Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ПРОЕКТУВАННЯ ДРУКОВАНИХ ПЛАТ.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Електронні обчислювальні машини
Інформація про роботу
Рік:
2002
Тип роботи:
Методичні вказівки до лабораторної роботи
Предмет:
Методи та засоби автоматизованого проектування комп’ютерних систем
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти І науки України
національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра ЕОМ
Проектування Друкованих плат
Методичні вказівки
до лабораторних робіт з дисципліни
"Методи та засоби автоматизованого проектування комп’ютерних систем"
для студентів спеціальності 7.091503
“Спеціалізовані комп’ютерні системи”.
Затверджено
на засідання кафедри
“Електронні обчислювальні машини”.
Протокол № 3 від 18.10.2001 р.
Львів – 2002
Методичні вказівки до лабораторних робіт “Проектування друкованих плат” з дисципліни "Методи та засоби автоматизованого проектування комп’ютерних систем" для студентів спеціальності 7.091503 “Спеціалізовані комп’ютерні системи”. /Укл. В.С.Глухов. Львів: ДУ"ЛП", 2002.- 45 с.
Укладач В.С.Глухов, к.т.н.
Відповідальний за випуск В.С.Глухов, к.т.н.
Рецензенти: В.А.Голембо, к.т.н.
І.Г.Цмоць, к.т.н.
1 Мета роботи
Метою роботи є ознайомлення з технологічним процесом і принципами наскрізного проектування друкованих плат (ДП), засвоєння методів і засобів розробки і підтримки робочих бібліотек.
2 Очікуваний результат роботи
В ході роботи необхідно розробити і задокументувати бібліотечні елементи, які входять до складу вузлів генерації та перевірки циклічних контрольних сум і є необхідними для проектування топології ДП, і задокументувати результати розробки елементів.
3 САПР друкованих структур
3.1 Загальні відомості про САПР низькочастотних друкованих структур
На рис. 3.1 наведена класифікація САПР друкованих структур, яка включає в себе:
Двошарові друковані плати (ДШП);
Багатошарові друковані плати (БШП);
Низькочастотні мікрозборки (МЗБ);
Багатошарові мікроплати на поліемідних плівках (МКП);
Акусто-електричні пристрої (АЕП) на поверхневих акустичних хвилях (ПАВ);
Мікрострічкові пристрою (МСП);
Великі інтегральні схеми (ВІС) на основі базових матричних кристалів (БМК) і логічних матриць, що програмуються (ПЛМ).
EMBED Word.Picture.6
3.2 Класифікація САПР спеціальних друкованих структур
Друковані структури в сучасній радіоелектронній апаратурі (РЕА) представлені наступними типами (8 типів):
двошарові друковані плати (ДШП);
гнучкі плати і кабелі (ГПК);
низькочастотні двошарові мікрозборки на поліімідних плівках (МЗБ);
багатошарові друковані плати (БШП);
багатошарові мікрозборки на поліімідних плівках (МКП);
мікрострічкові НВЧ-пристрою і плати (МПЛ);
пристрої акустоелектроніки, тобто на поверхневих акустичних хвилях (ПАВ);
замовлені і напівзамовлені ВІС (і НВІС) на основі базових матричних кристалів (БМК).
Для ДШП, ГПК, МЗБ задача САПР складається в раціональному розміщенні електрорадіоелементів (ЕРЕ) на платі, раціональному проведенні зв'язків між ЕРЕ, тобто трасування з'єднань, і як наслідок - отримання керуючих перфолент (КПЛ) для фотокоординатографів (для виготовлення спроектованого фотошаблона) і для свердлувальних станків з ЧПУ (для свердлування виготовленої плати). При цьому, розміщення ЕРЕ в процесі проектування в САПР здійснюється, як правило, на одній стороні плати, а трасування з'єднань - з двох сторін плати.
Для БШП і МКП задача САПР аналогічна САПР ДШП, але при трасуванні з'єднань використовується декілька шарів багатошарової друкованої плати. При цьому, ЕРЕ розміщуються на одній або двох протилежних сторонах БШП (МКП) і кожний контакт ЕРЕ має постійний доступ до кожного внутрішнього шара БШП (за рахунок, наприклад, металізованих наскрізних отворів).
Як випливає з рис. 3.2 загальними фазами будь-якої САПР друкованих структур (ДС) є:
1) створення початкової БД;
2) кодування ФЗ;
3) контроль, трансляція і відладка ФЗ;
4) проектування і конструювання ДС;
5) отримання КД і керуючих носіїв для виготовлення ФШ, виготовлення і контролю ДС.
Кодування
БД
Кодування:
1. конструктиву;
2. зв’язків;
3. додаткових
характеристик і
параметрів ДС
БД конструктивів (площадок, «масок»), елементів, моделей, методів розрахунку
ФЗ
Кон-
троль
і
транс-
ляція
Проекту-
вання
і
конструю-
вання
ДС
Отри-
мання
КПЛ, МС
і
КД
КД
розрахунки
КПЛ
МС
Налагодження ФЗ,
редагування
варіанти (оптимізація)
Рис. 3.2. САПР ДС
Більш детально розглянемо САПР ДШП і САПР МПЛ, в яких в найбільш характерному вигляді відображені основні особливості проектування пасивних низькочастотних друкованих структур (ДШП) і структур з елементами аналізу і розрахунку параметрів (МПЛ).
