多通道设计理念

Altium Designer 引入了一种支持通道嵌套的强大的多通道设计系统。
许 多设计中都包含了重复的电路。比如，一块板可能将相同部分复制32次，或者包含4个模块，每个模块都包含相同的8个子通道。工程师们长期忍受着“扁平”设 计原理图所带来的困难，以便与PCB布局完全关联。复制-粘贴原理图部分相对容易，但之后对原理图的更正或更新工作将迅速升级为一项沉重的负担。 Altium Designer 提供了真正的多通道设计，它能帮助您在项目中重复引用单个图表，需要更新时仅需更改一次即可——作出更改后再重新编译该项目，这些变更将会通过各实例进行 传播。Altium Designer不仅支持多通道，还允许它们被嵌套。
可 以参考图1所示的16键键盘的原理图。

Altium Designer 的原理图编辑器可在短短的几分钟内绘制和连接。但是，假如想要采用不同的按钮符号，该如何修改设计？ 如果想要为每个元件各增加一个参数，该怎么添加？ 又或者当您想将设计范围从4X4扩展至10X20时，又该怎么扩展？
即 使采用了群组编辑工具，这些任务依然冗长乏味且易于出错。假设仅通过1个电阻和1个开关这两种各有其独立原理图表的元器件来展示整个电路，如图3中的图表 符号所示，同一图表符中出现的重复语句会指示 Altium Designer 的编译器从单个图表中创建虚拟模拟程序（通道）。电阻图表可4次参考同一个开关图表来创建1个行，然后一个顶层图表可4次参考该电阻图表来创建4个行。多 条通道由此嵌套进多条通道，相应的连通性矩阵也依此建立。
现 在，工程师的任务就轻松多了。在本设计中，对开关元件或电阻属性进行的修改仅需一次即可，不必再重复。只需修改图表符号中的重复语句，就能实现任何通道数 目的扩展。
要 想进一步了解对多通道设计，首先应当认识 Altium Designer 为这些项目建立连通性的方式。

多通道连通性

与 其他多图表设计项目不同，就网络标识符作用范围而言，除了使用层次化（图表符号<->端口）方法外别无选择。在 Project选项中可以使用 Automatic 设置，前提是用户必须了解将信号传送给某个重复图表的唯一方式就是从上层父图表的图表入口下传至子图表上的匹配端口。不同于端口或网络标签，图表入口已被 设计用于处理通过Repeat语句创建的通道实例，因此才会产生这种限制。

在 多通道设计中图表对图表连通性有两种：所有通道共享的网络和各通道专有的网络。在之前列举的键盘示例中已演示了这两种类型。各行重复的开关元件都分别有一 个引脚直接连接到同一电阻。这就形成了一个公用网络，即，各通道中的相同节点与上层父图表上的某单个节点关联，并因此彼此一一对应。该网络示意图如图2所 示。
在 Altium Designer 的多通道设计中，这是最简单的网络布线方法。这种方法直观的将通道图表上所列的端口名称与上述图表入口名称进行了匹配。
但 是，开关元件上的另一节点在开关元件层面上并不是公用的。各开关元件通过各自专有的网络连接到各行的相应开关元件上。如需在某行中通过每一个开关元件向上 建立唯一连接，则图表入口中应当包含一条重复语句。 图3 演示了两种网络连通性。

图 表符的元器件标号字段中的重复关键词含三个参数，分别是SheetSymbolDesignator, FirstInstance 和 LastInstance。有一点需要特别强调，FirstInstance这项参数必须是大于或等于1的索引值。举例而言，Repeat(Row, 1,4)

注 意这两个图表入口之间的差异。第一个（Res）能完全匹配其相应端口的名称，另一个（Col）对其相应端口的名称套用重复命令。这种语法表示在总线Col [1..4]中有4个网络，其中每一个总线网络均与所有开关元件图表（4个）相连。
如 图3所示，先后通过被标记的导线和总线就能从4张重复图表中提取4个独立网络。如有必要，此时可将信号自由连接至单独的节点上，或（如本例）通过端口将信 号进一步发送至上层电路。

