectarea-deselectarea din zona Print nu are efect dect asupra operaiei de tiprire, uzual se debifeaz grila.

UNITI DE MSUR I GRILEOptions Schematic Page Properties

Parametrul pin-to pin spacing controleaz dimensiunea cu care apar simbolurile n plana de desen i reprezint distana minim dintre terminalele componentelor, distan care este totodat i pasul grilei. Valoarea parametrului pin-to pin spacing odat fixat pentru o pagin schem nu mai poate fi modificat.

Componente Orcad

-Part componente cu semnificaie fizic care se vor regsi pe circuitul imprimat

-Symbol articole auxiliare cu rol de etichet*

Power

Off-page Connector

Hierarchical Port

Title Block* (nu are pini)

Bibliotecile de part-uri sau simboluri sunt organizate sub forma unor fiiere cu extensia *.olb, de la Orcad Library.

Dac schema este introdus n Capture n vederea realizrii circuitelor imprimate (PCB) de regul part-urile trebuie puse n coresponden cu componente reale: tranzistoare, circuite integrate, conectoare, relee, etc. Aceste componente electronice se gsesc fizic sub forma unor capsule package care se planteaz pe placa de circuit imprimat pentru a realiza funciile modulului electronic. n programul Layout se utilizeaz pentru capsul denumirea de footprint.

Dac schema realizat se dorete a fi simulat cu PSPICE atunci este necesar ca un part s reprezinte un anumit model sau o funcie de circuit.

OBS. Atragem atenia asupra noiunilor utilizate n diverse programe CAD de proiectare n domeniul electronic care pot crea unele confuzii. Astfel, prin simbol electric, electronic n general nelegem strict reprezentarea grafic a unei componente electronice. Un part (engl.) = pies, sau tradus de noi component fizic este identificat prin numele sau prin codul acesteia. De exemplu, articolul "NPN" identific un tranzistor generic de tip NPN iar 2N2222 este numele unui tranzistor real. Fie c este vorba de NPN sau de 2N2222 reprezentarea vizual a componentei respective n blocul de realizare a schemelor se face tot sub forma unui simbol grafic, simbol care de cele mai multe ori este identic. O component cu corespondent fizic poate conine definite sub diverse forme i alte informaii, (proprieti) ca de exemplu capsula asociat utilizat n blocul PCB (footprint), numrul de uniti (simboluri) coninute ntr-o capsul (de ex. cele patru pori I-NU coninute n capsula DIP16 a circuitului integrat SN7400), alte informaii legate de definirea electric a terminalelor ( de ex. terminale de tip intrare, ieire, open colector), informaii despre permutarea (swap) pinilor sau a porilor, etc. Aceste informaii sunt transparente la o prim privire n schema electric.

PART

reprezentare grafic

Pin 1

Pin 2

MODEL SPICE

caracteristici electrice

Pin 1

.model BC107A NPN(Is=7.049f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=116.3 Bf=375.5

Pin 2

CAPTURE LAYOUT PSPICE

P

i

n

1

Pin 3 Pin 3

FOOTPRINT

reprezentare fizic

P

i

n

2

P

i

n

3

Informaii coninute n articolul part

IEC Publicaia 117

IEEE Std 315-1971

Simboluri grafice /terminologie

Simbol preferat IEC

pentru condensatorpolarizat

Biblioteci active

Introducere nume part

Coninutul bibliotecii selectate

Entitatea din capsul

Previzualizare part selectat

Bibliotec selectat

Part selectat

Plasare part selectat

Realizarea scemei- Plasarea simbolurilor grafice

Place Part/ Place Power, Place Ground

Plasarea simbolurilor de mas sau de alimentare

Simbolurile de mas i alimentare sunt stocate n biblioteca CAPSYM.OLB.

Ferestrele Place Ground sau Place Power sunt similare cu fereastra Place Part.

