Altium Designer 中为什么一颗芯片会分成多个 Part？——以 C2000 MCU 为例

前言：在 Altium Designer 中查看 MCU 原理图库时，经常会发现一颗芯片并不是以一个完整的大方框出现，而是被拆分成 Part A、Part B、Part C、Part D 等多个部分。

例如，一颗 LQFP100 封装的实时微控制器在器件库中可能显示为：

Altium Designer 中的多 Part 元件

这里的 Part A～Part D 并不是四颗不同的芯片，而是同一颗 MCU 在原理图中的不同组成部分。

1. 为什么一颗芯片要拆成多个 Part

对于电阻、电容等简单元件，通常只有两个或几个引脚，用一个原理图符号即可完整表示。

但 MCU、DSP、FPGA 等器件可能有几十甚至上百个引脚。例如 LQFP100 封装具有 100 个物理引脚。如果全部放在同一个原理图符号中，会出现两个明显问题：

原理图符号非常大，不方便排版；
GPIO、ADC、电源、JTAG 等不同功能的引脚混在一起，连线非常混乱。

因此，Altium Designer 支持 Multi-Part Component（多部件元件），将同一颗物理芯片按照功能拆分成多个原理图 Part。

可以简单理解为：

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                  一颗实际 MCU
                       │
        ┌──────────────┼──────────────┐
        │              │              │
     Part A         Part B         Part C         Part D
        │              │              │              │
   模拟相关引脚     GPIO相关引脚    系统相关引脚      电源引脚

虽然原理图中出现了多个方框，但 PCB 中最终仍然只对应 一个 LQFP100 封装。

2. Part A：模拟功能相关引脚

以 C2000 MCU 为例，Part A 中可以看到大量类似下面的引脚：

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A0/B15/C15/DACA_OUT
A1/B7/D11/DACB_OUT
A2/B6/C9/GPIO224/PGA1_INP
A3/B9/C7/PGA1_INM
A10/B1/C10/GPIO230
A14/B14/C4/PGA1_OUT
C1/E11/PGA3_INP
D20/E20/VREFHI

Part A 模拟功能引脚

这一部分主要包含：

ADC 模拟输入；
DAC 模拟输出；
PGA 可编程增益放大器；
模拟复用引脚；
ADC 参考电压等。

例如：

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A0/B15/C15/DACA_OUT

并不是四个独立引脚，而是同一个物理引脚具有多个可选功能。

它可能作为：

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ADCA 的 A0 通道
ADCB 的 B15 通道
ADCC 的 C15 通道
DACA_OUT

具体使用哪一种功能，需要根据芯片的数据手册以及软件配置确定。

这也是 MCU 中非常常见的 引脚复用（Pin Multiplexing）。

3. 引脚旁边的数字代表什么

原理图符号旁边还会出现：

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这些数字表示芯片的 物理引脚编号 Pin Number。

例如：

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23 ── A0/B15/C15/DACA_OUT

表示该功能对应 LQFP100 芯片的 第 23 个物理引脚。

最终从原理图到 PCB 的对应关系为：

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原理图 Pin 23
       ↓
PCB 封装 Pad 23
       ↓
实际 MCU 第 23 引脚

因此，在检查自己建立的 MCU 元件库时，引脚编号是否与数据手册一致非常重要。如果 Pin Number 错误，即使原理图连线看起来完全正确，PCB 最终也可能连接到错误的芯片管脚。

4. Part B：GPIO 数字输入输出引脚

另一部分通常集中放置 GPIO，例如：

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GPIO0
GPIO1
GPIO2
GPIO3
...
GPIO30
GPIO31
...
GPIO62
GPIO63

Part B GPIO 引脚

GPIO 全称为：

General Purpose Input/Output，通用输入输出。

GPIO 可以作为普通数字输入输出，同时很多 GPIO 还能够复用为 MCU 内部外设功能，例如：

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GPIO
 ├── 普通数字输入
 ├── 普通数字输出
 ├── ePWM
 ├── SCI
 ├── SPI
 ├── I2C
 └── 其他片上外设功能

对于 C2000 而言，实际进行 PWM、串口通信等功能配置时，经常就是在设置这些 GPIO 的复用功能。

部分引脚还会出现：

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A24/D0/E0/GPIO11

这种写法同样说明该物理引脚具有不止一种功能，而不是存在多个独立的物理引脚。

5. Part C：JTAG、时钟、复位等系统引脚

除了模拟和 GPIO 引脚，MCU 还包含一些与芯片基本运行密切相关的系统引脚，例如：

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GPIO35/TDI
GPIO37/TDO
TCK
TMS

GPIO23/USB0DM
GPIO41/USB0DP

GPIO19/X1
GPIO18/X2

VREGENZ
XRS

Part C 系统功能引脚

这一部分可以进一步分为几类。

JTAG 调试接口

典型信号包括：

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TDI
TDO
TCK
TMS

JTAG 主要用于芯片的程序下载和在线调试。

使用 CCS 对 C2000 进行烧录、单步运行、断点调试、Watch 变量观察时，底层就会涉及这些调试接口。

其基本关系可以理解为：

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PC
 ↓
调试器
 ↓
JTAG
 ↓
C2000 MCU

