KiCad 9 探秘（六）：如何用"器件类"玩转多通道设计与自定义DRC规则

“ 老版本的 KiCad 只有网络类（Net Class），但没有器件类（Component Class），在 KiCad 9 中器件类终于亮相了。结合规则区域，器件类可以在多通道设计及自定义规则中发挥重要的作用。 ”

什么是器件类(Component Class)？

器件类本质上是元器件的分组工具。当您在原理图中为符号指定某个器件类后，对应 PCB 中的封装也会自动继承该分类。这种双向绑定特性让它成为：

多通道设计的黄金搭档：快速建立信号通道模板

自定义 DRC 规则的好帮手：批量设置间距/布线规则

元器件管理工具：可视化分类管理复杂设计

如何分配器件类？

有两种方法为器件指定“器件类”：

方法1：在符号内添加“器件类”字段

在原理图符号属性中添加"Component Class"字段，输入类名即可完成绑定。

如上图所示，为选中的符号中添加了一个“resistor”器件类。可以为更多的符号添加“Component Class”字段，只有数值相同，这些符号都被认为属于同一“器件类”。

就像给元器件贴上电子标签，后续在PCB布局时，相关封装自动归类。

方法2：规则区域+指令标签

KiCad 9 在原理图中增加了规则区域（rule area）以及指令标签（Directives）的支持。可以在放置菜单中找到以下命令：

首先点击“绘制规则区域”，绘制一个封闭的图形，将需要设置规则的对象包含在内。如下图所示，绘制了一个矩形的规则区域，将7805电路的所有对象包含在内。 点击“放置指令标签”，可以在弹出的对话框中设置标签的字段，可以是网络类，也可以是器件类。这里我们设置为“器件类”，并赋值为“Power”：

把指令标签放置于规则区域的边缘：

完成后区域中的所有器件都会成为“Power”器件类的成员。使用这种方式可以更方便高效地管理器件类，且更直观。 当从原理图同步到 PCB 时，所有这些器件的 Component Class 自动同步： “器件类”在多通道设计中的应用

除了可以对子图（Sheet）进行多通道设计，KiCad 9 新增的规则区域和 Component Class 还可以对原理图局部的内容进行多通道设计。这个方式比 AD 更灵活，更好用。我们来看下怎么实现。

我们随意在原理图中复制几个器件，当成 3 个通道：

点击 放置->规则区域：

为三个通道分别绘制三个规则区域：

点击 “放置指令标签”：

在 Component Class 这里给规则区域内的器件加一个类：

分别摆放到规则区域边缘：

现在可以同步到 PCB 了：

点击 工具->多通道->生成布置规则区，这次选择元件类：

确定后可以看到规则区域已经生成（红色细线）：

打开规则区域的属性，是这个样子的：

随意的找个通道连几根线，在规则区域内增加一个圆形：

选中参考区域，点击 工具->多通道->复刻布局：

勾选目标规则区域后确认，效果如下图所示：

更多关于多通道设计的应用请参考：KiCad 9 探秘（二）：多通道设计工具

“器件类”自定义 DRC 规则

增加了 Component Class 之后，自定义 DRC 规则增加了以下内容：

Footprint 封装属性增加了“Component_Class”：

Component_Class 属性只属于封装本体，子对象（如焊盘）不继承该属性

若需判断某子对象（如焊盘、走线）是否属于特定组件类的封装，请使用：memberOfFootprint('${Class:x}') 函数（将x替换为目标器件类名，例如memberOfFootprint('Power')）

示例表达式：(condition "A.ComponentClass == 'CLASS_1,CLASS_2'")

表达式函数增加了“hasComponentClass('x')”：

当目标对象（仅限封装）的组件类集合中包含指定类名x时，返回true。

仅封装对象拥有组件类属性，其他对象（如焊盘、走线等）调用此函数将始终返回false

若需检测非封装对象（如焊盘、走线、过孔等）是否属于某个特定组件类的封装，请使用memberOfFootprint()表达式函数。

示例表达式：(condition "A.hasComponentClass('CLASS_1')")

Component Class 可以在以下函数中使用（'x'为器件类的值）：

insideCourtyard('x')

insideFrontCourtyard('x')

insideBackCourtyard('x')

intersectsCourtyard('x')

intersectsFrontCourtyard('x')

intersectsBackCourtyard('x')

memberOfFootprint('x')

结束语

结合规则区域，器件类可以在多通道设计及自定义规则中发挥重要的作用。最后一个tip，在 KiCad 中，同一个器件可以属于不同的器件类，可以在规则区域中摆放多个指令标签的方式实现。  

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审核编辑 黄宇