PCB 設(shè)計(jì)很少討論設(shè)計(jì)功能塊或連接具有不同功能的模塊。通?？梢栽诓豢紤] PCB 布局如何影響電路板中多個(gè)功能塊之間的操作和交互的情況下設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。對(duì)于更復(fù)雜的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，您需要考慮的不僅僅是電路板的高級(jí)概述。

模塊化 PCB 設(shè)計(jì)是在為各種應(yīng)用設(shè)計(jì) PCB 時(shí)隱含使用的一種設(shè)計(jì)方法。嵌入式系統(tǒng)、多板系統(tǒng)、混合信號(hào)系統(tǒng)和其他具有不同功能的板都可以從這種設(shè)計(jì)方法中受益。新設(shè)計(jì)師最好學(xué)習(xí)任何有關(guān)模塊化 PCB 設(shè)計(jì)的知識(shí)。

當(dāng)您第一次涉足模塊化 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，您會(huì)很快發(fā)現(xiàn)您的設(shè)計(jì)工具可能無(wú)法跟上進(jìn)度，因?yàn)槿狈y(tǒng)一性、跨設(shè)計(jì)工具的數(shù)據(jù)格式不一致以及在不同環(huán)境中不必要地重復(fù)基本設(shè)計(jì)步驟工具。設(shè)計(jì)軟件終于趕上了模塊化設(shè)計(jì)的需求，PCB 設(shè)計(jì)人員終于可以訪問專門適用于模塊化 PCB 設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)平臺(tái)包。

過去，PCB 設(shè)計(jì)單獨(dú)處理整個(gè)電子系統(tǒng)的每個(gè)部分。除了設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建最復(fù)雜的電路板外，很少考慮系統(tǒng)不同部分之間的鏈接。一些示例包括計(jì)算機(jī)架構(gòu)和外圍設(shè)備、用于軍事和航空航天的嵌入式系統(tǒng)以及其他復(fù)雜的多板系統(tǒng)。

現(xiàn)在，市場(chǎng)各個(gè)領(lǐng)域的電子產(chǎn)品都變得更加智能和互聯(lián)，消費(fèi)者對(duì)電子產(chǎn)品的功能要求更高。PCB 設(shè)計(jì)人員需要以新的方式思考，以便將所有這些功能集成到單個(gè)設(shè)備中。模塊化 PCB 設(shè)計(jì)是一種采用分層視圖的電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，無(wú)論是剛?cè)峤Y(jié)合、多板、混合信號(hào)還是其他系統(tǒng)。

以一致、統(tǒng)一的界面和單一數(shù)據(jù)模型運(yùn)行的設(shè)計(jì)軟件具有獨(dú)特的適用于模塊化 PCB 設(shè)計(jì)的能力。這使您可以為您的系統(tǒng)定義嚴(yán)格的層次結(jié)構(gòu)，并在您的下一個(gè)設(shè)備中快速實(shí)現(xiàn)它。考慮到這一點(diǎn)，讓我們看一下模塊化 PCB 設(shè)計(jì)過程以及如何采用分層方法來設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)。

考慮模塊化設(shè)計(jì)需要根據(jù)其單獨(dú)的功能來查看您的設(shè)備。當(dāng)您從設(shè)備的功能框圖開始時(shí)，這是迄今為止最簡(jiǎn)單的。您希望從一個(gè)高級(jí)視圖開始，了解設(shè)備的不同部分如何協(xié)同工作以產(chǎn)生您需要的關(guān)鍵功能。您需要在功能框圖中考慮輸入和所需的輸出。

如果您的設(shè)備將包含一些中央處理，您需要將其視為整體設(shè)計(jì)過程的一部分。這不僅僅是創(chuàng)建一個(gè)框圖；如果您不及早考慮這一點(diǎn)，您可能需要稍后在開始布置電路板時(shí)對(duì)您的設(shè)計(jì)進(jìn)行更改。許多設(shè)計(jì)人員會(huì)立即開始圍繞某個(gè)中心組件布置他們的電路板，而不考慮系統(tǒng)中功能塊之間的關(guān)系。

一旦您準(zhǔn)備好深入了解您的電路板功能，您可能需要?jiǎng)?chuàng)建更精細(xì)的框圖來顯示您的設(shè)備每個(gè)部分的功能。換句話說，您希望采用分層方法來設(shè)計(jì)電路板的主要功能。