3.3 Загальні відомості про низькочастотні друковані структури
EMBED Word.Picture.6
h - товщина діелектрика;
D - діаметр контактного майданчика;
d1 - діаметр отвору.
Рекомендовані зазор і ширина траси (мм):
(0.3; 0.25; 0.2; 0.17) – при виготовленні плати методом труєння;
(0.15) - при виготовленні плати аддитивим методом.
Ортогональная сітка: d2 - крок сітки (мм) - (2.5; 1.25; 1.00; 0.625; 0.5).
Характеристики друкованих плат (усі розміри дани в мм):
розмір/форма контактних майданчиків і провідників;
крок сітки (1.25 - за умовчанням);
зазор/траса (0.3/0.3);
D - діаметр майданчика перехідного отвору (1.6), d1 - діаметр свердла (0.7);
товщина діелектрика h, d1 ≥ h/2 (для надійної металізації каналу);
контактні майданчики, форми і розміри;
щільність монтажу [контакт / см2] (5.3 - норма);
кількість шарів.
3.4 Укрупнена схема САПР ДШП
Проектування двошаровіх друкованих плат можна розбити на наступні фази:
Складання формалізованого завдання (ФЗ).
Розміщення радіоелементів на поверхні плати.
Трасування з'єднань між виводами.
Випуск комплексної конструкторської документації (КД).
Етапу складання ФЗ повинен передувати етап створення бази даних. Для випадку ДШП БД повинна містити всю геометричну і конструкторську інформацію про елемент. Крім того, якщо інформація про схему вводиться в графічному інтерактивному режимі, то база даних повинна додатково містити інформацію про електронну структуру елементів.
На етапі підготовки формалізованого завдання вирішуються три задачі:
кодування зв'язків;
кодування конструктива друкованої плати;
часткове рішення задачі про розміщення елементів.
На етапі розміщення елементів вирішується задача оптимального розташування елементів на платі для подальшого трасування без виконання самого трасування.
На етапі трасування вирішується задача раціональної прокладки трас.
На етапі випуску конструкторської документації підготовлюються всі машинні носії для подальшого виготовлення фотошаблона (ФШ) і виготовлення друкованої плати, а також випускаються тверді копії конструкторських документів.
Структурна схема САПР ДШП показана на рис. 3.4.
EMBED Word.Picture.6
3.5 Алгоритми розміщення САПР ДШП
Використовуються евристичні алгоритми, що дозволяють так розставити елементи, що їх розташування, орієнтація і зазори між ними створять найкращі умови для подальшого трасування.
Алгоритми розміщення:
3.5.1 Повний перебір (ідеальне рішення).
Не застосовується, так як для розміщення 50 радіоелементов потрібно перебрати біля 3•1064 перестановок.
3.5.2 Мінімум сумарних довжин зв'язків.
Довжина зв’язку li, j між двома точками на друкованій платі з координатами (хj, yj) і (хi, уi) визначається як li, j =√ ( хj - хi )2 + ( yj - уi)2.
Вибирається довільне розставляння елементів, проводяться всі зв'язки найкоротшим шляхом, незважаючи на їх перетини. Обчислюється довжина всіх цих зв'язків. Далі міняється розміщення елементів довільним образом і повторюється процедура підрахунку сума довжин зв'язків. Якщо сума довжин другого експеримента більше суми довжин першого, то досвід вважається невдалим і повертаємося до попереднього розміщення. Якщо ж навпаки, сума довжин зв'язків другого експеримента виявилася меншою, то друге розміщення вважається оптимальним і від нього продовжуємо випадкові розміщення.
Якщокожне наступне розташування зв'язків не дає зменшення суми довжин більше порогового значення, то експеримент припиняється.
3.5.3 Мінімум перетинів.
Проводиться деяка вертикальна або горизонтальна сітка і підраховується число перетинів найкоротших зв'язків з цією сіткою. Вибирається мінімальне число.
3.5.4 Зони мінімальної зв'язаності.
Друкована плата розбивається прямими лініями на деякі зони і мінімізується число перетинів найкоротших зв'язків з кордонами зон.
3.5.5 Поліпшення розміщення методом парних перестановок рядом розташованих елементів по горизонталі або вертикалі.
3.5.6 Поєднання з ручним розміщенням.
3.5.7 Поліпшення розміщення за рахунок перестановок еквівалентних вентилів в корпусі, еквівалентних виводів у вентиля і еквівалентних ніжок у роз'ємі.
3.6 Алгоритми трасування САПР ДШП
3.6.1 Хвильовий алгоритм Лі.
Суть трасування:
Поверхня розбивається на вузли прямокутною сіткою. У вузлі А генерується деяка мікрохвиля, яка може розповсюджуватися по вузлах сітки в 4-х напрямах.
Процес повторюється з повторною генерацією мікрохвилі в кожному новому вузлі сітки, до якого дійшла мікрохвиля, і з обгинанням перешкод доти, поки хвиля не дійде до кінцевого вузла В.
Хвиля розповсюджується відразу від декількох (або від усіх) вузлів, які треба з’єднати.
