Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Проектування радіоелектронної апаратури
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
САПР електронних приладів та пристроїв
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
ЗМІСТ
1.Вступ………………………………………………………………………………..3
Розділ 1……………………………………………………………………………….3
1.1.Алгоритми компоновки………………………………………………..3
1.2.Послідовні алгоритми компоновки…………………………………...5
1.3.Ітераційні алгоритми компоновки…………………………………..9
1.4.Алгоритми розміщення……………………………………………….10
1.5.Силові алгоритми розміщення……………………………………….12
1.6.Ітераційні алгоритми розміщення…………………………………...13
1.7.Послідовні алгоритми розміщення…………………………………..14
1.8.Алгоритми трасування………………………………………………..15
1.9.Хвильовий алгоритм Лі………………………………………………17
1.10.Модифікації алгоритму Лі…………………………………………..19
1.11.Променевий алгоритм трасування…………………………………20
Розділ 2……………………………………………………………………………...21
2.1. . Проектування електричних принципових схем пристроїв електронної техніки у середовищі САПР P-CAD………………….....21
2.2.Інтерактивне розміщення компонентів друкованих вузлів та багатошарових керамічних плат………………………………………...28
2.3. Автоматичне трасування провідників друкованих плат пристроїв електронної техніки у середовищі САПР P-CAD……...35
2.4. Підготовка конструкторської документації багатошарової керамічної плати…………………………………………………………..44
Висновок……………………………………………………………………………46
Література………………………………………………………………………….47
Вступ
При конструкторському проектуванні РЕА (радіоелектронної апаратури) вирішуються завдання, пов'язані з пошуком якнайкращого варіанту конструкції, що задовольняє вимогам технічного завдання і що максимально враховує можливості технологічної бази виробництва. Тісна взаємозв'язаність задач і велика розмірність кожної з них зазвичай не дозволяє запропонувати метод пошуку оптимального конструктивного рішення в єдиному циклі у зв'язку з труднощами створення загальної математичної моделі, особливості конструкторсько-технологічної бази виробництва, що комплексно враховує. Тому розробка і реалізація алгоритмів і методів рішення окремих задач етапу конструкторського проектування: компоновки, розміщення і трасування, - до цих пір залишаються актуальними проблемами, рішення яких невід'ємно пов'язане з розвитком систем автоматизації проектування.
РОЗДІЛ 1
1.1.Алгоритми компоновки
Як вже зазначалося, першим етапом проектування будь-якого пристрою є формування ТЗ та розробка структури системи.Як правило, цим займається розробник, який надалі буде створювати і принципову схему пристрою. На даному етапі основною є текстова документація, але вона майже завжди супроводжується випуском структурних або функціональних схем.Звичайно, існують і більш зручні для виконання такого роду схем спеціалізовані графічні редактори, наприклад Visio 2000.Вони дозволяють виконати структурну схему можливо якісніше і швидше ніж редактор ACCEL Schematic або ACCEL PCB, однак більшості розробників набагато звичніше виконувати структурні та функціональні схеми в тій же системі, де буде виконуватися і схема електрична принципова.Крім того, як правило засоби виведення конструкторської документації на паперовий носій (наприклад струминні плотери) як правило налаштовані для роботи з одним пакетом і виконання функціональних схем в середовищі, наприклад,потужного редактора Corel Draw зажадає від розробника по-перше його освоєння (а значить і тимчасових витрат!), По-друге доведеться займатися адаптацією периферії, не кажучи вже про місце на диску і значних фінансових затрат на купівлю пакета, можливості якого будуть використані на 5-7%.Тому ризикну уславитися «невігласом і містиком», але я всіляко рекомендую виконувати всю конструкторську документацію в одному середовищі.Тим більше, що в ACCEL EDA можливе використання вбудованих механізмів Windows, дозволяють виконувати копіювання інформації в буфер і її використання з інших програм, зокрема різних текстових процесорів для оформлення документації.