Crearea de part-uri- simboluri graficeCnd este necesar s crem sau s editm un simbol nou?- simbolul original nu poate fi gsit n biblioteci,- simbolul original nu este corect sau are alte atribute.n ambele situaii este recomandat s se editeze un simbol existent!

Crearea unui part nou: Click dreapta mouseNew Part (n biblioteca curent)

Cmpul Name se completeaz cu numele part-ului i va fi utilizat la plasarea ntr-o schem. Ex. 2N2222, LM358, CDB400, 74LS244. Lungimea maxim a unui nume de part este de 31 de caractere.Cmpul Part Reference Prefix specific prefixul de identificare al part-ului, de exemplu R pentru rezistoare sau C pentru condensatoare, etc.

Cmpul PCB Footprint conine numele capsulei PCB utilizate de part-ul respectiv; acest cmp poate fi lsat necompletat dac part-ul va fi utilizat doar la editarea schemei electrice.Cmpul Parts per Package stabilete numrul de entiti din cadrul capsulei indicate de cmpul PCB Footprint. Valoarea implicit este 1 dar exist situaii cnd acest numr este mai mare: de exemplu porile NAND SN7400 sunt cte 4 n capsula DIP14 iar bistabilii D SN7474 cte 2 n acelai tip de capsul DIP14.Cmpul Package Type specific dac toate part-urile unei capsule au reprezentri grafice identice (homogenous) sau diferite (heterogenous). De obicei, opiunea este homogenous.

Cmpul Part numbering indic modul n care sunt identificate part-urile din cadrul aceleiai capsule - numeric ( U*1, U*2... ) sau alfabetic ( U*A, U*B...), unde * reprezint numrul curent al respectivei componente fizice. De obicei se folosete opiunea Alphabetic.

Opiunea Pin Number Visible este n general necesar, singurele excepii fiind componentelela care toi pinii au aceeai funcie - rezistoarele, condensatoarele nepolarizate i bobinele obinuite - i la care nu este necesar numerotarea lor.Butonul Part Aliases deschide un dialog din care se pot aduga sau terge copii ale componentei numite pseudonime aliases, care au aceleai reprezentri grafice dar au nume i valori diferite. Se pot defini, dac se consider util, tranzistoare diferite din aceeai familie, de ex BC107, BC107B, BC107C, BC109, BC109B, etc. editnd grafic numai o singur component numit printe (parent). Componentele definite ca alias sunt vizualizate n lista din bibliotec ca un simbol cu o linie care trece prin simbolul utilizat n list (poart I). Atunci cnd se editeaz un part de tip alias n fereastr se va vedea numele part-ului printe. Cnd este copiat/mutat/ters un part printe aceleai operaii se transfer i part-urilor alias.Butonul Attach Implementation permite ataarea unei implementri simbolului creat. Definirea unei implementri nseamn c simbolul (part-ul) care va aprea n schem are de fapt o structur (i o comportare) complex. Una din cele mai simple implementri este ataarea unui model SPICE unui part nou creat.

Opiunea Create Convert View indic faptul c part-ul respectiv are dou reprezentri - normal i convert. Reprezentarea convert semnific o form alternativ sub care este memorat part-ul, echivalentul unei conversii De Morgan la porile logice de exemplu.

New Part

Ecranul editorului de part-uri

Terminale tip Powersetate ca invizibile

Conturul simboluluiPart body border

Elemente grafice: liniii arce de cerc

Terminale tip Line, vizibile, cunumele i numerele vizibile Terminal tip Dot

Denumirea simboluluiPart Reference

Cmp n care se va afia n schem coninutulproprietii Value (Valoarea componentei)

Puncte de control aleconturului simbolului

OI0

I1

7400

Text informativ

Elemente ale unui simbol n editorul grafic

Modificarea afirii Options Part Properties

Pini- plasare diferite forme /afiare nume-nr.

Forme de pin n programul Orcad

Plasarea pinilor

Part-uri multiple

1 2 3 4 5 6 7

8911 1013 1214

GND

VCC

SN7400

Trece la editarea entitatii urmtoare cu ViewNext Part.

