转换为PCB布局的逻辑系统设计

直到我开始从事大型软件项目时，我才意识到不同类型的图对逻辑系统设计的重要性。无论是硬件还是软件，设计人员和工程师都需要一种方法来轻松查看数据如何在系统中流动以及如何进行操作。

逻辑系统设计中使用了三种主要的图表类型，而系统的正确选择取决于许多因素。具有多个数据结构和流程的复杂系统很可能会同时使用这三种方法，因此对于系统设计人员来说，了解他们可以交流的信息非常重要。

物理与逻辑系统设计

电子设计，特别是数字电子设计，需要将设计任务分为两类：物理设计和逻辑设计。这些类别中的每一个通常由不同的设计团队承担：机械工程师和PCB设计师将监督新产品的物理设计任务，而电子工程师则倾向于解决系统的逻辑部分。

物理系统设计中涉及的任务是显而易见的。您的PCB布局和机械封装是物理系统设计的两个主要部分。随着更新的PCB变得越来越复杂，设计人员需要做的不仅仅是将板上的点连接起来。较新的设备，尤其是消费类电子产品，具有更时尚，更紧凑的封装，从而在PCB上施加了更严格的机械约束，并激发了新的设计技术。一些示例包括刚挠式或挠性PCB，这在设计过程中需要进行认真的机械分析。

逻辑系统设计更加抽象。此任务通常先于物理系统设计，并且需要可视化整个系统的输入，输出和数据流。当大多数产品设计师将他们对新设备的想法写在纸上时，他们很可能会创建箱形图或流程图，以显示数据如何在系统中移动而无需绘制原理图。

逻辑系统设计的目标是创建一个初始概念，以显示数据如何在系统中移动并在整个过程中被系统的不同部分操纵。有多种方法可以表示这种情况，尽管最好的方法是为系统创建许多不同类型的框图之一。这使您可以专注于通过系统的数据流，从而可以在不创建整个原理图的情况下实现系统的要求和功能。

从图开始

逻辑系统设计中使用了许多不同的图。可以说，从PCB设计的角度来看，数据流程图最有意义，因为它们显示了数据在系统中从输入到输出移动时如何转换和存储。数据流程图中的每个功能块均指其自己的一组组件，输入和输出，尽管数据流程图中省略了功能块执行其预期功能所需的组件。

这种类型的图提供了系统不同部分之间如何关联的便捷可视表示，并且易于转换为电子原理图。尽管术语“数据流”意味着该图仅适用于数字系统，但实际上并非如此。同一张图可用于显示纯模拟系统或混合信号系统的预期设计。

 

实体关系图提供了另一种抽象级别，它显示了系统内不同数据集之间的关系。当为系统设计嵌入式软件时，这种类型的图更为有用，因为这需要定义数据结构之间的某种关系。这些关系然后用于对系统的逻辑设备进行编程。由于它们无法显示数据在不同组件之间的移动方式，因此它们对于生成原理图的作用较小。

通用逻辑系统设计图的第三种类型是实体寿命历史图。该图显示了随着各种输入被添加到系统中后，系统内数据如何随时间变化。这也可能说明两组数据之间的关系，因此它同时传达了数据流程图和实体关系图的某些方面。

逻辑系统设计和层次示意图

无论使用哪种方法对系统中的数据流和关系进行建模，最终都需要将这些信息转换为原理图。对于包含多个功能块的复杂系统，在PCB设计软件中使用分层原理图时，您将能够在一定程度上增强组织和清晰度。

这种方法使您可以在逻辑示意图之间创建父子关系，并将多个组件合并为一个逻辑示意图，同时保持网络连通性。这也使您可以将每个原理图作为一个块放置在更高级别的原理图中。设计原理图及其层次结构后，就可以使用原理图捕获工具将组件的模型放置在初始布局中。