Тут слід зробити невеличкий відступ щодо оформлення текстової та графічної конструкторської документації з використанням персональних ЕОМ. За дев'ять років роботи в області автоматизації проектування РЕА мені доводилося спостерігати різні підходи до цього відповідального справі.Обрушився на початку 1990-х років на СРСР, а потім Росію вал всіляких програмних продуктів, часто сумнівної якості і походження, породив у деяких розробників прагнення спробувати все.Як відомо, вчитися краще на чужих помилках, тому хочеться застерегти читача від деяких. По-перше, категорично не рекомендую використовувати для оформлення різних текстових і графічних документів одночасно кілька різних текстових редакторів і систем САПР друкованих плат.Незважаючи на те, що дане правило очевидно, часто-густо зустрічаються групи розробників, де одночасно використовуються MS Word (причому різних версій), «Лексикон» і навіть ChiWriter (!), Схеми принципові виконуються в P-CAD 3.0 (!!),потім формується окремий текстовий файл сполук (*.alt), трасування виконується в P-CAD 4.5, а на виведеному на плоттер кресленні вручну (!!!) виконуються необхідні написи і наносяться розміри. Зрозуміло, що в цьому випадку мати перед очима всю картину роботи над проектом неможливо в принципі, та й електронний архів КД не створиш.По-друге, вся конструкторська документація (природно за винятком йде на експорт, яка повинна виконуватися у відповідності зі стандартами, прийнятими у замовника) повинна задовольняти вимогам ЕСКД. Не буває часткового задоволення вимогам стандартів.Незважаючи на це, у книзі [1] на стор.49 читаємо: У результаті секції компонентів отримають позначення DD1: 1, DD2: 2 і т.д., майже так, як це вимагає ЕСКД (в точності по ЕСКД потрібно відокремлювати номер секції НЕ двокрапкою, а точкою: DD1.1, DD1.2 і т.д., але це розходження можна вважати несуттєвим).Майже без коментарів (див. епіграф до введення (як перший, так і другий)). По-третє, необхідно ретельно продумувати тактику і стратегію використання САПР в рамках колективу розробників, для того, щоб уникнути нестиковок між розробником схеми і конструктором,конструктором і технологом.На жаль, за довгі роки використання САПР P-CAD так і не склалося єдиної загальновживаної методики його використання.Автору довелося читати керівні технічні матеріали (РТМ) різних підприємств, що належали різним міністерствам і відомствам колишнього СРСР, і всі вони мають масу відмінностей, часто принципових.Тому перед тим як приступити до проектування плати, необхідно узгодити всі деталі, пов'язані з її передачею у виробництво. У відповідній чолі цієї книги ми приділимо цього питання значну увагу.
Не менш складною і актуальною при використанні САПР є проблема підтримки символів російського алфавіту. На щастя останні версії ACCEL EDA і P-CAD 2000 забезпечують підтримку шрифтів True Type Font (TTF) не тільки в редакторі ACCEL Schematic, але і в редакторі ACCEL PCB.Використання шрифтів TTF дозволяє вводити символи кирилиці. Для нової версії характерна можливість зображення на дисплеї тексту, в якому використовуються векторні шрифти, тонкими лініями.
Після вироблення технічного завдання та випуску функціональної та структурної схем починається етап створення схеми електричної принципової і переліку елементів. Цей етап, незважаючи на гадану очевидність щодо використання САПР, таїть ряд небезпек.Справа в тому, що практично всі сучасні розробки немислимі без попереднього моделювання їх роботи в одному з пакетів схемотехнічного проектування [6].Тому виконана в пакеті САПР друкованих плат схема електрична принципова в ідеалі з одного боку повинна бути придатна для подальшої трасування плати, з іншого боку вона ж повинна передаватися в пакет моделювання. На жаль, в реальності, як правило, картина інша.Найбільш відомим в Росії пакетом, які мають одночасно як засобу моделювання, так і проектування друкованих плат є DesignLAB розробки фірми Microsim (нині цей продукт належить фірмі OrCAD, яку в свою оередь купила Cadence).Однак у силу цілого ряду причин, даний пакет не отримав широкого розповсюдження при проектуванні друкованих плат, і більшість розробників схильні використовувати продукти лінії P-CAD і її нащадка ACCEL EDA і P-CAD 2000.У дуже рідкісних випадках, для моделювання використовується та ж схема, оскільки не завжди можливо відтранслювати її у формат, зрозумілий програмі моделювання Особливо це помітно на старих версіях P-CAD.Багато хто, напевно, пам'ятають невдалу спробу включити в P-CAD програми моделювання цифрових пристроїв PC-Logs і т.п. Крім того, трансляція схем з P-CAD у пакет аналогового моделювання PSpice була дуже непростою справою, який ускладнюється особливостями роботи з бібліотеками компонентів P-CAD.У цьому відношенні в системах ACCEL EDA і P-CAD 2000 зроблено великий крок вперед. Тепер проблема конвертації форматів та взаємодії з пакетами третіх фірм практично вирішена. У графічному редакторі Schematic є необхідні для цього команди.Іншою особливістю процесу створення схеми є необхідність її перевірки на наявність грубих помилок (об'єднання виходів логічних елементів, його замикання на землю і харчування тощо).На відміну від попередніх версій, в ACCEL EDA і P-CAD 2000 цей процес ставати дуже приємним (природно при коректно створених бібліотечних компонентах).Що стосується помилок у схемі електричної принципової, то тут єдина можливість перевірки - копітка, вимагає величезного уваги робота розробника з пошуку власних і привнесених (у разі виконання схеми в САПР іншою особою) помилок.На мій погляд, це найвідповідальніший етап при проектуванні пристрою. Як показує практика, 90 відсотків помилок на готовій платі є наслідком саме неуважність.
Ще однією корисною особливістю останніх версій ACCEL EDA і P-CAD 2000 є можливість підтримки редактором Schematic ієрархічних структур та багатосторінкових схем.Останнє нововведення значно полегшує роботу над складними проектами, в тому числі і тоді, коли розробку різних частин принципової схеми ведуть декілька розробників. У цьому випадку досить легко здійснити об'єднання декількох файлів проекту в один.Нагадаємо, що в старих версіях P-CAD для роботи з багатоаркушевих схемами доводилося вручну здійснювати об'єднання різних файлів схем в один за допомогою конфігураційного файлу.