創(chuàng)建原理圖是將電路板從餐巾紙背面取出并放入設(shè)計(jì)軟件的第一步。在模塊化設(shè)計(jì)方面，當(dāng)您設(shè)計(jì)框圖中每個(gè)功能塊內(nèi)的組件之間的連接時(shí)，您可以在原理圖設(shè)計(jì)方面取得領(lǐng)先。這為您設(shè)計(jì)每個(gè) PCB 原理圖提供了一個(gè)良好的開端，并在您開始設(shè)計(jì)每個(gè)電路后為您提供有用的參考。

可以使用專為印刷電路設(shè)計(jì)量身定制的分層原理圖編輯器將原理圖鏈接在一起。這允許您定義多個(gè)原理圖之間的父子關(guān)系。這也有助于您在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中保持井井有條，并讓您一次只專注于設(shè)計(jì)的一部分。然后，您可以在更高級(jí)別的父原理圖中將多個(gè)原理圖鏈接在一起，類似于您在功能框圖中的方式。

用于印刷電路布局的分層多板設(shè)計(jì)

在許多系統(tǒng)中，您將重復(fù)使用設(shè)計(jì)的某些部分，并且沒有理由在不同的原理圖中不斷地重新設(shè)計(jì)電路板的某些部分。這就是多通道設(shè)計(jì)變得至關(guān)重要的地方。這種設(shè)計(jì)方法允許您在不同的原理圖中輕松地重用您的設(shè)計(jì)部分。您不必在原理圖中多次重新添加和重新排列相同的組件。

一旦您定義了原理圖之間的父子關(guān)系并將您的功能框圖完全轉(zhuǎn)換為一組分層原理圖，就該過渡到 PCB 布局階段了。您需要使用原理圖捕獲工具將原理圖捕獲為新板上的初始布局。一旦您在初始板上捕獲了組件和連接，就可以開始安排和路由組件了。

如果您正在創(chuàng)建一個(gè)多板系統(tǒng)，這個(gè)設(shè)計(jì)過程自然適用于多板設(shè)計(jì)。每個(gè)功能塊或多個(gè)功能塊可以集成到不同的電路板中，使每個(gè)電路板的原理圖捕獲更加容易。

• 當(dāng)您的原理圖幫助您彼此保持同步以及與您的 PCB 布局保持同步時(shí)，模塊化 PCB 設(shè)計(jì)過程會(huì)容易得多。分層原理圖可幫助您在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中保持獨(dú)特的組織。了解分層原理圖如何幫助您保持同步。

• 具有一套統(tǒng)一工具的正確設(shè)計(jì)軟件將幫助您使您的流程適應(yīng)模塊化 PCB 設(shè)計(jì)。 了解有關(guān)模塊化 PCB 設(shè)計(jì)流程的更多信息。

• 正確的 PCB 設(shè)計(jì)軟件自然會(huì)使用單個(gè)數(shù)據(jù)模型集成您的原理圖數(shù)據(jù)、布局和組件信息。這自然有助于模塊化 PCB 設(shè)計(jì)過程。 了解集成原理圖、布局和數(shù)據(jù)庫(kù)如何幫助模塊化設(shè)計(jì)。

原理圖設(shè)計(jì)作為模塊化 PCB 設(shè)計(jì)過程的一部分

一旦您將原理圖捕獲為初始布局，就該開始在電路板周圍布置組件了。正確的原理圖捕獲工具將維護(hù)您在原理圖中定義的組織，并將顯示組件之間的連接作為原理圖的一部分。

在多板系統(tǒng)的情況下，某些板需要具有分離到板的不同部分或字面上不同板上的功能。例如，混合信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使數(shù)字和模擬部分形成各自的功能塊，并且每個(gè)塊都需要在電路板中分成自己的區(qū)域以保持信號(hào)完整性。

一旦添加了更多功能，例如用于無(wú)線通信的 Wi-Fi 模塊，它也應(yīng)該位于自己的功能塊中，甚至可能需要自己的原理圖。您需要將每種類型的功能分配給電路板自己的區(qū)域，以保持信號(hào)完整性并確保您的設(shè)備按預(yù)期運(yùn)行。

