使用總線別名（Bus Alias）實(shí)現(xiàn)信號(hào)線束的功能

“KiCad 中雖然沒(méi)有信號(hào)線束（Signal Harness）對(duì)象，但是通過(guò)總線和總線別名，可以實(shí)現(xiàn)類似信號(hào)線束的功能。”

什么是信號(hào)線束？ 信號(hào)線束是一種電氣設(shè)計(jì)對(duì)象。它是一種抽象連接，可對(duì)不同信號(hào)（包括總線、導(dǎo)線和其他信號(hào)線束）進(jìn)行邏輯分組，以提高靈活性和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。信號(hào)線束允許在項(xiàng)目中創(chuàng)建和操作子電路之間更高級(jí)別的抽象連接，從而提高了設(shè)計(jì)的可讀性和重復(fù)使用的潛力。

在 Altium Designer 中，信號(hào)線束長(zhǎng)這個(gè)樣子：

那在 KiCad 中有沒(méi)有信號(hào)線束的對(duì)象呢？答案是“沒(méi)有”！ 但是！KiCad 有一種特殊的總線，稱為“分組總線”（Group Bus），完全可以實(shí)現(xiàn)類似信號(hào)線束的功能。 我們先摘錄KiCad中總線的使用一文中對(duì)分組總線的介紹： 分組總線是一個(gè)或多個(gè)信號(hào)和/或矢量總線的集合。分組總線可用于將相關(guān)信號(hào)捆綁在一起，即使這些信號(hào)的名稱不同。分組總線使用一種特殊的標(biāo)簽語(yǔ)法：

{signal1 signal2 signal3}

分組的成員列在大括號(hào)（{}）內(nèi)，用空格分隔。在開頭的大括號(hào)前是分組的可選名稱（optional_name）。如果分組總線未命名，PCB 上的網(wǎng)絡(luò)將只是組內(nèi)的信號(hào)名稱。如果分組總線有名稱，生成的網(wǎng)絡(luò)將以名稱作為前綴，并用句號(hào)（.）將前綴與信號(hào)名稱隔開。 例如，總線{SCL SDA}有兩個(gè)信號(hào)成員，在網(wǎng)表中這兩個(gè)信號(hào)就是SCL和SDA。總線USB1{DP DM}將生成名為USB1.DP和USB1.DM的網(wǎng)表。對(duì)于在多個(gè)類似電路中重復(fù)出現(xiàn)的較多的總線設(shè)計(jì)，使用這種方法可以節(jié)省時(shí)間。 分組總線還可以包含矢量總線。例如，總線MEMORY{A[7...0] D[7...0] OE WE}既包含矢量總線，也包含普通信號(hào)，因此在 PCB 上會(huì)產(chǎn)生MEMORY.A7和MEMORY.OE等網(wǎng)。 大家仔細(xì)想一下，這個(gè)不就是信號(hào)線束（Signal Harness）的使用方式嗎？除了總線的名字比較長(zhǎng)，且沒(méi)有具象的圖形表示之外！ 那有沒(méi)有辦法讓分組總線像信號(hào)線束那樣有個(gè)有意義的名字呢？這就需要要到總線別名（Bus Alias）了！

Bus Alias（總線別名）

總線別名是一種快捷方式，可讓您更高效地處理大型分組總線。通過(guò)總線別名，您可以定義分組總線并為其命名一個(gè)簡(jiǎn)短的名稱，然后在整個(gè)原理圖中使用該名稱來(lái)代替完整的分組名稱。

要?jiǎng)?chuàng)建總線別名，請(qǐng)打開 “原理圖設(shè)置” 中的 “總線別名定義” 窗格。

別名可以命名為任何有效的信號(hào)名稱。通過(guò)對(duì)話框，可以向別名中添加信號(hào)或矢量總線。作為快捷方式，您可以鍵入或粘貼以空格分隔的信號(hào)或總線列表，它們都將被添加到別名定義中。在本例中，我們定義了一個(gè)名為 USB 的別名，其成員包括 DP、DM 和 VBUS。 定義別名后，可將別名置于分組總線的大括號(hào)內(nèi)，在分組總線標(biāo)簽中使用：{USB}。這與總線 {DP DM VBUS} 的效果相同。還可以在分組中添加前綴名，如 USB1{USB}，這樣就會(huì)產(chǎn)生 USB1.DP 等網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于復(fù)雜的總線，使用別名可以大大縮短原理圖上的標(biāo)簽。請(qǐng)記住，別名只是一種快捷方式，網(wǎng)表中并不包含別名的名稱。

總線別名保存在創(chuàng)建別名時(shí)打開的原理圖文件中?？偩€別名定義窗口會(huì)在別名列表底部顯示與所選別名相關(guān)的原理圖文件。在給定原理圖頁(yè)中創(chuàng)建的任何別名都可用于同一層次設(shè)計(jì)中的任何其他原理圖頁(yè)。如果分層設(shè)計(jì)中的多個(gè)子原理圖包含名稱相同的總線別名，則這些別名必須具有相同的成員。如果多個(gè)具有相同名稱的總線別名沒(méi)有一致的成員，ERC 將報(bào)告違規(guī)。

導(dǎo)出網(wǎng)表

我們來(lái)看一個(gè)實(shí)際的例子，以Made with KiCad（七十八）：Amulet 運(yùn)動(dòng)控制器 - 機(jī)械狗項(xiàng)目組件中的原理圖為例。

來(lái)看一個(gè)局部：

圖中的 MCU 與 Motor Control 連接時(shí)，使用了大量的總線別名，比如{CURRENT_SENSE}，{PWM_PHASE}，{DRV_SPI}。這些總線別名并不是一個(gè)信號(hào)，而是由一組信號(hào)組成的。

現(xiàn)在打開“原理圖設(shè)置”，點(diǎn)擊“總線別名定義”選項(xiàng)：

這里定義了原理圖中所有的總線別名，以{PWM_PHASE}為例，它其實(shí)是 PWM_PHASEA、PWM_PHASEB、PWM_PHASEC 三個(gè)信號(hào)的集合（快捷方式）。但是在圖形的表現(xiàn)形式上，并不需要那么多網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽，只需要{PWM_PHASE}即可，這樣既能簡(jiǎn)化信號(hào)的連接，名字還可以表達(dá)出特定的功能含義。

我們?cè)倏匆幌伦訄D中是如何連接的：

當(dāng)然我們也可以去掉總線的圖形連接以及總線入口，連接的效果完全相同：

這么看是不是和信號(hào)線束幾乎完全一樣了（除了少一個(gè)藍(lán)色的大括號(hào)和一根比總線更粗的先）？當(dāng)然AD中的信號(hào)線束作為對(duì)象可以進(jìn)行單獨(dú)編輯，而在 KiCad 中只是用別名的方式做了個(gè)簡(jiǎn)單的替代。

無(wú)論如何，使用這種方法可以簡(jiǎn)化圖紙并實(shí)現(xiàn)類似信號(hào)線束的功能。

結(jié)束語(yǔ)

最后，我們把示例項(xiàng)目的根圖完整的展示給大家，大家仔細(xì)看一下，使用分組總線和總線別名，是否基本實(shí)現(xiàn)了信號(hào)線束實(shí)現(xiàn)的功能？

注意：如果想第一時(shí)間收到 KiCad 內(nèi)容推送，請(qǐng)點(diǎn)擊下方的名片，按關(guān)注，再設(shè)為星標(biāo)。

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審核編輯 黃宇