По завершенню роботи над схемою електричною принциповою, настає довгоочікуваний етап безпосередньо проектування друкованої плати. Починається він з малювання контуру друкованої плати і розміщення компонентів. Для цього в ACCEL EDA і P-CAD 2000 передбачено графічний редактор ACCEL PCB.Особливістю версій ACCEL EDA і P-CAD 2000 є наявність ще одного графічного редактора Relay (вперше з'явився у версії 12.1). Даний редактор, по суті, являє собою спрощений варіант редактора ACCEL PCB.Володіючи практично всіма можливостями по перегляду та редагування друкованої плати, Relay є принципово новим засобом, призначеним для колективної роботи над проектом.Як відомо, практично завжди функції розробника принципової схеми закінчуються на видачу конструктору ТЗ на проектування друкованої плати, в якому вказується рекомендований розташування компонентів, вимоги до розташування і ширині друкованих провідників і т.д.За допомогою Relay можливо виконати попереднє розміщення компонентів, поставити необхідні для трасування зазори і виконати трасування найбільш відповідальних ланцюгів.
Основна робота з трасуванні друкованої плати виконується конструктором в графічному редакторі ACCEL PCB.Слід відразу ж зазначити, що автор є категоричним противником автоматичного розміщення компонентів і трасування друкованих провідників.Незважаючи на багатообіцяючі проспекти і хвалебні виступу вісім розробників плат з десяти скажуть, що якісна трасування в автоматичному режимі можлива тільки у разі не дуже відповідальних цифрових пристроїв які працюють на невисоких частотах.У всіх інших випадках трасування виконується вручну. Що стосується розміщення компонентів в автоматичному режимі, то автору невідомо жодного успішного випадку застосування цієї функції.Єдина користь від коштів, забезпечують даний режим - це можливість візуалізації можливостей трасування друкованих провідників у вигляді гістограм і так званих силових векторів для найбільш критичних ділянок плати.Тим не менш, оскільки значна частина читацької аудиторії складається зі студентів і любителів дослідити особливості складних програмних продуктів, які мають достатній час,в розділі 3 наводяться досить повні відомості про вбудовані в ACCEL EDA автоматичних трассировщикам друкованих плат (ACCEL Autorouters) Quick Route і PRO Route (останній замінений у версії P-CAD 2000 новим бессеточная трасувальником).. У Додатку 9 наводяться відомості про потужний продукт фірми Caddence-трассировщик SPECCTRA [10,11].
Ведення проекту в будь-САПР друкованих плат неможливо без різних допоміжних програм, призначених для складання звітів, генерації текстових конструкторських документів (переліків та специфікацій), корекції бази даних, автоматичної генерації бібліотечних компонентів,конвертування у формати САПР третіх фірм,аналізу електромагнітної сумісності та цілісності сигналів і т.д. Зокрема, до складу ACCEL EDA і P-CAD 2000 включена нова програма Document Toolbox, призначена для розширення можливостей випуску технічної документації без використання креслярських програм типу AutoCAD.Як не дивно, але до останнього часу більшість розробників недооцінюють роль допоміжних засобів, хоча їх застосування дозволяє істотно скоротити як тимчасові витрати, так і підвищити якість проектування та супроводу конструкцій апаратури.Зокрема, в системі P-CAD ще з ранніх версій відомий механізм внесення змін до проекту ECO (Engineering Change Order), який дозволяє записувати у файл протоколу зміни,виконані в графічному редакторі схем Schematic для подальшої їх передачі в редактор плат ACCEL PCB з метою внесення відповідних змін і навпаки,виконувати коригування схеми відповідно до змін в конструкції плати.У ACCEL EDA і P-CAD 2000 даний механізм суттєво вдосконалений і розвинений, значно зручніше стала робота з цими функціями. (У попередніх версіях P-CAD ці функції виконувала окрема утиліта PC-ECO, зараз вони інтегровані в графічні редактори).Детально робота над коригуванням проекту буде розглянута в розділі 5.
Слід зазначити, що в більшості випадків для забезпечення зручності електронного обігу конструкторської документації підсумковий креслення або схема виконуються в САПР AutoCAD, тому найбільш часто використовуваної допоміжної програмою є конвертор з формату P-CAD в AutoCAD.Незважаючи на введення в ACCEL EDA і P-CAD 2000 додаткових можливостей з оформлення конструкторської документації, слід визнати, що поки вони ще далекі від досконалості.Крім того, друкована плата є складальної одиницею, що входить до складу складного виробу, і буває необхідно провести крім поведінкового моделювання електронної схеми міцнісний розрахунок, розрахунок теплового режиму конструкції і т.п.Більш того, конструктив друкованої плати інтегрується в конструкцію всього виробу, яка може (а краще повинна!) Проектуватися у повноцінній асоціативної САПР, наприклад PRO Engineer.У цьому випадку постає завдання перенесення файлів не тільки у внутрішньому форматі представлення даних власне системи ACCEL EDA, але і в будь-якому доступному для більшості систем форматі передачі даних (DXF і т.п.). Існує два шляхи для вирішення цієї проблеми.По-перше, можна використовувати готовий або написати самостійно конвертер з формату ACCEL EDA в необхідний формат. По-друге, можливо використовувати САПР, «розуміє» формат ACCEL EDA і що має можливість зберегти файл у потрібному форматі.Очевидно, що кожен із шляхів має свої недоліки і переваги. Треба відзначити, що в ACCEL EDA і P-CAD 2000 істотно розширені функціональні можливості як внутрішнього інтерфейсу DBX, так і взаємодію з програмами третіх фірм.Внесено зміни у формати ACCEL ASCII, DBX і ECO, які тепер повністю документовані і доступні зацікавленим особам на їх вимогам. У Додатку 14 наводиться докладний опис роботи з утилітами, що утворюють інтерфейс DBX.
