“通常來說 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。對于簡單的系統(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)簽類型及優(yōu)先級？

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

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

電源符號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)會顯示標(biāo)簽名稱，并以 “/” 前綴加以區(qū)別（如 /Red_in）。

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

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

全局和層次化標(biāo)簽有不同的圖形類型（輸入、輸出、雙向、三態(tài)和被動），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。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。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，以確保不會創(chuàng)建一個錯誤的網(wǎng)絡(luò)連接（同樣名稱的全局標(biāo)簽會在網(wǎng)表中連接）。或者說，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，那么每個子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者都需要了解整個系統(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，如果在整個系統(tǒng)中復(fù)用了這張圖紙，其他圖紙與地相連也只能使用GND，而無法使用其他的符號，如AGND。。

為什么有時仍然要在層次化設(shè)計(jì)中使用全局標(biāo)簽？

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

另一個問題與ERC有關(guān)。在KiCad中電源符號被設(shè)為電源輸入引腳，ERC認(rèn)為必須要有外部的電源驅(qū)動與之相連，否則就會報錯。如果使用層次化標(biāo)簽，就不會有這種問題。然而，在大多數(shù)電路中，會有一些IC或類似的元件需要ERC判斷是否存在電源驅(qū)動。在某些情況下，需要使用PWR_FLAG符號避免ERC報錯。

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

審核編輯 黃宇