При проектировании сложных радиоэлектронных средств требования к сокращению сроков их проектирования и повышению качества проектных работ противоречивы. Удовлетворить их можно лишь при широком использовании вычислительной техники в процессе проектирования. В связи с этим автоматизированные методы проектирования РЭС широко внедряются в практику радиопромышленности. Будущие специалисты должны знать основы автоматизированного проектирования РЭС, чтобы грамотно эксплуатировать современную технику и на высоком инженерном уровне выполнить курсовую и дипломную работы по специальности.
Именно поэтому при изучении типовых программных продуктов, ориентированных на решение проектно-конструкторских задач радиотехники, в дисциплине «Основы проектирования и построения ЭВМ» основное внимание было уделено изучению системы автоматизированного проектирования P-CAD 2000 (ACCEL EDA 15.0).
1. Общие сведения о САПР.
В общем случае под системой автоматизированного проектирования (САПР) можно понимать совокупность математического, технического и программного обеспечения необходимого для автоматической разработки законченного изделия и выпуска конструкторской документации на него (без использования человека).
Идеальная система автоматизированного проектирования предполагает такой порядок работ, когда техническое задание, сформулированное конструктором, полностью обрабатывается с помощью ЭВМ. Система программ определяет порядок их следования и тем самым последовательность выполнения отдельных этапов. На выходе ЭВМ индуцируется модель топологии устройства в виде документации для системы автоматизированного управления технологическими процессами.
Однако самые современные ЭВМ на данном этапе развития науки и техники не могут заменить конструктора, а лишь способны дополнить его. Поэтому в настоящее время наибольшее распространение получили интерактивные системы "человек – машина” работающие в режиме диалога конструктора с ЭВМ.
В общем случае процесс проектирования РЭС состоит из трех основных этапов: системотехнического, схемотехнического и конструкторского.
При системотехническом проектировании разрабатываются общая структурная схема РЭС и алгоритмы выполнения отдельных операций. Системотехнический этап проектирования в основном пока является неформализованным процессом. Здесь используются творческие возможности инженера. На этом этапе может широко использоваться ЭВМ, например, система моделирования MatLab,которая позволяет моделировать изделия на уровне структурных и функциональных схем.
Схемотехническое проектирование состоит в разработке принципиальных схем блоков и узлов, разработанных на первом этапе. На этом этапе для моделирования электронных схем используются такие известные программные продукты как MicroCAP, Electronic Workbenchи т. д.
Конструкторский этап включает разработку конструкции изделия. В радиоэлектроники основное внимание уделяется разработке печатного узла и печатной платы изделия, а также моделированию разработанной схемы, реализованной в виде печатного узла, и разработке конструкторской документации. На этом этапе используются следующие САПР: OrCAD, P-CAD, Protel, Accel EDA.
До самого последнего времени наиболее популярной в России программой разработки печатных плат являлась система P-CAD.
P-CAD версии 4.5 для DOC появилась в 1989 г.
В 1996 владельцем системы стала фирма ACCEL Technologies и одновременно с этим система стала называться ACCEL EDA (версия 12.0 для Windows).
В конце лета 1999 г. выпущена версия ACCEL EDA 15.0 (P-CAD 2000).
В начале 2000 г. фирма ACCEL объединилась с австрийской фирмой Protel International. В настоящее время выпущены версии P-CAD 2001, 2002, 2004.
ACCEL EDA выполняет полный цикл проектирования печатных плат, включающий в себя графический ввод электрической схемы, упаковку схемы на печатную плату, ручное размещение компонентов, ручную, интерактивную и/или автоматическую трассировку проводников, контроль ошибок в схеме или печатной плате и выпуск документации. Применение сопутствующих программ позволяет выполнять моделирование схем и анализ паразитных эффектов, присущих реальным печатным платам, до их изготовления.
Система P-CAD 2001 выполняет полный цикл проектирования печатных плат, а именно:
графический ввод электрических схем:
смешанное аналого-цифровое моделирование на основе ядра SPICE3:
упаковку схемы на печатную плату:
интерактивное размещение компонентов:
интерактивную и автоматическую трассировку проводников:
контроль ошибок в схеме и печатной плате:
выпуск документации:
анализ целостности сигналов и перекрестных искажений:
подготовку файлов Gerber и NC Drill для производства печатных плат:
подготовку библиотек символов, топологических посадочных мест и моделей компонентов.
Система P-CAD 2001 обладает при вводе схемы и проектировании печатной платы обладает следующими возможностями:
32-разрядная база данных:
«горячая» связь между редактором плат и схемным редактором:
возможность прямой и обратной коррекции (схемы и платы).
- для схемы
минимальный шаг сетки 0.1 мил в английской системе и 0.001 мм в метрической. Систему единиц можно изменить на любой фазе проекта:
не более 20000 компонентов в одной библиотеке:
не более 99 открытых библиотек. Библиотеки можно открывать по мере необходимости:
не более 64000 цепей |в проекте:
не более 10000 выводов в компоненте:
не более 5000 секций в компоненте:
не более 2000 символов в атрибуте:
не более 2000 символов в текстовой строке:
не более 20 символов в имени вывода, имени цепи, позиционном обозначении вывода (пробелы, знаки табуляции, точки и скобки не допускаются):
не более 30 символов в имени типа компонента (пробелы и знаки табуляции не допускаются)
не более 30 символов в позиционном обозначении компонента (символы кириллицы, пробелы, знаки табуляции, точка и точка с запятой не допускаются)
не более 999 страниц схем, максимальный размер листа 60х60 дюймов;
дискретность угла поворота компонента в схеме 90 град;
Для Платы:
Максимальный размер проектируемой печатной платы 60х60 дюймов;
Не более 999 слоев на печатной плате, из них 11 слоев предварительно определены;
Неограниченное число компонентов в проекте;
Не более 64000 типов контактных площадок в проекте;
Ширина трассы не более 1 см;
Минимальный угол поворота объекта на плате 0,1 град;
Не более 64000 стилей стеков контактных площадок в проекте;
Контактные площадки 11 форм;
Контроль соблюдения зазоров и полноты разводки ПП.