Попередній розподіл трас в каналах.
Топологічний метод (гнучке трасування з топологією, що перекроюється ).
Канальная трасування на двох шарах одночасно.
Способи обходу хвилею вузлів зв’язку.
3.7 Система проектування друкованих плат ACCEL EDA
У 1996 р. фірма ACCEL Technologies уперше представила версію широко відомої системи розробки друкованих плат P-CAD на платформі Windows. Оновлений продукт отримав нову назву ACCEL EDA. З цього моменту ACCEL EDA набув широкої популярності серед розробників електронних пристроїв. У вересні 1999 р. вийшла остання 15 версія продукту.
17 січня 2000 р. сталося злиття двох ведучих розробників EDA (Electronic Design Automation) систем - фірм Protel International і ACCEL Technologies, які об'єднали свої спільні зусилля під торгової маркою фірми Protel. З березня 2000 р. ACCEL EDA змінив свою назву і знов став P-CAD'ом. Новий продукт отримав номер 2000.
Корпорація ACCEL (Сан-Диего, шт. Каліфорнія) в даний момент перейшла в повну власність підрозділи Protel Technology, що є американським філіалом австралійської компанії Protel International (Сідней, Австралія). Керівництво компанії Protel ретельно вивчило існуючу організаційну структуру ACCEL, її нинішній стан з метою можливої зміни і підвищення ефективності роботи як в області продажу, так і в області технічної підтримки. За результатами цих оцінок було прийняте рішення об'єднати фінансування, виробництво і маркетинг в австралійській штаб-квартирі компанії Protel. Крім того, система дистрибуції компанії ACCEL буде реструктурована і значно спрощена. Для поліпшення якості обслуговування клієнтів планується створити новий центр продажу і технічної підтримки в Дієго. Відносини з всіма існуючими на даний момент міжнародними регіональними дистрибюторами компанії ACCEL залишаються незмінними, що дозволить на належному рівні продовжити обслуговування всіх існуючих і нових користувачів ACCELEDA.
Існуючі групи розробників і технічної підтримки компанії ACCEL залишаться незмінними, а їх дії будуть сконцентровані на створенні нових версій програмних продуктів ACCEL. У зв'язку з розширенням мережі клієнтів додаткове навантаження ляже на плечі відділу продажу в Дієго.
Команда розробників вже почала роботу по вдосконаленню існуючої системи ACCELEDA. Однією з істотних змін буде відхід від використання апаратних ключів, як пристроїв, що забезпечує захист продуктів від несанкціонованого копіювання і використання. Як тільки ці роботи будуть завершені, нинішні користувачі отримають безкоштовне оновлення ліцензії для всіх раніше придбаних модулів.
Для перегляду файлів схем і друкованих плат з урахуванням їх взаємозв'язку і ієрархії розробляється новий програмний продукт ACCEL Scout, який буде розповсюджуватися безкоштовно через всесвітню мережу Internet.
Для користувачів автотрасувальника SPECCTRA можна повідомити, що інтерфейс з ним, як і раніше, буде підтримуватися і розвиватися, а фірма Cadence (Портланд, шт. Орегон) закінчує розробку нової дев'ятої версії свого продукту.
Зрозуміло, компанія Protel буде вдосконалювати і просувати власну систему розробки друкованих плат Protel99 SE. Передбачається також, що буде розроблений повний двунаправленний транслятор для обміну файлами між системами ACCEL і Protel.
Продажем програмного забезпечення компаній ACCEL, Protel і Cadence на території СНД і країн Балтії займається наше ОАО "Родник Софт". За додатковою інформацією можна звертатися за адресою www.rodnik.ru.
Система ACCELEDA виконує повний цикл проектування друкованих плат (ДП), а саме:
графічне введення електричних схем,
пакування схеми на друковану плату,
інтерактивне розміщення компонентів,
ручне, інтерактивне і/або автоматичне трасування провідників,
контроль помилок в схемі і друкованій платі і випуск документації,
аналіз цілісності сигналів.
Функціональні можливості ACCELEDA:
Завдання форматів переліків компонентів і інших звітів (PCB, Schematic).
Користувачам надається можливість по команді File>Reports задавати перелік полів звіту і порядок їх проходження.
Максимальна кількість секцій в компоненті до 5 000. Максимальна кількість виводів - 10000.
Вимірювальний інструмент Miter Tool розпізнає не тільки прямі, але і довільні кути, приймаючи їх як точки "прив'язки" при виконанні вимірювань.
Електронна документація має механізм простого доступу до інформації про компоненти (PCB, Schematic). Введена папка зі списками URL's (адрес в Internet) всіх ведучих фірм, виробників напівпровідникових компонентів.
Є механізм перенесення змін друкованої плати на схему і навпаки (Engineering Change Order, ECO).
Підтримується як англійська, так і метрична система одиниць.
Застосування 32-розрядної арифметики забезпечує дискретність вимірювання лінійних розмірів 0,1 мілів в англійській системі (1 міл = 0,001 дюйма) і 0,001 мм в метричній системі, кутових розмірів 0,1 град. і можливість зміни системи одиниць на будь-якій стадії роботи з проектом без втрати точності. Нагадаємо, що в P-CAD для DOS система одиниць встановлювалася до початку роботи з проектом і надалі не могла бути змінена.