Pentru a vizualiza toate entitile simultan ViewPackage.

Realizare schem - Adugare conexiuni PLACE WIRE

Comanda de adugare a conexiunilor electrice, PLACE WIRE , este o opiune ce permite utilizatorului s conecteze electric dou simboluri. Conexiunile pot porni i se pot opri "din (n) aer". La terminarea unei conexiuni ntr-o alt conexiune, programul plaseaz n mod automat un punct de jonciune. Conexiunile sunt trasate n mod normal din dou segmente articulate la 90. Pentru a realiza conexiuni cu alte unghiuri dect 90 se traseaz conexiunea innd apsat tasta SHIFT.Terminalele simbolurilor sau part-urilor Orcad conin un ptrat (Connection Square ), ptrat care dispare atunci cnd conexiunea este realizat, fiind o indicaie foarte bun a realizrii corecte a conexiunii electrice. Dac se lucreaz n afara grilei, cu butonul Snap togrid pe starea OFF (rou), exist mari riscuri s nu se realizeze conexiunea n mod corect.Pentru a marca pinii lsai intenionat neconectai programul are prevzut un simbol sub forma literei x, care se plaseaz cu comanda Place No Connect sau apsnd butonul corespunztor din paleta cu unelte.

(a) Part imediat dup plasare,(b) conectare corect, (c) utilizarea simbolului No Connect pentru pinul 2, (d) greeal grav, simbol neconectat, dei au fost trasate conexiunile

Realizare conexiuni PLACE NET ALIAS

Legturile dintre simboluri sunt realizate automat (implicit) de program dac poriunile din arborii de conexiune au acelai nume. Numirea arborilor de conexiune se poate realiza prin utilizarea comenzii PLACE NET ALIAS, care adaug o etichet alias ataat respectivului arbore de conexiuni.

O alt modalitate de numire a arborilor de conexiune este utilizarea de articole tip Symbol(Power, Off-page connector, Hierarchical Symbol) care impun numele lor arborilor la care sunt conectai. Se mai spune c acestea sunt simboluri globale. Numele poate fi editat n mod convenabil. De exemplu un articol tip surs VCC_BAR poate fi redenumit +12V, de exemplu.

Conectare realizat utiliznd Net Alias i simbolul VCC de tip Power

Aceleai consideraii stau la baza conectrii pinilor de alimentare invizibili ai circuitelor integrate. Ei sunt conectai automat la un arbore de conexiuni cu acelai nume ca al lor.

Realizarea conectrii tip BUS

Varianta clasic de desenare

Varianta de desenare cu BUS

Bus

Bus entry

Net Alias pentruconexiuni i bus

Operaiile necesare sunt: Place Bus, Place Bus entry, Place Wire, Place Net Alias

Verificarea din punct de vedere electric a schemei proiectate DRC

Design Rules Check (DRC), este o procedur configurabil printr-o comand de tip tablou. Comanda se gsete n meniul Tools atunci cnd este activ fereastra Project Manager

Tabloul procedurii DRC

O anumit clas de verificri se refer la conexiuni ntre part-uri. Verificarea conexiunilor declarate ca interzise se face pe baza tipului pinului (terminalului), tip care este definit la crearea part-ului respectiv. Atenionrile i erorile sunt plasate ntr-o matrice (numit ERC Electrical Rules Check) care conine pe linii i pe coloane diverse tipuri electrice de terminale aparinnd componentelor i dispozitivelor electronice reale.