Важливою особливістю ACCEL EDA 14.0 і 15.0 є можливість попереднього перегляду зображення перед друком графічних конструкторських документів, в тому числі, існує функція попереднього перегляду однієї або декількох сторінок документа перед друком.Ще однією приємною особливістю систем ACCEL EDA і P-CAD 2000, полегшує роботу і дозволяє заощадити місце на диску є архівування файлів схем (*. sch) і плат (*.pcb) при їх збереженні за бажанням користувача і безумовне архівування Gerber-файлів і керуючих файлів для свердлильних верстатів, при цьому забезпечується повна сумісність з архіватором PKZip.
Етап підготовки плати до виробництва, докладно описаний у розділі 6 складається з двох складових частин: перевірки дотримання технологічних норм при створенні конструкції друкованої плати та сполучення системи автоматизованого проектування з програмами автоматизованого виробництва.У версіях ACCEL EDA і P-CAD 2000 істотно розширені можливості контролю технологічних норм DRC (Design Rules Check).Зокрема, крім традиційного контролю величини зазорів між друкованими провідниками, введений контроль зазору до краю плати (Як не дивно, дана опція існувала в P-CAD 4.5, але при переході до версій під Windows була виключена).Крім того, DRC виконує оперативний контроль за дотриманням прийнятних величин зазорів до краю плати, а також обробляє підключення до металлизируемого полігонам декількох ланцюгів. При використанні областей металізації на друкованій платі (т.зв.полігони), програма DRC коректно вимірює відстані між штрихуваннями сітчастих полігонів та іншими об'єктами, а також дозволяє автоматично видалити не приєднані до ланцюга «острівці».
Повноцінне використання САПР проектування друкованих плат немислимо без сполучення з програмно-апаратними засобами автоматизації виробництва.Безумовно, в рамках однієї книги неможливо охопити весь спектр питань, які стосуються адаптації конкретного обладнання до систем ACCEL EDA і P-CAD 2000.Більше того, відчувається певний дефіцит інформації з цього питання, за останні роки тільки одна робота [5] присвячена проблематиці сполучення сучасних САПР з вітчизняним обладнанням.Тим не менш, у главі 6 розглядається досить широке коло питань, пов'язаний з підготовкою друкованих плат до виробництва, а в Додатку 18 описаний формат PDIF, що дозволяє забезпечити перенесення і конвертацію даних як зі старих версій P-CAD у формат ACCEL EDA і P-CAD 2000, так і навпаки.Наводиться опис особливостей роботи над вихідними Gerber-файлами для фотоплотерам за допомогою комплексу програм CAM350.Треба зауважити, що до цього часу основним стримуючим фактором (природно, крім фінансового), що обмежують заміну на виробництві старих версій P-CAD на ACCEL EDA є нерозвиненість постпроцесорів,дозволяють перекодувати керуючі файли з формату Gerber у формат вітчизняних фотоплотерам і верстатів з ЧПК.
Скоріше рано, ніж пізно розробник стикається з проблемою створення бібліотек компонентів. Як правило, необхідність у цьому виникає при створенні умовних графічних зображень компонентів (УДО) відповідно до діючих стандартів.Для створення бібліотечних компонентів використовуються можливості графічних редакторів Schematic і PCB, а для упраления бібліотеками використовується програма Library Executive. Прототип цієї програми входив вже у версію P-CAD 4.5 під назвою PC-COMP.На відміну від ранніх версій P-CAD, ACCEL EDA і P-CAD 2000 мають інтегровані бібліотеки, які містять графічну інформацію про символи й типові корпуси компонентів і текстову пакувальну інформацію.Більш того, на сайті фірми-розробника ACCEL EDA і P-CAD 2000 (Додаток 11) відкрито опубліковані і постійно оновлюються бібліотеки, що містять компоненти декількох десятків виробників.Звичайно, вони не відповідають діючим ГОСТам, але їх неважко доопрацювати для використання при розробці КД, відповідної нормативної документації. Як відомо, P-CAD має окремі бібліотеки символів і корпусів, що містять як графічну, так і повторювану текстову інформацію.Створення бібліотечного компоненту і робота з бібліотеками докладно описана в главі 4. У інтегрованої бібліотеці ACCEL EDA кожному умовному графічному позначенню (Symbol) відповідають декілька можливих варіантів корпусів (Pattern).Вся інформація про упакування компонентів заноситься в таблиці, зручні для перегляду і редагування, завдяки чому вдається практично усунути помилки через неузгодженого введення пакувальної інформації,можливі в системі P-CAD (хоча кошти PC-COMP дозволяли в більшості випадків виявити і усунути їх).Бібліотеки, створені для попередніх версій P-CAD, переносяться в ACCEL EDA і P-CAD 2000 через текстовий формат PDIF (див. Додаток 18).Це може бути досить актуально при переході на нову систему, слід тільки виявляти підвищену увагу правильності конвертації і уникати появи нових помилок.
