“通常來(lái)說(shuō) KiCad 更建議使用層次化的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@樣結(jié)構(gòu)更清晰，也方便設(shè)計(jì)復(fù)用。對(duì)于簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，扁平化設(shè)計(jì)也很容易實(shí)現(xiàn)；但將復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)成扁平化卻并不那么容易。”

標(biāo)簽類(lèi)型及優(yōu)先級(jí)？

KiCad有3種類(lèi)型的標(biāo)簽。生成的網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)將由它們的優(yōu)先級(jí)決定。

全局標(biāo)簽優(yōu)先級(jí)最高（如網(wǎng)絡(luò)為+5V）。

電源符號(hào)和隱藏的電源引腳是全局標(biāo)簽。

層次化標(biāo)簽排第二。所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)會(huì)顯示標(biāo)簽名稱(chēng)，并以 “/” 前綴加以區(qū)別（如 /Red_in）。

本地標(biāo)簽的優(yōu)先級(jí)最低。所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)不僅會(huì)顯示標(biāo)簽名稱(chēng)，而且會(huì)顯示當(dāng)前圖紙的名稱(chēng)（如/graphics/Red_in）。

如果在同一圖紙中有相同名稱(chēng)的標(biāo)簽，那么這些標(biāo)簽就會(huì)被連接起來(lái)，即使它們的類(lèi)型不同。

全局和層次化標(biāo)簽有不同的圖形類(lèi)型（輸入、輸出、雙向、三態(tài)和被動(dòng)），圖形風(fēng)格只影響標(biāo)簽的外觀，不影響它的連接方式，ERC也不檢查。

為什么層次設(shè)計(jì)中盡量不要使用全局標(biāo)簽？

層次化設(shè)計(jì)的是為了把設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、模塊清晰地抽象出來(lái)。這種抽象是為了幫助工程師把當(dāng)前模塊的內(nèi)容與系統(tǒng)中的其他內(nèi)容分開(kāi)。任何形式的全局標(biāo)簽都需要了解系統(tǒng)中所有模塊的信息，以確保不會(huì)創(chuàng)建一個(gè)錯(cuò)誤的網(wǎng)絡(luò)連接（同樣名稱(chēng)的全局標(biāo)簽會(huì)在網(wǎng)表中連接）。或者說(shuō)，使用全局標(biāo)簽之前必須要了解不同圖紙模塊中是否存在同名的標(biāo)簽，以免發(fā)生誤連的情況。 這不僅涉及到信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽，也包括電源連接。如果電源使用全局標(biāo)簽，那么每個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者都需要了解整個(gè)系統(tǒng)的電源情況，而不是只知道當(dāng)前圖紙的需求，不然就會(huì)發(fā)生意外的電源連接。

選擇全局標(biāo)簽也限制了圖紙的復(fù)用性。例如，一旦你在某一張?jiān)韴D中使用了GND符號(hào)，如果在整個(gè)系統(tǒng)中復(fù)用了這張圖紙，其他圖紙與地相連也只能使用GND，而無(wú)法使用其他的符號(hào)，如AGND。。

為什么有時(shí)仍然要在層次化設(shè)計(jì)中使用全局標(biāo)簽？

嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)方法并不總是一個(gè)好主意。在有些情況下，它只會(huì)增加不必要的工作量，或者使電路更難讀懂（特別是對(duì)于那些對(duì)這種設(shè)計(jì)方法沒(méi)有太多經(jīng)驗(yàn)的人）。 一個(gè)典型的例子是想要區(qū)分電源符號(hào)的時(shí)候。很多設(shè)計(jì)者已經(jīng)習(xí)慣了電源符號(hào)的不同形狀。因此，看到一個(gè)基于文本的標(biāo)簽而不是這樣一個(gè)符號(hào)可能會(huì)對(duì)可讀性產(chǎn)生負(fù)面影響。 遺憾的是，目前還沒(méi)有辦法將電源符號(hào)限制在一張圖紙上（關(guān)于電源符號(hào)如何工作，特別是如何區(qū)分全局或局部的電源符號(hào)，有許多開(kāi)放的討論）。

另一個(gè)問(wèn)題與ERC有關(guān)。在KiCad中電源符號(hào)被設(shè)為電源輸入引腳，ERC認(rèn)為必須要有外部的電源驅(qū)動(dòng)與之相連，否則就會(huì)報(bào)錯(cuò)。如果使用層次化標(biāo)簽，就不會(huì)有這種問(wèn)題。然而，在大多數(shù)電路中，會(huì)有一些IC或類(lèi)似的元件需要ERC判斷是否存在電源驅(qū)動(dòng)。在某些情況下，需要使用PWR_FLAG符號(hào)避免ERC報(bào)錯(cuò)。

結(jié)論是應(yīng)由設(shè)計(jì)者來(lái)選擇如何嚴(yán)格遵循純層次化設(shè)計(jì)的方法。

審核編輯 黃宇