Maga az elektronikai tervezés egy összetett folyamat, sok lépcsőből áll. A tervezés során az ötlet, a kapcsolási megoldások, az alkatrészek beszerezhetősége, az alkalmazható technológiák mind-mind szoros összhangban állnak egymással és hatással lesznek a termékünk sikerére. Amíg ezen az úton végigmegyünk, annak csupán egyik állomása lesz a NYÁK rajzolat tervezése. Mondhatnánk, hogy ez csak egy részfeladat, de azért arról sem felejtkezzünk el, hogy ez a feladat is szaktudást igényel és meglehetősen fontos része a termékfejlesztés folyamatának. Az alábbiakban egy példát mutatok be arra, mi ezt hogyan csináljuk. A cél a folyamat ismertetése, paneltervezési módszerek, tippek, trükkök, praktikák átadása. Adott esetben az általam bemutatottól teljesen eltérő úton is lehet haladni, a célom nem az, hogy konkrét, mindenre érvényes receptet adjak (ilyen valószínűleg nincs is) hanem hogy egy lehetséges módszert ismertessek.
Ebben a példában akkor kezdődik a rajzolat tervezése, amikor az elvi kapcsolási rajz már nagyrészt elkészült, ki lettek választva az alkatrészek, be vannak állítva a tokozások, valamint legalább valami elképzelésünk már van arról, mekkora legyen a tervezendő panel és körülbelül milyen alakú. A munkánk több iterációban fog zajlani. Mivel a tervezés kezdeti stádiumában még nem lehet tudni a panelünk várható pontos méretét, ezért először készíteni fogunk egy úgynevezett előzetes felpakolást. Az elvi kapcsolási rajz tervezőből áthozzuk az alkatrészeket a panelre. A tervezőrendszer ekkor egy DRC-t fog készíteni. A PCB Design Rule Check egy olyan ellenőrzés, amikor az előzetesen felállított szabályrendszer szerint elvégez a tervezőszoftver egy ellenőrzést és kilistázza a lehetséges hibákat. Ilyen például az, ha valamelyik alkatrésznek még nem adtuk meg milyen a tokozáss (tokozási információk nélkül nem tudja a rendszer a panelre helyezni a kért alkatrészt, ez ki fog maradni).
Miután megjelennek a panelen az alkatrészek, az a feladatunk, hogy elrendezzük öket. Azt szokták mondani, hogy egy jó házat csak jó alapra lehet építeni. Ez pontosan igaz a paneltervezésnél is. Itt az alapozás az alkatrészek felhelyezése. Jelöljünk ki egy pontot origónak. Ez olyan pont legyen, ahonnan ha elhozzuk a koordinátarendszer referenciapontját, akkor is bármikor könnyen vissza tudjuk tenni pontosan oda. Érdemes erre a pontra valamit letenni, pl egy furatot, hogy könnyű legyen bármikor ráállni az egérmutatóval. Használjunk grid-et. A rajzolást segítő osztás nem csak azért hasznos, hogy szépen esztétikusan egy sorba tudjuk rakni az alkatrészeket, de később a vezetősávok rajzolásakor is hasznos lesz, ha már eleve megfelelő osztásra tettük fel az alkatrészeinket.
A jelenleg még ömlesztetten megérkezett alkatrészeket rendezzük kupacokba aszerint ki melyik területhez tartozik. Egyik kupacban vannak a tápegység alkatrészei, másikban az ECG AFE chip és a hozzá tartozó alkatrészek, külön kupacot kap a mikroprocesszor és a környezete és így tovább. Amikor a “kupacolással” megvagyunk, akkor rendezzük el az alkatrészeket nagyjából a kupacokon belül. Így már látni fogjuk egy-egy funkciónak kb mekkora helyre lesz szüksége. Amikor a kupacon belül huzalozunk, akkor már legyünk tekintettel arra, hogy az alkatrészeket úgy helyezzük egymás mellé, hogy mindenki azon az oldalon legyen (és úgy forgatva), hogy a lehető legrövidebb úton lehessen majd a hozzá csatlakozó alkatrészekkel összekötni a lábait.
Ezen a ponton különös tekintettel kell lennünk az érzékenyebb, vagy más okból kiemelt áramköri elemekre. Ilyenek pédául a nagy érzékenységű bemenetek, vagy azok a helyek, ahol tudjuk hogy fontos, hogy alacsony zajzszintet tudjunk majd tartani. Fontosak az oszcillátorok, kvarc kristályok, nagysebességű jelekkel dolgozó alkatrészek (pl USB), a kommunikációs vonalak. Kiemelkedően fontos továbbá a kapcsolóüzemű tápegységek a nagy impulzusú jeleinek a kordában tartása amellett, hogy a viszonylag közel található visszacsatoló láb jelének (feedback) a tisztaságára tudjunk ügyelni.
Miután elrendeztük minden alkatrészcsoport (kupac) belsejét, ezeket egymás mellé mozgatjuk és megpróbáljuk úgy összeforgatni őket mint a puzzle elemeit, hogy a leginkább kedvező helyzetet tudjuk a tervezendő áramköri lapunkon előkészíteni. A blog következő részében már a huzalozással fogunk foglalkozni, bemutatom, hogyan lehet egyszerűen és hatékonyan bekötni akár nagy bonyolultságú paneleket is. Az ebben a cikkben ismertetett alkatrész elhelyezési módszerek alkalmazása a NYÁK tervezés során elkerülhetetlenül fontos a megfelelő minőségű PCB design eléréséhez.