Tabloul matricei erorilor electrice (ERC matrix)

Exemplu de erori semnalate prin markere DRC (sub form circular)

n figur este prezentat modul de afiare a marker-ilor de eroare sub forma unor cercuri. Identificarea erorii se face prin dublu click pe marker-ul corespunztor sau se poate citi fiierul Session Log. Tot n figur, la dioda din partea superioar mesajul afiat este legat de conectarea aceluiai pin la mai mult de un arbore de conexiuni, un mesaj oarecum confuz. Eroarea este ns evident, fiind foarte grav. n schem exist dou diode numite la fel: D25. n partea stng, la transformatorul TF4, marker-ul semnaleaz un posibil conflict intre tipurile de pini conectai. n contextul proiectului respectiv, se poate ignora sau nu acest mesaj. Oricum, deoarece nu se poate genera fiierul de transfer (Netlist), trebuie modificat matricea ERC pentru a nu semnala dect atenionare (Warning)n situaia acestei conectri.

Capsule corespunztoaresimbolurilor conform

fiierului Netlist

SCHEMATIC CAPTURE (SCM) PCB LAYOUT (PCB)

Fiier Netlist

Fiier de actualizareBIBLIOTECI DE

SIMBOLURI

Blocul de proiectare acircuitului imprimat

BIBLIOTECIDE CAPSULE

Blocul de editare aschemelor electrice

(Backannotation)

Realizarea transferului spre blocul Layout fiierul NETLIST

Realizarea transferului presupune crearea fiierului de transfer numit generic Netlist. nainte de crearea fiierului este necesar editarea corect a schemei i alocarea de capsule (footprint) pentru toate componentele. Alocarea de capsule se realizeaz editnd proprietatea PCB Footprint asociat fiecrui part. n acest fel se ofer informaia absolut necesar care va fi utilizat n blocul PCB Layout.

Trebuie subliniat c aceast alocare n programul ORCAD nu este obligatorie, programul avnd posibilitatea unei alocri interactive n timpul citirii fiierului de transfer n blocul Layout. Totui, recomandm utilizatorilor, chiar experimentai, utilizarea alocrii manuale, aa cum se va prezenta n continuare.Pentru a trece la alocarea capsulelor trebuie, bineneles, ca acestea s fie cunoscute. Acest lucru este posibil fie utiliznd documentaia cu coninutul bibliotecilor, fie utiliznd Library Manager din programul Layout.

Editarea se realizeaz din fereastra Property Editor care se lanseaz prin dublu click pe part, sau selectnd part-ul (part-urile) i alegnd Edit Properties din meniul contextual. Fereastra Edit Properties este organizat ca o foaie tabelar (spreadsheet) i afieaz toate proprietile asociate part-ului. Pentru a avea afiate numai proprietile legate de part-uri, este necesar selecia tab-ului Parts. Deoarece sunt destul de multe proprieti, se poate face o selecie a celor relevante pentru proiectul curent, alegnd n zona listei drop-down Filter by varianta Orcad-Layout.

Fereastra editorului de proprieti avnd listate mai multe part-uri, proprietile fiind filtrate dup cerinele Orcad Layout

Seleciedesign

Accesarea comenzii Create Netlist

Tabloul comenzii Create Netlist (tab-ul Layout)

Erorialocarecapsule

6. Afiare fiier .MAXcu componente

6a. Afiare fereastrLink Footprint to

component

Da

Nu

1. File New

2. Introducere fiiermachet tehnologic

3. Introducere numefiier Netlist .MNL

4. Introducere numefiier Layout.MAX

START LAYOUT 5. Start procesAutoECO

Rezolvarealocare

interactivcapsule

6b Afiare fiier .MAX(fr componente)

Da

Nu

Importul fiierelor de transfer n programul Orcad

Fereastra Auto ECO Utility

Componente i conexiuni transferate n aria de lucru PCB

OBS. Realizarea transferului presupune editarea corect a schemei i alocarea de capsule (footprint) pentru toate componentele.La crearea fiierului Netlist se verific corectitudinea sintaxei n numele capsulelor. Procedura Auto Eco verific n bibliotecile programului Layout existena capsulelor i realizarea corespondenei pinilor ntre simbol SCM i capsul PCB.