X1、X2 时钟相关引脚

X1、X2 与芯片的外部时钟或晶振系统有关。

MCU 的 CPU、PWM、ADC 等外设都需要时钟才能正常工作，因此时钟电路属于 MCU 最基本的外围电路之一。

XRS 复位引脚

XRS 为复位相关引脚，符号上的横线表示其具有低电平有效的特征。

当复位条件满足时，MCU 会进入复位状态，随后重新从规定的启动流程运行。

USB0DM、USB0DP

其中：

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USB0DM → USB D-
USB0DP → USB D+

属于 USB 差分数据接口。

由于这些引脚同时可能具有 GPIO 功能，因此原理图库中会采用：

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GPIO23/USB0DM
GPIO41/USB0DP

这样的方式同时标出可用功能。

6. Part D：电源与地

最后一部分通常专门放置电源相关引脚，例如：

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VDD
VDDA
VDDIO

VSS
VSSA

Part D 电源与接地引脚

不同名称代表不同类型的供电区域。

VDD

一般用于芯片内部数字核心相关电路的供电。

VDDIO

IO 表示 Input/Output，因此 VDDIO 主要与数字输入输出接口的供电有关。

VDDA

其中 A 表示 Analog，即模拟部分供电。

ADC、DAC、PGA 等模拟电路对电源噪声比较敏感，因此 MCU 通常会将模拟电源与数字电源在引脚上进行区分。

VSS 与 VSSA

通常可以理解为：

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VSS  → 数字地
VSSA → 模拟地

实际 PCB 中如何连接、是否需要磁珠、滤波以及去耦电容，应以对应 MCU 的官方数据手册和硬件设计指南为准。

7. 为什么同一个 VDD、VSS 会出现很多次

LQFP100 芯片上通常不只有一个电源脚。

例如原理图中可能出现：

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Pin 4  → VDD
Pin 71 → VDD
Pin 87 → VDD

这意味着实际芯片上确实存在多个 VDD 物理引脚。

多个供电点有利于降低供电阻抗、改善芯片内部电流分布并减小高速数字电路工作时产生的电源波动。

因此不能因为多个引脚名称都是 VDD，就认为只连接其中一个即可。

实际 PCB 设计时通常还需要在相应电源引脚附近布置去耦电容。

8. 多个 Part 与 PCB 封装是什么关系

这是理解 Multi-Part Component 最关键的一点。

假设原理图中 MCU 被分成：

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U1A
U1B
U1C
U1D

其中：

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U1A → 模拟功能
U1B → GPIO
U1C → JTAG、时钟、复位
U1D → 电源

它们的共同器件编号仍然是：

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U1

字母 A/B/C/D 只表示同一器件的不同 Part。

到了 PCB 阶段，这些 Part 会共同对应同一个封装：

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U1A ─┐
U1B ─┤
U1C ─┼──→ U1 → LQFP100
U1D ─┘

最终 PCB 上不会出现四颗 MCU，而只会出现一颗完整的 LQFP100 芯片。

因此：

Part 是原理图层面的功能拆分，Package/Footprint 才是实际 PCB 上的物理封装。

9. Multi-Part Component 的实际意义

把大型 MCU 按功能拆分以后，原理图可以更加清晰。

例如在不同功能区域分别使用：

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模拟采样电路
    ↓
   U1A

PWM、通信、数字IO
    ↓
   U1B

晶振、JTAG、复位
    ↓
   U1C

MCU电源电路
    ↓
   U1D

相比把 100 个引脚全部堆在一个巨大符号中，这种方式更方便：

按照功能组织原理图；
查找和连接对应管脚；
阅读复杂 MCU 原理图；
检查电源、ADC、GPIO 等不同模块；
后期维护和修改设计。

10. 总结

Altium Designer 中将一颗 MCU 拆成多个 Part，本质上只是为了方便原理图绘制和功能分类，并不代表存在多颗芯片。

对于一个典型的 C2000 MCU，可以大致理解为：

Part	主要内容
Part A	ADC、DAC、PGA、VREF 等模拟功能
Part B	GPIO 及相关复用功能
Part C	JTAG、USB、时钟、复位等系统功能
Part D	VDD、VDDIO、VDDA、VSS、VSSA 等电源引脚

需要特别区分三个概念：

Pin Number：实际芯片的物理引脚编号。

Part：同一颗芯片在原理图中的功能拆分。

Footprint：芯片最终在 PCB 上对应的实际封装。

因此，对于 LQFP100 MCU：

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多个原理图 Part
        ↓
属于同一个器件 U1
        ↓
共同对应一个 PCB Footprint
        ↓
最终只有一颗 LQFP100 实物芯片

理解这一关系后，再查看 MCU、DSP 或 FPGA 等大型器件的 Altium 原理图库时，就不会再把 Part A、Part B、Part C、Part D 误认为多个独立器件。