例如，在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，多板系統(tǒng)將重要功能分成不同的模塊，以便在滿足特定行業(yè)設(shè)計(jì)和功能標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)提供不同的功能。這只是模塊化設(shè)計(jì)方法必不可少的一個(gè)領(lǐng)域。

用于模塊化設(shè)計(jì)的 PCB 設(shè)計(jì)軟件需要許多其他設(shè)計(jì)平臺(tái)根本無(wú)法提供的功能。您的模塊化設(shè)計(jì)軟件需要包含分層的多通道原理圖編輯工具，以將系統(tǒng)的關(guān)鍵特性分成功能塊。當(dāng)您的設(shè)計(jì)軟件在原理圖編輯器旁邊包含原理圖捕獲工具時(shí)，您將以最高的生產(chǎn)力運(yùn)行。

元件管理是模塊化PCB設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要部分。使用多通道設(shè)計(jì)時(shí)，您將在整個(gè)電路板的不同位置重復(fù)使用大量組件。這意味著您將需要一個(gè)組件庫(kù)，該組件庫(kù)使用統(tǒng)一的組件數(shù)據(jù)模型與您的所有設(shè)計(jì)功能集成。

將這些功能集成到單個(gè)界面中，您可以輕松生成初始布局并開始在整個(gè)系統(tǒng)中布置組件。您的布局編輯器還應(yīng)該允許您在布局中將組件分組，以便根據(jù)需要輕松重新排列系統(tǒng)中的組件。這有助于您在進(jìn)行制造之前保持井井有條并糾正布局錯(cuò)誤。

• 模塊化設(shè)計(jì)是一種自然的多板設(shè)計(jì)方法。將功能分離到不同的板上是確保系統(tǒng)保持井井有條并按預(yù)期工作的自然方式。與 PCB 專家 Ben Jordan 一起了解有關(guān)多板設(shè)計(jì)的更多信息。

• 當(dāng)您使用模塊化 PCB 設(shè)計(jì)軟件時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的模塊化硬件可以輕松集成到復(fù)雜的多板系統(tǒng)中。 了解有關(guān)使用模塊化物聯(lián)網(wǎng)模塊的更多信息。

• 任何制造商都需要為您的電路板提供完整的文檔包。使用集成設(shè)計(jì)軟件使模塊化 PCB 設(shè)計(jì)變得更加容易，并允許您快速為制造商生成文檔。了解有關(guān)為制造商創(chuàng)建文檔的更多信息。

與您在 Altium Designer 中的原理圖編輯器集成的組件制造商搜索工具

有許多應(yīng)用程序可以激發(fā)您的下一個(gè)設(shè)計(jì)，并將受益于模塊化設(shè)計(jì)方法。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)期使用模塊化設(shè)計(jì)方法的一個(gè)領(lǐng)域，盡管在整個(gè)行業(yè)的不同公司中都有。隨著更多消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品（包括復(fù)雜功能和提供連接性）的出現(xiàn)，采用模塊化方法和正確的設(shè)計(jì)軟件將幫助您成功設(shè)計(jì)這些應(yīng)用程序。

可穿戴醫(yī)療設(shè)備、智能手機(jī)、娛樂系統(tǒng)、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)汽車等產(chǎn)品都是自然應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法的嵌入式系統(tǒng)。這些領(lǐng)域的許多設(shè)備實(shí)際上是多板系統(tǒng)，需要復(fù)雜的設(shè)計(jì)工具來幫助您創(chuàng)建功能設(shè)計(jì)并準(zhǔn)備交付給您的 PCB 制造商。

雖然模塊化設(shè)計(jì)軟件包含廣泛的功能，但它不需要使模塊化設(shè)計(jì)過程變得復(fù)雜。當(dāng)這些工具集成到單個(gè)程序中時(shí)，模塊化設(shè)計(jì)過程將變得更加容易并且可以快速進(jìn)行。您的設(shè)計(jì)軟件不應(yīng)像其他 PCB 設(shè)計(jì)軟件公司那樣將工具分成單獨(dú)的程序，而應(yīng)包含使用任何設(shè)計(jì)方法（包括模塊化設(shè)計(jì)）創(chuàng)建綜合系統(tǒng)所需的工具。