Realizarea unei corespondene corecte ntre articolele utilizate n blocul SCM simboluri i articolele din blocul PCB capsule trebuie s se fac att n ceea ce privete numrul/numele terminalelor i aranjarea acestora. De obicei, programele CAD accept pentru capsul un numr mai mare sau egal de pastile dect numrul de pini ai simbolului. n mod evident, dac se aloc o capsul cu numr mai mic de pastile vor rezulta erori. De exemplu, un simbol pentru tranzistor are alocat o capsul cu dou pastile tip diod. Dac corespondena privind numrul de terminale este mai clar, importan celui de-al doilea aspect privind aranjarea i numirea terminalelor este ceva mai greu de sesizat la prima vedere. Cu riscul de a repeta anumite noiuni, prezentm detaliat n continuare problema corespondenei simbol-capsul, deoarece am constatat erori chiar la proiectani avizai n domeniul electronic.

Corespondena simbol-capsul (SCM-PCB)

Variante de numerotare a simbolului i capsulei (Capsula TO18 are marcat terminalul emitor)

Corespondena simbol-capsul (SCM-PCB)

Schem utilizat ca exemplificare a corelaiei SCM-PCB

Layout corespunztor transferului schemei (a) corect; (b) greit (difer conexiunile la Q1- de ex. conexiunea de la rezistorul R2 ajunge la colectorul Q1)

Corespondena simbol-capsul (SCM-PCB)

(a) (b)

Corespondena simbol-capsul pentru transfer n programul Orcad

n concluzie, realizarea corespondenei SCM-PCB presupune:1. Nr. pini nr. pastile (paduri)2. Denumirea pinilor identic cu denumirea pastilelor3. Corelarea aranjamentului pinilor cu cel al pastilelor corespondente

Dac pentru anumite componente programul Layout nu gsete numele capsulei (PCB footprint) n biblioteci (fie cmpul nu a fost definit n Capture sau este introdus greit) procesul AutoECO se ntrerupe i pe ecran apare fereastra Link Footprint tocomponent.

n continuare se poate alege una dintre cele trei posibiliti:-Link existing footprint to component- adic alocarea interactiv a unei capsule existente.-Create or modify footprint library crearea sau modificarea bibliotecii de componente.-Defer remaining edits until completion

Dac se alege varianta Link existing footprint to component pe ecran apare o fereastr cu titlul Footprint for {nume part}, locul cmpului {nume part} fiind luat de numele concret al partului, Fereastra este similar browserului grafic utilizat la adugarea de noi componente pe plac. Dac capsula aleas nu corespunde fie ca nume de terminale, fie ca numr, se afieaz i aici o fereastr n care suntem informai de acest lucru, alocarea n aceste condiii fiind imposibil. Rezolvarea acestei situaii se poate face fie prin modificarea part-ului n schema electric, fie prin modificarea bibliotecii de capsule. Opiunea Create or modify footprint library duce la pornirea utilitarului Library Manager i editarea capsulelor. Se utilizeaz n aceast etap de lucru dac tim exact ce capsule noi trebuie create sau ce modificri ale capsulelor trebuie s facem. Cea de-a treia opiune este Defer remaining edits until completion adic amnarea editrii, a alocrii interactive de capsule. n acest fel utilitarul AutoEco ruleaz fr ntreruperi procesnd toate componentele iar mesajele de eroare sunt afiate la final. Dup selectarea acestei opiuni i confirmarea cu OK a mesajului All edits deffered until after AutoECOcompletion, se va afia fiierul de eroare nume_proiect.ERR cu programul Notepad din Windows alturi de fiierul raport (list aciuni executate de AutoECO) nume_proiect.LIS.n final, programul afieaz o fereastr cu mesajul Unable to complete ECO due to errors.

Dup nchiderea ferestrei cu Ok se termin procesul AutoECO i se afieaz fereastra Design a programului Layout, care nu conine nici o component, deoarece procesul de transfer nu a fost n acest caz reuit. n fereastr este vizibil doar tabela de alocare a gurilor (burghielor) numit Drill Chart.