РОЗДІЛ 2
2.1. Проектування електричних принципових схем пристроїв електронної техніки у середовищі САПР P-CAD
Методи опису принципових електричних схем можна розділити на символьні (текстові) та графічні.
Символьні методи передбачають опис ПЕС на деякій вхідній мові. При цьому виділяються два основних способи опису ПЕС:
опис ПЕС за електричними ланцюгами;
опис ПЕС за елементами (компонентами).
В першому способі за основну одиницю ПЕС приймається електричний ланцюг. Електричні ланцюги іменуються. Для кожного ланцюга вказуються імена контактів елементів, що входять в дане коло.
В другому способі за основну одиницю ПЕС приймається схемний елемент (компонент). Для кожного контакту елемента вказується ім'я електричного ланцюга, в яке входить даний контакт.
Приклад опису фрагменту ПЕС за електричними колами:
S1 = X1/1, R1/1;
S2 = R1/2, R2/1, C1/1;
S3 = X1/2, C1/2, X2/1;
S4 = R2/2, X2/1.
Приклад опису фрагменту ПЕС за компонентами:
X1 = 1/S1, 2/S3;
R1 = 1/S1, 2/S2;
R2 = 1/R2, 2/S4;
C1 = 1/S2, 2/S3;
X2 = 1/S4, 2/S3.
В наведених прикладах: S1… S4 – імена електричних ланцюгів; X1, X2, R1, R2, C1 – імена компонентів; 1, 2 – імена контактів (виводів) компонентів.
Опис ПЕС за електричними колами доцільно застосовувати для схем з великою кількістю дискретних елементів, які мають небагато контактів; опис за елементами - для схем, які мають елементи з великою кількістю контактів (інегральні міросхеми). Більшість сучасних САПР допускають комбінації вказаних способів опису ПЕС.
Найвищу ефективність при проектуванні ПЕС забезпечують графічні інтерактивні методи. Ці методи повинні мати засоби для побудови зображень схемних компонентів, їх розміщення на схемі та побудови з'єднань між елементами.
До найбільш відомих та ефективних засобів інтерактивного проектування ПЕС належить графічний редактор Schematic САПР P-CAD.
Примітка: команди, вікна та опції графічного редактора Schematic САПР P-CAD в тексті цих методичних вказівок позначені жирним куривом.
Настроювання параметрів конфігурації редактора проводиться після виконання команди Options/Configure. В області вікна Workspace Size (розмір формату) необхідно вибрати один з стандартних листів. Габарити вибраного формату листа підсвічуються в рядках вікна Width (ширина) і Height (висота). В області Orthogonal Modes (Options/Configure) встановлюється режим введення електричних кіл і ліній: 90/90 Line-Line - введення ортогональних ліній, 45/90 Line-Line - введення діагональних ліній. При включеному першому режимі лінії проводяться під прямим або під довільним кутом. У другому випадку - по діагоналях або під довільним кутом. Рекомендується включити обидва режими.
Число, проставлене у вікні Increment Value області Net Increment, вказує крок, на який збільшується номер електричного кола, що вводиться в схему.
У вікні Zoom Factor вказується масштаб зміни зображення по командах меню View/Zoom або при одноразовому натисненні клавіш «сірий» плюс або «сірий» мінус.
Настроювання сітки екрана проводиться в діалоговому вікні яке викликається командою Options/Grids.
Меню Options/Text Style дозволяє визначити стиль тексту, що встановлюється по замовчуванню, а при необхідності формує і інші стилі написів:
Default - шрифт, що немасштабується по замовчуванню (відстань між рядками 2,5 мм);
Pin Style - шрифт для імен виводів компонентів;
Part Style - шрифт для імен компонентів;
Wire Style - шрифт для імен кіл;
Port Style - шрифт для імен портів;
Default TTF - шрифт, що масштабується (по замовчуванню шрифт Ariаl, розмір 3,17 мм).
Потрібний шрифт призначається двійним клацанням миші на його ім'я.
Електричні схеми виконуються без дотримання масштабу. Реальне розташування компонентів на монтажно-комутаційному полі не враховується при малюванні електричних схем. Вибраний розмір формату листа, на який виводиться малюнок схеми, повинен забезпечити компактність і ясність при читанні деталей схеми.
На електричній схемі зображаються символи компонентів, електричні зв'язки між ними, текстова інформація, таблиці, буквено-цифрові позначення і основні написи на форматах схеми.