在一個(gè)統(tǒng)一了您的設(shè)計(jì)功能的環(huán)境中工作，您可以訪問的不僅僅是復(fù)雜的原理圖和布局編輯工具。Altium Designer 中的集成設(shè)計(jì)環(huán)境使用單個(gè)規(guī)則驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)引擎和單個(gè)數(shù)據(jù)模型來運(yùn)行您的組件和電路板。這允許模擬器、數(shù)據(jù)管理和文檔工具等功能在您準(zhǔn)備制造時(shí)立即訪問您的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

仿真是模塊化設(shè)計(jì)的重要組成部分，因?yàn)槟枰?yàn)證配電網(wǎng)絡(luò)、串?dāng)_和 EMI 抑制的重要方面。使用集成設(shè)計(jì)平臺(tái)可以讓您的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接傳遞到您的仿真工具。您不必將設(shè)計(jì)導(dǎo)出到另一個(gè)程序。這還允許您將模擬限制在系統(tǒng)內(nèi)的特定功能塊上。

使用規(guī)則驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)可確保您的設(shè)計(jì)功能會(huì)根據(jù)您的設(shè)計(jì)規(guī)則立即檢查您的原理圖和布局選擇。作為模塊化設(shè)計(jì)的一部分，您需要確保設(shè)計(jì)中的每個(gè)功能塊都能按預(yù)期運(yùn)行，并且滿足基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

Altium Designer 中的交互式設(shè)計(jì)規(guī)則檢查

Altium Designer 是唯一一款將所有這些功能以及更多功能集成到由規(guī)則驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)引擎管理的單一、統(tǒng)一的設(shè)計(jì)環(huán)境中的設(shè)計(jì)軟件。這可確保您的工具自然地適應(yīng)模塊化 PCB 設(shè)計(jì)，并將這些工具集成到單個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境中。您將擁有使用 Altium Designer 設(shè)計(jì)任何應(yīng)用程序所需的能力。

• Altium Designer 中的多通道、分層原理圖編輯工具是模塊化 PCB 設(shè)計(jì)的自然選擇。這些功能使您無(wú)需切換到單獨(dú)的程序即可快速捕獲原理圖。 了解有關(guān) Altium Designer 中分層、多通道原理圖設(shè)計(jì)的更多信息。

• 作為模塊化設(shè)計(jì)的一部分，規(guī)則驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)引擎會(huì)檢查您的原理圖的所有方面。這還允許您的設(shè)計(jì)功能以單一數(shù)據(jù)格式自然地相互通信。 了解有關(guān) Altium Designer 中模塊化設(shè)計(jì)規(guī)則檢查的更多信息。

• 當(dāng)需要將您的電路板送去生產(chǎn)時(shí)，Altium Designer 中的設(shè)計(jì)工具可以輕松地與您的文檔和采購(gòu)功能集成。您可以快速生成所需的文檔和電路板的材料清單。 了解有關(guān) Altium Designer 中物料清單管理的更多信息。

模塊化 PCB 設(shè)計(jì)需要以新的方式可視化您的設(shè)計(jì)，并且您的 PCB 設(shè)計(jì)軟件需要跟上新的設(shè)計(jì)方法。Altium Designer 是唯一適用于任何設(shè)計(jì)技術(shù)和應(yīng)用的軟件包。一旦您使用 Altium Designer，它將是您最后需要的 PCB 設(shè)計(jì)軟件包，您將擁有保持在新技術(shù)前沿所需的工具。

使用 Altium Designer 中的集成設(shè)計(jì)界面進(jìn)行模塊化 PCB 設(shè)計(jì)可能看起來令人生畏，但 Altium 提供了大量資源來幫助您取得成功。通過即時(shí)訪問由行業(yè)專家提供的 AltiumLive 論壇、播客和網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)、設(shè)計(jì)教程和廣泛的知識(shí)庫(kù)，您可以放心，您擁有任何設(shè)計(jì)所需的工具。沒有其他 PCB 設(shè)計(jì)軟件公司可以讓您訪問這么多資源。

只有 Altium Designer 將您需要的所有設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證和文檔工具放入具有一致界面的單個(gè)程序中。與其在其他設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)中使用過時(shí)的工作流程，不如嘗試在唯一適用于任何設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)環(huán)境中工作。當(dāng)您使用 Altium Designer 時(shí)，您可以站在模塊化 PCB 設(shè)計(jì)的最前沿。