Підтримка текстових форматів опису баз даних DXF і PDIF дозволяє обмінюватися інформацією з такими поширеними пакетами, як AutoCAD, OrCAD, Viewlogic, звичайно, P-CAD для DOS і інш.
Багатокроковий «відкат» уперед і назад (Undo і Redo).
Автоматичне розміщення компонентів на платі і ефективне автоматичне трасування провідників реалізовані в пакеті SPECCTRA 9.x фірми Cadence Design Systems (раніше Cooper&Chyan Technology).
Доробка ДП і випуск керуючих файлів для фотоплотерів з урахуванням особливостей технології конкретного обладнання виконується за допомогою програм третіх фірм, наприклад фірми Lavenir.
ACCELEDA постачається з великою бібліотекою сучасних імпортних ЕРЕ, яку можна поповнити бібліотеками вітчизняної елементної бази, зокрема, імпортованими з P-CAD для DOS.
ACCELEDA і SPECCTRA 9.x встановлюються на ПК з процесором, починаючи від Р 133 МГц, і працюють під управлінням Windows 95/98/2000 або Windows NT. Для графічного редактора схем ACCEL Schematic потрібний ОЗП 32 Мб, графічного редактора друкованих плат ACCEL P-CAD PCB - 32 Мб, програми SPECCTRA - 64 Мб.
Модулі системи ACCELEDA
Schematic і PCB - графічні редактори принципових схем і друкованих плат (ДП). На відміну від P-CAD для DOS, де для виконання найпростіших операцій переміщення, копіювання, повороту або видалення об'єктів треба пробиратися через послідовність випадаючого меню, тут це робиться набагато простіше. Наприклад, для переміщення об'єкта курсором включають режим вибору, відмічають потрібний об'єкт і перемещають його рушенням миші, поворот об'єкта при цьому виконується натисненням клавіші R, дзеркальне відображення - клавішею F. Подвійне натиснення лівою клавішею миші по вибраному об'єкту відкриває доступ до перегляду і редагування всіх його атрибутів. Натиснення правою клавішею відкриває контекстно-залежне меню команд. Всі ці прийоми стали звичні в середовищі Windows, що прискорює освоєння ACCEL EDA і робить роботу з ним більш приємної. Копіювання об'єктів в буфер обміну Windows дозволяє не тільки перенести їх з однієї бази даних в іншу, але і вміщувати в інші програми Windows, наприклад в MS WinWord для випуску технічної документації.
Корисна можливість зміни рушенням курсора розмірів вибраного об'єкта (до них відносяться лінії, провідники, шини, дуги і полігони). При розміщенні на схемі символа компонента у вікні виводиться його зображення. При цьому для цифрових ІС є три варіанти графіки:
Normal - нормальне (в стандарті США),
DeMorgan - позначення логічних функцій,
IEEE - в стандарті інституту інженерів по електротехнікі і електроніці (найбільш близьке до вітчизняних стандартів).
Засобами Windows реалізований багатовіконний інтерфейс, що дозволяє на одному екрані переглянути креслення схем і плат і провести ідентифікацію на платі зв’язків, виділених на схемі. Застосування шрифтів True Type дозволяє наносити на схемах і друкованих платах напису кирилицею.
У ACCELEDA використовуються принципи, що відрізняють її від інших пакетів для ПК. Зокрема, є можливість доступу до всіх елементів на більш низьких рівнях ієрархії, наприклад, при роботі з друкованою платою є можливість змінити розташування виводів і графіку контактних майданчиків корпусів компонентів. У редакторі PCB існують режими ручного і інтерактивного (напівавтоматичного) трасування провідників. У інтерактивному режимі курсором відмічають початок і кінець сегмента провідника, який трасується програмою, огинаючи перешкоди і витримуючи допустимі зазори.
ACCELEDA має можливості, що дозволяють поліпшити якість розробки ДП. До них відносяться засоби виявлення і видалення ізольованих острівців міді, можливість завдання різних зазорів для різних провідників, класів провідників і провідників, що знаходяться на різних шарах, розщеплення металізованих шарів на декілька областей для підключення різних джерел живлення і окремо аналогової і цифрової "землі". Перехідні отвори допускається розміщувати в будь-якій точці, що полегшує розмітку центрів кріпильних отворів (в P-CAD для цього створюються фіктивні компоненти, що складаються з одного висновку).
Бази даних схем і ДП всіх попередніх версій P-CAD через текстовий формат PDIF переносяться в ACCELEDA.
Користувач має можливість задавати специфічні дані, присвоювати їм імена, заносити чисельні або текстові значення і розміщувати їх в довільних місцях на кресленні схеми або друкованій платі. На основний напис креслення заноситься інформація про ім'я розробника і керівника, найменування компанії, дати створення і внесення виправлень і т.п.