Лінії на всіх схемах одного проекту виконуються товщиною від 0,2 до 1 мм. З'єднання і умовні позначення компонентів виконуються лініями однакової товщини. Потовщеними лініями малюються джгути (загальні шини). Кожний зв'язок при її з'єднанні зі джгутом позначається номером або своїм ім'ям і повинна підключатися під прямим кутом або під кутом 45°.
Неприєднані виводи символів («висячі» контакти) і виводи кіл, не підключені до інших контактів або інших фрагментів кола, позначаються підсвіченими квадратиками, які гаснуть після їх електричного з'єднання. Місця з'єднань фрагментів одного і того ж кола позначаються точкою (рис. 3).
Рис.1.Фрагмент принципової електроичної схеми
У вікно Net Name можна ввести ім'я електричного кола. Якщо бажана впорядкована послідовність імен кіл що підводяться до шини, встановіть прапорець Increment Port Name. Перемикачі Pin Count, Pin Length і Pin Orientation (число контактів порта, довжина, вивід і орієнтація контакту відповідно) встановіть в потрібне положення. Встановіть форму порта Port Shape і натисніть кнопку ОК.
Тепер можна підключати порти до кіл, що іменуються клацанням миші. Поточне ім'я кола відображається автоматично (рис. 1). Іменовані таким чином коло є глобальними (Global) і їх можна перейменовувати командою Edit/Nets.
Після вибору компонента, клацання правою кнопкою миші і виборі рядка Highlight Attached Nets висвічуються всі електричні кола, підключені до виділеного компонента. Скасування підсвічення кіл виконується вибором рядка Unhighlight Attached Nets.
При пошуку потрібного компонента на схемі виконується команда Edit/ Parts, потім вибирається ім'я компонента і натискається кнопка Jamp. Екран зміщується у бік потрібного компонента, а сам компонент підсвічується на схемі. Якщо компонент знаходиться на іншому листі схеми, то перемикання на потрібний лист відбувається автоматично. В діалоговому вікні, що з'являється Edit Part за допомогою опції Properties можна редагувати різні параметри компонента в діалоговому вікні Part Properties.
При пошуку потрібного кола виконується команда Edit/Nets, потім в діалоговому вікні (рис. 4) вибирається ім'я кола і послідовно натискаються кнопки Select і Jamp to Node, екран зміщується у бік вибраного кола і коло підсвічується на поточному листі і інших листах, якщо воно на них є.
Для переміщення компонентів або електричних кіл схеми необхідно їх спочатку виділити, а потім переміщувати за допомогою миші. При одночасному переміщенні групи об'єктів (наприклад, компонент і пов'язані з ним ланцюги) спочатку їх треба виділити по черзі (з одночасним натисненням клавіші Ctrl), а потім перетягнути виділену групу елементів схеми в потрібне місце. Порушену геометрію сегментів кіл після їх переміщення можна виправити. Для цього необхідно виділити необхідний сегмент і перетягнути його вершину в необхідне місце.
Рис.2. Пошук і виділення електричних кіл на листах проекту
Перед переміщенням групи об'єктів схеми доцільно викликати контекстне меню (натиснувши праву кнопку миші) і вибрати команду Selection Point для установки точки прив'язки. При переміщенні об'єктів в рядку інформації екрана монітора виводяться значення зміщення точки прив'язки dX і dY відносно її первинного положення.
Скопіювати виділений об'єкт схеми можна за допомогою миші, утримуючи клавішу Ctrl і одночасно переміщуючи об'єкт у потрібне місце. Для копіювання і вставки об'єктів схеми можна використати стандартні команди Edit/Copy і Edit/Paste. При копіюванні групи об'єктів глобальні кола (підключені до портів, або виводів компонентів, що мають тип Power) не змінюють своїх імен. Інші ж кола перейменовуються .
При створенні складних електричних схем практично важко уникнути помилок при введенні всіх об'єктів схеми. Тому завжди необхідно проводити перевірку схеми на наявність синтаксичних помилок («висячі» кола і контакти компонентів, одноконтактні кола тощо.).
Перевірку схеми виконують по команді Utils/Erc (Electrical Rules Check) - перевірка правильності електричних з'єднань).
У області Design Rule Checks встановлюється перелік параметрів, що перевіряються:
Single Node Nets - кола, що мають єдиний вузол;
No Node Nets — кола, що не мають вузлів;
Electrical Rules — електричні помилки з'єднань (сполучаються два виходи компонента або виходи підключені до загальних кіл і т. д.);
Unconnected Pins — непідключені виводи компонентів;
Unconnected Wires — непідключені кола;
Bus/Net Rules — підведені до шини кола, які не підключені хоч би один раз до іншого компонента;
Component Rules — компоненти, накладені на інші компоненти;
Net Connectivity Rules — неправильне підключення кіл «землі» і «живлення»;
Hierarchy Rules — помилки в ієрархічних структурах.
Міра значущості конкретної помилки (Error - недопустима помилка, Warning - попередження про некритичну помилку, Ignored - помилку допускається ігнорувати) користувач може встановити самостійно після натиснення на кнопку Severity Levels, виділенні конкретного параметра (в стовпці Rule) і активізацій відповідного прапорця в області Severity Level.
Для виведення текстової інформації про виявлені помилки треба вибрати фрагмент схеми з поміткою помилки і виконати команду Edit/Properties.
При записі файла електричної схеми (File/Save As) можна заздалегідь вибрати формат запису — бінарний (Binary Files) або текстовий (ASCII Files). Розширення імені файла - SCH. Бінарний файл є більш компактним і є основним, а текстовий файл призначений для обміну даними з іншими програмами.
Деякі параметри конфігурації схемного редактора зберігаються безпосередньо в файлі (система одиниць вимірювання, набір кроків сітки, стилі текстів і т. д.), а інші параметри заносяться в файл SCH.INI (значення ширини ліній, імена бібліотек, що завантажуються, формат креслення схеми і т. д.).
З метою збереження настройок параметрів конфігурації схемного редактора і використання їх надалі можна створити файл, який не має графічної інформації, але параметри конфігурації виставлені такими, які потрібно користувачу. Файлу привласнюється оригінальне ім'я, наприклад template.sch.
2.2.Інтерактивне розміщення друкованих вузлів пристроїв електронної техніки в середовищі P-CAD.
На етапі розміщення компонентів використовуються такі вхідні дані:
- електрична принципова схема або список ланцюгів;
- конструктивні параметри елементів (форма, геометричні розміри та інші);
- параметри робочого монтажного поля (габарити поля, розміри дискретів для розміщення компонентів, координати областей, які заборонені для розміщення компонентів).
Основна мета задачі розміщення компонентів полягаєі у створенні найкращих умов для наступного трасування провідників. В більшості випадків як критерій оптимальності на етапі розміщення компонентів використовуїться вимога мінімізації сумарної довжини проввдників.
Алгоритми розміщення компонентів можна розділити на такі основні групи:
- послідовні (конструктивні);
- на основі математичних та фізичних аналогів;
- ітераційні.
Для проектування цифрової апаратури найчастіше використовується послідовний алгоритм розміщення компонентів на дискретному робочому полў. При цьому на кожному кроці за допомогою послідовного алгоритму вирішуються дві основні задачі:
- вибір чергового компонента для розміщення;
- вибір дискрету робочого поля для розміщення даного компонента.
При вирішенні першої задачі використовується критерій максимально∙кількості зв'язків поточного компонента з компонентами, які в даний час вже розміщені, другої - мінімальна сумарна довжина провідників, що з'єднують компоненти.
Ітераційний алгоритм парних перестановок призначений для покращення початкового розмўщення компонентів, тобто для мінімізації сумарної довжини провідників. У цьому випадку два компоненти міняються місцями в визначається сумарна довжина провідників. Якщо отримана сумарна довжина провідників менша, ніж попередня, компоненти фіксуються на нових місцях, в іншому випадку ця перестановка анулюється і проводиться нова.
Після запуску графічного редактора (файл РСВ.ЕХЕ) необхідно настроїти його конфігурацію, параметри якої встановлюються в поточному файлі і зберігаються для подальших сеансів проектування ДП. Настройка параметрів проводиться при виклику відповідних опцій меню Options в закладках General, Online DRC, Route і Manufacturing.
У області Units закладки General вибирається система одиниць. У області Workspase Size вказується розмір робочої області для розміщення компонентів і трасування електричних з'єднань.
Завдання кроку сітки виконується командою Options/Grid.
Шари можна використати по замовчуванню, а також створювати і видаляти після виконання команди Options/Layers.
У закладці Layers в області Туре шари плати поділяються на три типи і позначаються:
Signal - шар разводки провідників, позначажється першим символом S.
Plane - шар металізації, позначається першим символом Р.
Non Signal - допоміжні шари, позначаються першим символом N. Список шарів проекту вказується в стовпці Layers:
Тор - провідники на верхній стороні плати (сторона установки компонентів);
Top Assy - атрибути на верхній стороні плати (текстові позначення компонентів);
Top Silk -шовкографія на верхній стороні плати (позиційні позначення компонентів);
Top Paste - графіка пайки на верхній стороні плати;
Top Mask - графіка маски пайки на верхній стороні плати;
Bottom - провідники на нижній стороні плати;
Bot Mask - графіка маски пайки на нижній стороні плати;
Bot Paste - графіка пайки на нижній стороні плати;
Bot Silk -шовкография на нижній стороні плати;
Bot Assy - атрибути на нижній стороні плати;
Board - границі плати.
Кожний шар може бути включений (Enable, символ Е) або вимкнений (Disable, символ D). Вказані установки проводяться після виділення імені шара і натисненні відповідних кнопок, які знаходяться в правій частині панелі.
Всі шари (крім поточного) можна вимкнути кнопкою Disable All, a включити - кнопкою Enable All.
В шарі Board потрібно намалювати замкнений контур плати. Рисування проводиться за допомогою команд Place/Line.
Командою Utils/Load Netlist завантажується файл списку з'єднань (розширення - net) ДП.
Прапорець Optimize Nets - включає режим оптимізації довжин з'єднань шляхом «перестановки» логічно еквівалентних вентилів і контактів. Якщо цей режим вимкнений, то зв'язки проводяться в тому порядку, в якому вони записані в списку з'єднань. Прапорець рекомендується включити після впорядкування розміщення компонентів вручну або по команді Utils/Optimize Nets;
Прапорець Reconnect Cooper - дозволяє підключати до ланцюгів схеми дільниці металізації, що є на платі. Якщо цей режим вимкнений, т о екрани, що є на платі розглядаються як вільні області;
Прапорець Check for Cooper Sharing - включає режим перевірки наявності помилок на платі із заздалегідь розміщеними компонентами і частиною заздалегідь проведених з'єднань. У результаті частина електричних з'єднань вважається вже відтрасованою або підлягає до трасування.
Прапорець Create Pseudo Pattern - допускає завантаження списку з'єднань, що містить посилання на компоненти, що не мають приєднаних корпусів.
Після упаковки схеми на ДП можна приступати до впорядкованого (з точки зору розробника) розміщення компонентів на площині плати. Спроби розробки алгоритмів для автоматичного розміщення компонентів на плату, на жаль, не привели до прийнятних результатів, що задовольняють розробника. Дуже багато умов, які не піддаються формалізації, виникає при розробці кожного проекту. Тому затвердилася практика розміщувати компоненти на плату вручну.
«Павутина» ліній зв'язків, що з'являється між компонентами, дозволяє розробнику орієнтуватися при розміщенні компонентів. При переміщенні компонентів вказана «павутина» переміщається разом з компонентом. Компоненти при установці можна розвертати (клавіша R) або перенести на протилежну сторону плати (клавіша F).
При розміщенні компонентів можна приховати або зробити видимими електричні зв'язки для одного або декількох кіл, можна перейменувати одне коло або групу кіл, можна відредагувати значення атрибутів. Для цих і інших цілей служить діалогове вікно команди Edit/Nets.
У вікні Nets відображені імена всіх кола проекту,а в вікні Nodes вказані імена компонентів і номери їх контактів, пов'язані з виділеним колом. Можна виділити всі кола списку (кнопка Set All Nets). Або після натиснення на кнопку Set Nets By Attribute виділити всі кола, що мають однакове значення атрибута (наприклад, однакову ширину провідника Width). Виділення кіл по атрибуту виконується в діалоговому вікні, що з'явилося. Зняття виділення всіх кіл проводиться кнопкою Clear All Nets. Потрібне коло можна виділити за його ім'ям.
Кнопка Set Nets By Node Count дозволяє вибрати кола з мінімальним і максимальним числом контактів, значення яких встановлюються у вікнах Min і Мах.
Кнопка Edit Attributes дозволяє перейти до редагування або установки атрибутів виділеного кола. Кнопка View Attributes відкриває редактор Notepad для перегляду встановлених атрибутів кола.
Оптимізація електричних зв'язків проводиться перед початком трасування з'єднань на ДП з метою мінімізації загальної довжини фізичних зв'язків між компонентами і оптимізації гістограми густини з'єднань. Для цієї мети застосовується команда Utils/Optimize Nets.
У області Method можна вибрати режим оптимізації:
Auto - автоматична оптимізація;
Manuel Gate Swap - ручна парна перестановка еквівалентних вентилів;
Manuel Pin Swap - ручна парна перестановка еквівалентних виводів.
При виборі автоматичного методу розміщення в області Auto Options доступні наступні опції:
Gate Swap - перестановка еквівалентних вентилів;
Pin Swap - перестановка еквівалентних виводів;
Entire Design - оптимізація зв'язків в межах всього проекту (після виділення всіх компонентів).
Опція Selected Objects оптимізує зв'язки між заздалегідь вибраними об'єктами.
При перестановці виводів повинні дотримуватися певні умови:
величина логічної еквівалентності виводу Pin Eg не повинна бути дорівнює нулю. І це значення повинне бути однаковим для двох виводів, що переставляються. Перестановка нееквівалентних виводів проводиться тільки вручну;
при приєднаному до вивода кола або області металізації перестанрвка виводів не проводиться;
якщо коло, що приєднане до виводу, має атрибут Optimize= "No" (коло не оптимізується), то перестановка виводів не проводиться;
якщо компонент має атрибут Noswap= "Yes" (заборона перестановки компонента), то перестановка виводів не проводиться.
При перестановці вентилів повинні дотримуватися певні умови:
вентилі повинні бути логічно еквівалентними і належати до компонентів одного і того ж типу (Туре) і номінала (Value). Ця умова дозволяє переставляти дискретні компоненти - резистори, конденсатори тощо;
якщо коло, приєднане до виводу, має атрибут Optimize= "No", то перестановка вентилів не проводиться;
якщо компонент має атрибут Noswap= "Yes", то перестановка вентилів не проводиться;
при приєднаному до виводу вентиля провідника або області металізації перестановка вентилів не проводиться.
Після натиснення кнопки ОК відбувається оптимізація електричних з'єднань і з'являється повідомлення, в якому вказуються параметри оптимізації кіл (Setting), поточний стан процесу оптимізації (Current Status) і звіт про результати оптимізації (Cumulative Status):
Numbers of gates Swapped - число переставлених вентилів;
Numbers of pins Swapped - число переставлених виводів;
All net total length befo...
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора