Design Reuse v návrhu desky

Design Reuse (někdy také Physical Design Reuse) je velmi užitečná funkce v návrhových systémech DPS. Podívejme se blíže, jak pracuje a k čemu ji lze použít např. v programu PADS.

Design Reuse umožňuje uložit vybranou část navržené desky a opakovaně ji znovu použít na této nebo úplně jiné desce. Podmínkou ale je, aby na desce, do které se uložený obvod vkládá, byly k dispozici stejné součástky se stejným vzájemným propojením, ale zatím bez položených plošných spojů. Nejedná se tedy o nějaké jednoduché kopírování vybrané části desky, ale o inteligentní proces. Design Reuse je výhodný např. při práci na desce, kde se určité rozložení součástek a jejich plošných spojů opakuje, např. u dvou a vícekanálových obvodů. Jinou možnou aplikací je přenos osvědčeného rozmístění součástek a jejich plošných spojů do jiné desky, která používá stejný obvod. Takto lze například převést z jedné desky do druhé pracně sestavený a odzkoušený obvod spínaného napájecího zdroje.

Postup je dále vysvětlen na jednoduchém příkladu malé desky, kde jsou dva identické obvody se stejnými součástkami i spoji.

Obr. 1 Částečně nebo úplně navržená deska

V navržené desce se nejdříve vybere potřebná část desky, která zahrnuje součástky a jejich plošné spoje buď tažením okna anebo postupným výběrem jednotlivých elementů. Z výběru lze i dodatečně vyloučit nepotřebné části nebo naopak některé ještě přidat. Na obrázku 1 to je pravý horní roh, zahrnující IO, tranzistor a odpor. Tento obvod se vybral již v částečně navržené desce, protože se jeho rozmístění a propojení plošnými spoji použije na té samé desce ještě jednou na obvodu, který je zatím mimo obrys desky.

Obr. 2 Uložená část desky

Vybraná část (obr. 2) se uloží jako blok pod určitým názvem do předdefinovaného adresáře. Při ukládání si program zapíše typy součástek, jejich pouzdra a netlist vybraného obvodu, kde jsou zapsány nejen spoje uvnitř vybrané části, ale i spoje navazující na nevybrané součástky na původní desce.

Povelem pro vyvolání uložené části desky ze seznamu uložených vyberte požadovaný blok. Program si zkontroluje, zda v navrhované desce je ještě nezapojený obvod, který zahrnuje stejné součástky a se stejným propojením jako má uložený blok. Značení součástek může být přitom jiné, protože to tak obvykle bývá, např. při opakovaném vkládání uložené části do téže desky.

Obr. 3 Nahrazení součástek uloženým blokem

Pokud program najde v navrhované desce stejný nezapojený obvod, potom nahradí její součástky uloženým blokem, který již zahrnuje jejich vzájemné rozmístění i propojení plošnými spoji. Tento blok je i nadále napojen na zbývající část navrhované desky pomocí vzdušných spojů (obr. 3).

Obr. 4 Uložení vloženého bloku do desky

Vložený blok se chová jako jeden kompaktní celek, který je možno velmi snadno pouhým tažením přemístit do potřebné polohy (obr. 4).

Obr. 5 Plošné spoje části desky pro uložení

Tento postup lze opakovat, to znamená, že do navrhované desky lze uložený blok vkládat vícekrát, pokud je splněna podmínka nalezení stejného, dosud nezapojeného obvodu. V případě, že program nenajde na navrhované desce odpovídající, nezapojený obvod, potom se proces vkládání bloku zruší. Přenesený blok lze po vložení do navrhované desky rozbít na jednotlivé entity, se kterými pak lze dále libovolně pracovat. To umožňuje dodatečnou modifikaci rozmístění součástek i jejich plošných spojů. Ne‑ní podmínkou, aby uložený blok obsahoval součástky i s plošnými spoji. Uložit lze i pouhé rozmístění součástek bez spojů nebo naopak pouze vybrané plošné spoje, jak je ukázáno na následujícím příkladu.

Obr. 6 Uložené plošné spoje

V zapojení desky (obr. 5) je několik součástek, které jsou propojeny stejným způsobem. Již položené plošné spoje lze vybrat a pomocí funkce Design Reuse uložit jako blok pro budoucí použití.

Obr. 7 Vložení bloku plošných spojů

Takto uložený blok plošných spojů (obr. 6) sice obsahuje informaci, odkud a kam spoj vede a co vlastně propojuje, ale hlavně má uloženy údaje o geometrii plošných spojů. Uložený blok se přivolá a vloží do desky tam, kde je potřeba spoje přidat (obr. 7). Když program zjistí, že se mezi dva vývody, které mají být navzájem propojené, vložil plošný spoj, odstraní vzdušný spoj, který do té doby indikoval propojení vývodů. Tento postup lze podle potřeby opakovat (obr. 8). Zde je třeba mít na paměti, že program nekontroluje správnost položení bloku plošných spojů. Opět platí, že vložený blok je jedna entita, kterou lze rozbít na základní elementy pro potřebné modifikace.

Obr. 8 Položené plošné spoje