一 旦根据Altium Designer的连通性结构建立了多通道项目，您可转而关注通道及其元器件名称的分配方式。

通道名称

通 道均为虚拟图表，所以Altium Designer同步器将会仿照对待其他图表的方式，为各通道创建一个room。但在此之前，编译器必须为各通道及其组件分别生成其唯一的名称。这些名称 通过Project Options对话框中的多通道标签页设置，其中的交互图显示出了使用嵌套通道时，不同的选择对元器件和room名称的影响。
您 大体上可作出两种选择。第一种：是否对room和元器件使用平面化或层次化的命名规则。（这里的“层次”指通道的层次结构，仅当设计中包含嵌套通道时使 用。） 第二种：是否使用以数字或字母表示的实例索引。（实际上，一个选项允许同时选用两种方式，但只有为嵌套通道命名时这一点才趋于明显。）
为 元器件标号指定的格式中可包含由您设定的通道/room的名称，但这并非必须。一般而言，采用的标号格式应该包括用于参考元器件和通道的前缀和后缀。七个 保留关键词中的两个会自动执行此操作： $Component和$RoomName。
$Component 是$ComponentPrefix、$ComponentIndex的串联形式。举例而言，指定元器件的U3A由前缀（U）和索引（3A）构成。同样 的，$RoomName也是某通道的前缀和后缀的串联形式，但它的具体形式将由设计和为room选择的命名格式决定。如设计中不包含嵌套通道，则命名格式 的分层部分可不做考虑。同时，采用该格式的命名中仅用数字或字母表示的部分会修改$RoomName对通道的描述。但是，当设计中包含嵌套通道并且使用了 分层room命名格式时，$RoomName不能被$ChannelPrefix、$ChannelAlpha 或 $ChannelIndex简单替代。这是由于它以通道在设计中的重复语句里使用的名称为基础，构建了特殊的多级前缀。

假 设在键盘项目中选定了Room命名风格的按数字命名路径，为层级分隔符选定一个逗号，并且对于标号格式仅写入$RoomName。对设计进行编译后，这 16个实例化按钮将按图5方式被标注。
如 果换用按字母顺序命名路径，元器件标号可能是行A，PBA；行A，PBB等格式。如果选择混合式命名路径，上述标号可能为行A，PB1；行A，PB2等格 式。但是，假如已经选择了一个扁平化命名，则会忽略行通道参考，而标号将在PB1和PB16，或PBA和PBP之间（数字或字母表示）变化。当然，在 Designator Format字段中针对元器件本身的参考并不常见，这仅适用于每个通道只包含一个元器件的情况。

在PCB上显示标号

在 多通道设计中难以定位标号字符串，因为它们的长度可能十分惊人。除了选择生成较短名称的命名风格，还可以设置仅显示原始的逻辑元器件名称。比如 C30_CIN1可以显示为C30。当然，这必然要求在该板中增加标记以便标识各个独立通道，比如在元器件丝印层上在各个通道周围绘制方框。
您 可以在选项板对话框（Design »Board Options）中选择在PCB上显示逻辑标号或物理标号。如选择在多通道设计中显示元器件的逻辑标号，这些标号将在PCB和 由此产生的任何输出文件中显示，如打印文档和Gerber文档。而各元器件唯一的物理标号一般用于生成物料清单。

参数化的多通道设计

某 些多通道设计内含重复电路，但又要求特定的元器件在各通道中有不同取值。这种功能被称为参数化多通道设计，在Altium Designer可以实现该功能。
参 数化元器件如此定义：将其值声明为上层父图表符的一个参数，之后在通道原理图的目标元件的元件参数中引用该图标符参数，如图6所示。

注 意：这意味着您不能通过带重复语句的单个图表符来定义多通道结构，而是必须为通道中的各个实例分别放置图表符（其中，所有这类图表符都引用相同的通道原理 图表）。之后，在这些图表符中分别指定参数化元器件的定义。

PCB中的Room

多 通道设计不仅服务于原理图工程师，还为更多人带来了便利。对PCB工程师而言，多通道设计带来的好处不仅仅是将各通道元器件进行初步分组，并生成沿板框显 示的Room。基于room的新型有效工具在多通道设计布局中更是大受欢迎。
Altium Designer的Situs自动布线器拥有单room设置，它能利用该设置对某一room内包含的所有连接进行布线。相对而言，也可通过一个room选 项使用工具取消布线。各通道中的相应元器件均被分配了相同的Channel Offset值，这意味着它们可以作为目标进行选择和群组编辑。
然 而，更令人印象深刻的是它可以复制一个room格式到另一个room的能力。该能力允许您更改某room内元器件的放置，然后将更改后的room格式复制 到其他room中。如果源room和目标room属于同一通道组（即它们从同一个原理图链中复制而来），则这一更新会立刻扩展至该组所有的room。复制 的信息既可限定为room的尺寸和形状，也可以扩展至封装布局甚至布线。通过附加控件可以对该room中之前存在的布线进行取舍。
PCB 编辑器中还增加了许多其他工具，从而使板级工程师能充分利用多通道设计。比如，当通过Design » Rooms 路径下的子 菜单选用移动命令时，按下L键可以翻转任何正在移动的对象到相反的板层，而整个room，包括其相对位置和布线在移动后都保持不变。
多 通道设计对板工程师和原理图工程师有着相同的巨大优势： 您不再需要将大量时间浪费在重做同一件事上。

更多信息

要 想了解更多关于多通道和嵌套式多通道设计的优点，请参考安装目录\Examples\Reference Designs\ folder 路径下的项目示例，包括：

• LedMatrixDisplay
• Multi-Channel Mixer
• Peak Detector
• PortSwitcher