Передбачена можливість попереднього перегляду однієї або декількох сторінок документів перед їх виведенням на друк. Відмінність отворів в шарах металізації і звичайних контактних майданчиках використовується при нанесенні символів отворів і створенні керуючих файлів для свердлувальних станків, фотоплотерів, файлів в форматі DXF і складанні звітів. Команда DRC виконує оперативний контроль за дотриманнями зазорів до краю плати, коректно обробляє підключення до полігонів декількох зв’язків, що металізуються, а також коректно вимірює відстані між штриховками полігонів і іншими об'єктами. Для кожного шара ДП індивідуально визначаються форми контактних майданчиків/перехідного отворів і окремо визначаються способи їх приєднання до шарів або областей металізації. У тих випадках, коли безпосереднє підключення до цих областей заборонене, відповідні контактні майданчики виключаються з складу зв’язків, що відображається блакитними лініями між цими майданчиками і найближчими вузлами зв’язків, що свідчать про необхідність завершення трасування зв’язків. При включенні опції DRC контроль за дотриманням технологічних обмежень виконується при виконанні будь-яких команд редагування, які змінюють форму або розташування ліній, дуг, параметрів компонентів, виведення, перехідних отворів або тексту.
Передбачена можливість контролю за дотриманням технологічних обмежень DRC в певних областях ДП. Лінії електричного зв'язку між виведенням і перехідними отворами можуть динамічно оновлюватися при переміщенні компонентів і завантаженні списку з'єднань. Команда висвічення зв’язків Highlight Nets дозволяє висвічувати не тільки зв’язки, але і об'єкти, що належать ім. Звіти про розташування компонентів з вказівкою координат точок приклеювання (Glue Dot) і опорних точок для автоматичної установки (Pick and Place) складаються з урахуванням зміщення початку координат друкованої плати (coordinate offset). Команди Paste Circuit і Paste Circuit From File, розширюють можливості копіювання об'єктів (зокрема, зв’язків і шин) із збереженням електричних зв'язків між ними (при цьому копіюються і атрибути зв’язків, а до імен зв’язків і компонентів додається спеціальна інформація про копіювання). Забезпечена можливість видалення порожніх сторінок схеми, за винятком поточної сторінки. Додатково в списку сторінок можна змінювати їх порядок проходження. Для завдання правил перевірок ERC (Electrical Rules Check, перевірка правильності принципової електричної схеми) введене спеціальне діалогове вікно. Помилки різного характеру можуть за бажанням користувача інтерпретуватися як власне помилки або як попередження, не перешкоджаючі подальшій роботі з проектом. Помилки можуть в звітах про перевірку сортуватися на основі імен правил перевірок, категорій або по рівню значущості. Є також утиліта перегляду і сортування помилок ERC. При повторному виконанні команди ERC можливо частина помилок зробити невидимими (не відмічати їх на схемах маркерами) і занести їх список в файл протоколу. Додатково можна вибрати індивідуальні форми маркерів для помилок різного роду.
Трасувальники викликаються з керуючої оболонки P-CAD PCB і тут же проводиться настройка стратегії трасування. Інформацію про особливості трасування окремих зв’язків можна за допомогою стандартних атрибутів, які сприймають автотрасувальники, ввести на етапах створення принципової схеми або ДП. До них відносяться атрибути ширини траси, типу асоційованих з нею перехідних отворів і їх максимально допустима кількість, ознака заборони розриву зв’язку в процесі автотрасування, ознака заздалегідь розведеного і зафіксованого зв’язку.
Library Executive - менеджер бібліотек Library Manager з розширеними можливостями. Має інтегровані бібліотеки, які містять графічну інформацію про символи і типові корпуси компонентів і текстову пакувальну інформацію. У цьому принципова відмінність від P-CAD для DOS, що має окремі бібліотеки символів і корпусів, що містять як графічну, так і текстову інформацію, що повторюється.
У інтегрованій бібліотеці кожному символу можуть бути зіставлені декілька варіантів корпусів. Бібліотеки легко поповнюються за допомогою графічних редакторів, а пакувальна інформація про корпуси компонентів, логічній еквівалентності виводів і т.п. координується адміністратором бібліотек.
Вся текстова інформація про пакування компонентів і їх атрибути заноситься в дві таблиці, зручні для перегляду і редагування. Тим самим виключаються помилки неузгодженого введення цієї інформації. Бібліотеки всіх попередніх версій P-CAD через текстовий формат PDIF переносяться в ACCELEDA і потім об'єднуються в інтегровані бібліотеки.
Розширений менеджер (адміністратор) бібліотек Library Executive крім звичайних функцій, властиві Library Manager, володіє додатковими. До їх числа відносяться засоби пошуку, імпорту атрибутів компонентів, верифікація бібліотек і проектів. Library Executive дозволяє складати списки відповідності виведення і корпусів компонентів і має засоби перегляду параметрів компонентів. В електронних таблицях параметрів забезпечена можливість одночасної зміни змісту декількох вибраних осередків. У всі електронні таблиці параметрів (Pins, Pattern and Symbol) включені стовпці номерів виводів (Pad Number). Має засобу перегляду всіх бібліотечних файлів і пошуку компонентів з майстрами створення символів і корпусів компонентів по все можливим атрибутам.
Основна новина - взаємодія з майстрами створення символів і корпусів компонентів Symbol Editor і Pattern Editor.
