НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра АСУ
Лабораторна робота №9
з дисципліни “ Технології комп'ютерного проектування”
на тему:
«Побудова принципової схеми пристрою в P-CAD v.2006»
Bиконав:
студент групи КН – 31
Прийняв:
доцент Стрямець С. П.
Львів – 2012
Система P-CAD 2006 представляє собою новітню версію популярного пакета для наскрізного проектування аналогових, цифрово-аналогових і аналогово-цифрових пристроїв. Зокрема, вона дозволяє виконувати наступні операції:
- підбирати елементну базу у відповідності з технічним завданням;
- вести бібліотеки символів, топологічних посадочних місць і моделей компонентів;
- здійснювати графічний введення схеми і її упаковку на друковану плату;
- виконувати трасування в ручному, інтерактивному та автоматичному режимах;
- проводити змішане аналого-цифрове моделювання на основі ядра SPICE3;
- виявляти помилки в схемі і друкованій платі, аж до аналізу цілісності сигналів і перехресних спотворень;
- випускати повний комплект конструкторсько-технологічної документації для передачі на підприємство - виробник друкованих плат.
До складу даного програмного комплексу входить декілька тісно інтегрованих між собою модулів (див. рис. 1.1) [3].
• Library Executive - диспетчер бібліотек, що значно спрощує процес підбору елементної бази для конкретного проекту. Бібліотеки P-CAD відрізняються зручним інтерфейсом і дозволяють ефективно структурувати в табличній формі пакувальну інформацію про нумерацію і іменуванні виводів компонентів, логічної еквівалентності виводів і інших параметрах. Крім того, вони містять велику базу даних про продукцію провідних світових виробників мікроелектроніки (Motorola, Analog Devices, AMD, Texas Instr. І т. д.).
• Symbol Editor - графічний редактор для формування умовно-графічних позначень (УГО) бібліотечних компонентів. Оснащений засобами для автоматизації розробки логічних компонентів і для перевірки правильності отриманих символів.
• Pattern Editor - графічний редактор для формування посадочних місць компонентів. До його складу входить програма-майстер Pattern Wizard, що полегшує процес створення корпусів для типових компонентів (наприклад, інтегральних мікросхем).
• Schematic - графічний редактор для введення принципових схем виробу. До числа його сильних сторін варто віднести можливість отримання багатолистові схем (у тому числі з ієрархічною структурою), наявність засобів для перевірки проекту та для редагування бібліотек символів компонентів. Застосування спеціально створених шрифтів, що задовольняють вимогам російських ГОСТів і впроваджених у систему проектування, дозволяє використовувати на схемі і ДП напису російською мовою.
• РСВ - графічний редактор, що дозволяє користувачеві самостійно або за допомогою набору функцій Visual Placement Area (VPA) розмістити модулі на монтажно-комутаційному полі і провести трасування провідників в ручному, інтерактивному або автоматичному режимах. Здійснює контроль над дотриманням технологічних норм і правил та дає можливість створювати на платі особливі ділянки («кімнати»), в яких не діють призначені для всього проекту обмеження.
• Document Toolbox - включена в додатки РСВ і Schematic утиліта, значно полегшує підготовку конструкторської документації. Зокрема, вона призначена для нанесення на креслення допоміжної інформації: динамічно оновлюваних списків і звітів, діаграм і таблиць, технологічних та облікових відомостей, списків з'єднань, виводів підключення живлення т.д.
• автотрасувальника - особливі модулі для автоматичної прокладки провідників на друкованій платі. Вхідне до складу базового пакета додаток Quick Route дозволяє вести трасування на простих двосторонніх друкованих платах за фіксованими сеткам. Для більш складних проектів, які передбачають використання компонентів з великим числом висновків і малою відстанню між ними, має сенс додатково придбати сітковий трассировщик Pro Route або бессеточная трассировщик Situs.
• Interroute Gold і Advanced Route - додаткові набори команд для РСВ, що дозволяють в інтерактивному режимі прокладати провідники, автоматично розсовуючи перешкоди. Істотно полегшують і прискорюють ручну і інтерактивну трасування.
DBX-utils - великий набір утиліт, що використовують для роботи інтерфейс DBX (Data Base Exchange). Ці міні-програми витягують дані з відкритих проектів (схем або друкованих плат), обробляють їх, складають звіти або додають в проект атрибути або геометричні об'єкти. Зокрема, російськими фахівцями розроблено комплект DBX-утиліт для оформлення документації, яка відповідає вимогам національного стандарту ЕСКД, Довідник конструктора (Constructor Reference) і т.д.
• InterPlace / PCS - багатофункціональна DBX-утиліта, яка полегшує розміщення компонентів. Входить до її складу інструмент PCS (Parametric Constraint Solver) дозволяє на початковій стадії реалізації проекту сформулювати набір правил проектування, якими згодом стануть керуватися інші модулі системи.
• Protel Advanced Sim - заснована на мові опису Spice 3f5 система цифрового, аналогового і цифро-аналогового моделювання. Забезпечує можливість виконувати аналіз за самим різними параметрами (постійному струму, частотою, спектральним характеристикам, шуму, температурі, перехідним процесам), а також статистичний аналіз методом Монте-Карло, розрахунок передавальної функції, нулів і полюсів.
• Signal Integrity - інструмент для аналізу впливу конструкції друкованої плати на умови поширення сигналів (затримка, втрати, паразитні наведення, узгодження з джерелами та навантаженнями).
Нижче наведені основні характеристики системи проектування P-CAD 2006.
Загальні характеристики:
• 32-розрядна база даних;
• роздільна здатність - 0,001 мм;
• кількість електричних ланцюгів в проекті - до 64 000;
• допускається включати в окрему бібліотеку до 20 000 компонентів і одночасно відкривати необмежену кількість бібліотек;
• кожен компонент може містити до 10 000 виводів і до 5000 секцій (вентилів);
• програма підтримує до 8 символів в імені файлу, до 16 символів в назві типу компонента, до 20 символів в іменах виводів і ланцюгів у позиційному позначенні виводу і до 30 символів в позиційному позначенні компонентів;
• передбачений багатокроковий «відкат» уперед і назад (за замовчуванням кількість запам'ятовуються кроків дорівнює 10, але цю величину можна при необхідності змінити, редагуючи файл конфігурації *. Ini).
Особливості графічного редактора принципових схем P-CAD Schematic [3]:
• до 999 аркушів схем в одному проекті;
• максимальний розмір аркуша - 60x60 дюймів;
• підтримка стандартних форматів аркушів (А-Е та ін);
• дискретність кута повороту символу компоненту і тексту - 90 °;
• наявність утиліти ERC, яка дозволяє в напівавтоматичному режимі працювати з виявленими помилками на принципових схемах: переглядати, сортувати, швидко переходити до проблемного ділянці;
• передбачена можливість автоматичного формування списку з'єднань NetList;
• інтеграція з P-CAD PCB дозволяє відстежувати відповідність ланцюгів на схемі провідникам на друкованій платі (і навпаки);
• передбачена можливість передачі даних в програму моделювання змішаних аналого-цифрових пристроїв Advanced Sim.
Особливості графічного редактора друкованих плат P-CAD PCB:
• гранична кількість шарів в друкованій платі - 999 (з них 11 визначені за умовчанням);
• максимальний розмір друкованої плати - 60x60 дюймів;
• передбачено автоматичне оновлення принципових схем в разі внесення змін до друковану плату (і навпаки);
• максимальна ширина провідника на ДП - 10 мм;
• до 64 000 стилів стеків контактних майданчиків в проекті;
• мінімальна дискретність кута повороту тексту і графічних об'єктів - 0,1 °; користувачеві надано право задіяти в проекті нестандартні елементи, такі як полігони з необмеженою кількістю вершин в полігоні, контактні площадки різних форм (еліпс, овал, прямокутник, округлений прямокутник, а також безпосереднє з'єднання, тепловий бар'єр з перемичками); програма відстежує дотримання зазорів топологічного малюнка і повноту розводки ДП; додаток підтримує керуючі файли фотоплоттерів Gerber і свердлувальних верстатів з ЧПУ типу Excellon.
Будь-який пристрій представлений в пакеті P-CAD v.2006 у вигляді композиції бібліотечних елементів, що представляють конкретну послідовність певних радіодеталей, і системи зв'язків між ними, утворюючих в кінцевому підсумку ланцюга (мережі). Для такого підходу необхідно наявність широкого спектру бібліотечних елементів при розробці проекту.
Однією з передумов, що забезпечила широку популярність даної середовища комп'ютерного проектування, послужила закладена в її основі функціональна гнучкість, яка дозволяє, з одного боку, використовувати P-CAD для побудови креслень пристроїв з урахуванням прийнятих в відповідному стандарті норм і правил. З іншого боку, проектувальник отримує можливість створювати готові проекти, не турбуючись про їх конкретному елементному складі, в який включаються модулі, побудовані безпосередньо на етапі розробки. Для такої процедури практично не вимагається серйозного навички роботи в середовищі P-CAD 2006 році, однак деякі типові принципи операції необхідно все ж засвоїти. Після цього процес поповнення елементного базису не викличе ускладнень і можливо потребують лише звернення до довідкового керівництва.
Хід роботи:
Відкриваємо P-CAD Schematic: Пуск / Програми / P-CAD 2006 / Schematic.
Налаштуємо редактор для подальшої роботи: відкриємо вікно налаштувань редактора (Options / Configure). У полі Units виберемо міліметри (mm), Workspace Size - A4:
Підтвердимо установки (ОК). Далі налаштуємо сітку. Відкривши вікно установки сітки (Options / Grids), введемо 5.0015 в полі Grid Spacing, натиснемо Add. Переконаємося, що нова сітка є поточною (виділена у списку). Потім вкажемо використовувану бібліотеку елементів - відкривши вікно Library /Setup:
Виберемо потрібні бібліотеки.
Приступимо до створення схеми. Спочатку розміщуємо елементи на схемі так, як це дано в завданні, потім з'єднуємо елементи і шини проводами:
Елементи треба з'єднувати так, щоб провід стосувався білого контакту на ніжках схем. Тоді з'єднання буде вдалим. Зелені точки (точки контактів) потрібно видаляти, інакше з'єднання немає.
Після з'єднання елементів і шин проводами, розміщуємо наступні елементи.
Всі елементи можна перевертати клавішами F і R.
Порти розміщуються на схемі таким чином. Припустимо, нам за завданням на цій ділянці треба поставити порти C1, C2, C3: натискаємо Рlace Рort, в наступному вікні виставляємо настройки:
При написанні назви, треба використовувати англійську розкладку.
Прапорець Increment Port Name служить для того, щоб при розміщенні портів автоматично змінювалося назву на наступні:
Для розміщення порту натискаємо безпосередньо на провід.
Завдання:
Побудувати в редакторі P-CAD Schematic наведену на малюнку
принципову схему пристрою, скориставшись елементами бібліотеки TGTU.lib. Доповнити схему ланцюгом живлення цифрових елементів.
Вихідні дані:
Відповіді на питання:
Ні, не еквівалентні.
Так, еквівалентні.
Схема має один ланцюг.
Скріншоти виконання роботи:
Висновок: на цій лабораторній роботі я побудував принципову схему пристрою в P-CAD v.2006