Shape-Based Autorouter - безсіткова програма автотрасування ДП. Раніше компанія Protel розробила цей модуль для свого продукту Protel 99, і зараз адаптувала і додала його в пакет ACCELEDA. Новий модуль призначений для автоматичної розведення багатошарових друкованих плат з високою щільністю розміщення елементів, особливо із застосуванням технології поверхневого монтажу для корпусів елементів, виконаних в різних системах координат. Тут є можливість розміщення провідників під різними кутами на різних шарах плати, оптимізації їх довжини і чисел перехідних отворів. Сучасні безсіткові алгоритми трасування дозволяють аналізувати корисну площу друкованої плати, багато разів виконувати процедури розштовхування, розривання і перемальовування провідників з метою отримання найбільш ефективного їх розташування. Модуль запускається безпосередньо з редактора PCB у вигляді окремого додатку, що дозволяє проводити розведення друкованої плати як в автоматичному, так і інтерактивному режимі. Є можливість блокування заздалегідь розміщених провідників. Стратегія трасування задається за допомогою включення відповідних опцій і прапорів в керуючих діалогових вікнах.
Relay - спрощений графічний редактор ДП, призначений для колективної роботи над проектом. По закінченні розробки ДП її можна переглянути і проконтролювати дотримання технологічних норм. З його допомогою розробник схем може виконати попереднє розміщення компонентів, задати інформацію про ширину ряду зв’язків і допустимі зазори і передати ці дані конструкторам. Є аналогом графічного редактора PCB з обмеженими можливостями. Друковані плати можна переглядати, вручну редагувати і виконувати виведення на принтери і плотер. Не можна створювати керуючі файли фотоплотерів і станків з ЧПУ, трасувати провідників в інтерактивному і автоматичному режимах, створювати шари металізації, виконувати коректування проектів ECO і ряд інших операцій. Relay не тільки засіб перегляду ДП. З її допомогою розробник схем може виконати розставляння компонентів на ДП, задати найбільш істотні атрибути, які будуть використані при автотрасуванні (наприклад, допустимі зазори), і прокласти найбільш критичні траси. Потім ці результати передаються конструктору для завершення розробки друкованої плати з допомогою PCB. Крім того, з допомогою Relay виконується контроль технологічних норм DRC і запускаються утиліти DBX.
Interoute Gold - утиліта, що дозволяє в інтерактивному режимі прокладати провідників, автоматично розсовуючи ті, що заважають, як в популярному раніше трасувальнику MaxRoute. Це розширення графічного редактора друкованих плат PCB опціями для автоматичного розсування заважаючих трас при прокладці провідників вручну (аналогічні можливості були в програмі MaxRoute).
InterPlace - DBX утиліта InterPlace являє собою інтерактивний засіб розміщення компонентів (базова програма PCB дозволяє виконати розміщення компонентів вручну, для автоматичного розміщення використовується окрема програма, що дорого коштує SPECCTRA). Розміщення компонентів виконується з урахуванням технологічних вимог, що є (або Constraints). Компоненти можуть бути об'єднані в фізичні або логічні групи і розміщені на платі, вирівнені, переміщені або повернені.
PCS (Parametric Constraint Solver) являє собою DBX-утиліту, дані в яку передаються з Schematic і PCB. У ній є вікно для перегляду списку компонентів і списку зв’язків проекту. Програма PCS викликається автономно після завантаження принципової схеми в Schematic або друкованої плати в PCB або вибором команди в цих програмах (команда Utils>Design Constraint Manager заноситься в меню цих програм внаслідок інсталяції PCS). Утиліта Pametric Constraint Solver дозволяє задати набір правил проектування (ширина провідника окремого зв’язку, значення зазорів, типи перехідних отворів і для передачі їх програмам авторозміщення компонентів, автотрасування провідників, контролю за дотриманням технологічних обмежень DRC і і виготовлення друкованих плат на етапах створення принципової схеми і ранніх етапах роботи з друкованими платами. Правила проектування задаються у вигляді констант або математичних виразів, що містять ідентифікатори інших правил.
Document Toolbox - додаткова опція ACCEL PCB і Schematic для розміщення на кресленнях схем або друкованих плат різних діаграм і таблиць, складання різних списків і звітів, які динамічно оновлюються, таблиць свердлування, даних про структуру плати, технологічної і облікової інформації, розміщення на кресленнях схем списків з'єднань, виведення живлення і іншої текстової інформації.. Програма призначена для розширення можливостей випуску технічної документації без використання креслярських програм типу AutoCAD. Document Toolbox дозволяє автоматизувати створення конструкторської документації, необхідної для виробництва друкованих плат, що проектуються.
Препроцесори - для виготовлення фотошаблонів на вітчизняному обладнанні необхідно перекодувати в їх формат керуючі файли в форматі Gerber. У цих цілях можуть бути використані препроцесори, створені в свій час для P-CAD 4.5. Зокрема, є препроцесори для перекодування керуючих файлів в форматі Gerber в формати фотоплотерів ADMAP-5, ARISTOMAT, Quest EMMA-30/80, МІНСЬК 2005, КПА-1200, ЭМ-5039. Аналогічні препроцесори створені для свердлувальних станків Exellon, ADMAP-5, Alpha-Z, Micronic-5, А.Р.Б.М, ВП-910, КПМ-3, МА115, ОФ-72Б, СМ600, СФ-4.
Корисні утиліти - Система ACCELEDA постачається спільно з великою кількістю утиліт, написаних на Visual Basic, З або З++ і створюючих інтерфейс DBX (Data Base Exchange). Ці утиліти витягують дані з відкритих файлів схем і друкованих плат, обробляють їх, складають звіти, передають дані третім програмам і вносять коректива в поточну базу даних. Зокрема, з їх допомогою перенумеруються компоненти, створюються звіти в заданому користувачем форматі, автоматично створюються конструктиви компонентів, виведення розташоване на колі або утворить масив, розраховуються паразитні параметри друкованих плат для розрахунків цілісності сигналів за допомогою системи моделювання DesignLab і т.п.
3.8 Пакет авторозміщення і автотрасування SPECCTRA
На сьогоднішній день SPECCTRA 9.х є безперечним лідером серед широкої різноманітності аналогічних. Вона успішно розміщує компоненти в автоматичному режимі і трасує плати великої складності завдяки застосуванню оригінального принципу представлення графічних даних, так званої ShapeBased-технології. На відміну від відомих раніше пакетів, в яких графічні об'єкти представлені у вигляді набору координат точок, в цій програмі використовуються більш компактні способи їх математичного опису. За рахунок цього підвищується ефективність трасування друкованих плат з високою щільністю розташування компонентів, забезпечується автоматичне трасування одного і того ж зв’язку трасами різної ширини і інш.
Автотрасувальник SPECCTRA використовує адаптивні алгоритми, що реалізовуються за декілька проходів трасування. На першому проході виконується з'єднання абсолютно всіх провідників без звернення уваги на можливі конфлікти, що полягають в перетині провідників на одному шарі і порушенні зазорів. На кожному подальшому проході автотрасувальник намагається зменшити кількість конфліктів, розриваючи і прокладаючи знову зв'язки (метод Rip-up-and-retry) і проштовхуючи провідників, розсовуючи сусідні (метод Push-and-shove). Інформація про конфлікти на поточному проході трасування використовується для "навчання" - зміни вагових коефіцієнтів (штрафів) так, щоб шляхом зміни стратегії зменшити кількість конфліктів на наступному проході.
SPECCTRA має велику кількість команд, які задаються двояко: набором їх на командному рядку або вибором з систем меню, забезпечених панелями діалогу і піктограмами; включенням команд в текстовий файл, так званий Do-файл. Протокол виконання команд заноситься в Did-файл, який після редагування може використовуватися як Do-файл для подальшого виконання. Трасування провідників проводиться в три етапи:
1) попереднє трасування;
2) автотрасування;
3) додаткова обробка результатів автотрасування.
Всі фази трасування виконуються в інтерактивному або автоматичному режимі за допомогою набору команд:
Bus - розводки тільки того виведення, яке має однакові координати X або Y. Пріменяется для попереднього трасування мікросхем пам'яті або інших однорідних структур;
Fanout - генерація перехідних отворів поруч з контактними майданчиками планарних компонентів і з'єднання їх короткими провідниками (аналогічне стрингерам системи P-CAD);
Route - трасування абсолютно всіх провідників без звернення уваги на конфлікти: перетин провідників в одному шарі і порушення зазорів. Розводки виконується за декілька проходів. На першому проході розлучаються всі провідники. На подальших проходах переразводяться з'єднання, що мають конфлікти. При цьому динамічно змінюються вагові коефіцієнти (штрафи) так, щоб поступово зменшити кількість конфліктів;
Clean - розводки наново всіх провідників з прокладкою їх по нових трасах, без допуску виникнення нових конфліктів. Ці команди повторюються неодноразово в різних комбінаціях, вибір яких визначає успіх трасування. Додаткова обробка відтрасованої плати виконується за допомогою команд:
Spread - введення додаткового зазора між провідниками;
Testpoint - додання контрольних точок;
Miter - заміна вигинів провідників під кутом 90 град. на діагональні траси під кутом 45 град., довжина яких не менше заданої;
Recorner - заміна вигинів провідників під кутом 90 град. на діагональні траси під кутом 45 град. Всім об'єктам ДП привласнюється певний рівень ієрархії, і вводяться правила трасування, що складає стратегію трасування. У результаті можна, наприклад, автоматично прокласти трасу, що складається з сегментів різної ширини, що неможливо в системі P-CAD. У стратегію трасування можна включити велику кількість підкоманд, задаючих способи вигину трас, центрування провідників і інші особливості стилю розведення конкретної плати.
Графічний редактор EditRoute дозволяє проконтролювати розведену плату і внести в неї наступні зміни:
провести нерозведені траси. При проведенні траси навколо неї для наглядності пунктиром вказується допустимий зазор. У кінці траси стрілками показується напрям найбільш короткого шляху і при натисненні кнопки Finish Route прокладка траси завершується автоматично;
зсув трас і перехідних отворів. При переміщенні сегмента траси вона автоматично огинає перешкоди, зокрема перехідні отвори. І навпаки, при переміщенні перехідних отворів автоматично деформуються провідники, якщо включена опція Push Routing;
копіювання провідників. Дозволяє за одну операцію прокласти декілька "подібних" трас;
заміна типів перехідних отворів;
видалення петель і зламів провідників, зміна їх ширини;
трасування шин.
Крім звичайного контролю дотримання технологічних зазорів типу провідник-провідник, провідник-перехідний отвір і т.п. в системі SPECCTRA виконується контроль максимальної довжини паралельних провідників, розташованих на одному або двох суміжних шарах, що дозволяє зменшити рівень перехресних спотворень і рівень шуму пристрою, що проектується. Контролюється також максимальне запізнення сигналу в окремих зв’язках.
Виклик програми SPECCTRA проводиться автономно з середовища Windows або з редактора PCB. Практично всі сучасні системи мають інтерфейс в SPECCTRA. У останньому випадку в меню Route/Autorouters вибирається тип автотрасувальника і вказується ім'я файла стратегії трасування. У результаті почнеться виконання трасування поточної плати в автоматичному режимі, по закінченні якого управління буде передане зворотно в редактор PCB.
Програма SPECCTRA має режими інтерактивного трасування провідників і розміщення компонентів. SPECCTRA виконує розміщення компонентів і трасування плати, на якому заздалегідь розміщені компоненти за допомогою одного з графічних редакторів друкованих плат PCBoards, P-CAD, TangoPRO, PADS, Protel, OrCAD. Плата із заздалегідь розміщеними компонентами транслюється в формат пакету SPECCTRA. Розведена в програмі SPECCTRA друкована плата транслюється зворотно. Процедура трансляції вбудована в ACCELEDA PCB, графічний редактор PCBoards системи DesignLab, до інших програм транслятори постачаються окремо.
До програми SPECCTRA додатково постачаються декілька опцій, що розширюють її функціональні можливості:
ADV (Advanced) - розширення можливостей настройки стратегії трасування складних плат, зокрема різних значень ширини траси і зазорів на різних шарах трасування, призначення індивідуальних правил трасування окремим зв’язкам і
DFM (Design for Manufacturability) - підвищення технологічності проекту, автоматична генерація контрольних точок для всіх або виділених зв’язків, згладжування кутів, збільшення зазорів при наявності вільного простору;
HYB (Hybrid) - підтримка технології міжшарових перехідних отворів, розміщення перехідних отворів поруч з виведенням планарних, технології монтажу гнучкими провідниками;
FST (Fast Circuit) - облік особливостей проектування високочастотних пристроїв, контроль максимальної довжини паралельних провідників для зменшення перехресних спотворень, контроль затримок поширення сигналів, розводки диференціальних каскадів, заокруглення кутів, спеціальні правила трасування для виділених областей, введення екрануючих зв’язків.
EditPlace - інтерактивне розміщення компонентів, не покидаючи програму SPECCTRA. Виконується розміщення, зсув, поворот, вирівнювання і перестановка компонентів, перенесення їх на протилежний бік плати. При переміщенні компонента він може зсувати той, що заважає йому один або декілька компонентів. Можна вибрати компонент з найбільшим числом зв'язків і запропонувати найкраще місце його розміщення. Зображається гістограма щільності зв'язків. При розміщенні компонентів контролюється дотримання допустимих зазорів між компонентами. Дозволяється додавати/видаляти компоненти і електричні зв'язки. Є одна додаткова опція:
AutoPlace - автоматичне розміщення компонентів на одному або двох боках плати.
Крім того, є різні варіанти ліцензій для розробки двошарових друкованих плат без обмеження кількості компонентів, чотирьохшарових плат з кількістю компонентів не більше за 4000 і 256-шарових друкованих плат без обмеження кількості компонентів.
4 Циклічні контрольні суми
4.1 Принцип утворення і використання циклічних контрольних сум
При передачі інформації в локальних мережах можливі помилки, тобто спотворення інформації, що передається. Ці помилки необхідно виявляти і виправляти. Контроль правильності передачі інформації може виконуватись як приймачем, так і передавачем.
Контроль передавачем на відміну від контролю приймачем не потребує практично ніякого додакового часу. Але як приймаючий абонент може взнати, чи є помилки в прийнятій інформації? Ідея в полягає наступному: до інформації добавляються додаткові контрольні біти, в які входить в згорнутому вигляді характеристика всіх інформаційних бітів. Вважається, що ймовірність спотворення цих додаткових бітів набагато менша, ніж інформаційних бітів (менша у стільки ж разів, в скільки разів кількість додаткових бітів менша кількості інформаційних бітів). А далі приймач перевіряє відповідність прийнятих інформаційних і контрольних бітів, і на основі цього і робиться висновок про наявність помилок. Потім він повідомляє передавачеві, чи виявив він помилки чи ні, а передавач при необхідності повторює свою передачу.
Дуже часто додаткові контрольні біти формуються як циклічна контрольна сума. Її використання викликане прагненням підвищити якість контролю, тобто збільшити ймовірність виявлення помилок. Цю суму не можна просто обрахувати програмно, однак надійність такого методу контролю набагато нижча ніж при його апаратній реалізації. Даний метод часто називають “циклічним контролем за надлишковостю” (скорочено СRС - Сусliс Radundanсу Сheсk). Зміст його заключається в наступному: весь інформаційний пакет розглядається як М-розрядне двійкове число, де M - кількість біт в пакеті. Для об...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора