МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра ЕОМ
/
Лабораторна робота №1
з курсу «Технології проектування комп’ютерних систем»
Вивчення середовища САПР Altium Designer
Мета роботи: ознайомитись з середовищем САПР Altium Designer, вивчити структуру проекту, навчитись працювати з засобами управління проектом.
Короткі теоретичні відомості
Пакет Altium Designer надає широкі можливості для розробки електронних пристроїв, охоплюючи усі етапи програмного проектування. Усі ці області різних етапів проектування об’єднані в одній системі, вбудованій в інтегровану платформу Design Explorer (DXP).
Інтегрована платформа DXP, на якій базується Altium Designer, запускається одночасно з будь-яким з редакторів та програмними процедурами Altium Designer. DXP фактично являє собою інтерфейс користувача з усіма програмними інструментами та редакторами.
/
Рис.1.1. Інтегрована платформа DXP.
Вікно середовища Altium Designer складається з набору меню та панелей інструментів, робочої області та окремих панелей, за допомогою яких виконується більша частина роботи над документами проекту. Меню DXP забезпечує доступ до найбільш суттєвих діалогових вікон системи, таких як налаштування, оновлення та ін. На відміну від решти меню, склад меню DXP не змінюється під час роботи з різними редакторами на базі платформи Design Explorer, тобто дане меню відноситься до всієї платформи, а решта належать активному редактору.
Панелі робочої області є основними складовими елементами середовища Altium Designer. Ці панелі можуть бути специфічно налаштовані в певному редакторі документа, або використовуватись на більш глобальному рівні. При першому запуску системи ряд панелей буде відкрито відразу. Деякі з панелей, такі як Files або Projects, будуть з’являтись групами зліва від головного вікна проекту. Інші, такі як панель Libraries, працюють у випадаючому режимі і з’являються у вигляді кнопок на правій границі головного вікна проекту. В нижній правій частині прикладного вікна є ряд кнопок, які забезпечують швидкий доступ до наявних панелей робочою області, в залежності від того, який редактор документу використовується в даний момент. Кожна кнопка називається іменем категорії панелей, до якої можливий доступ. При натисненні на таку кнопку з’являється випадаючий список панелей вказаної категорії. Усі біжучі доступні панелі робочої області можуть також бути доступні через підменю View > Workspace Panels.
Початковою точкою кожного конструктивного рішення в Altium Designer є проект. Проект являє собою набір документів, дані яких призначені для розробки одного самостійного виробу (наприклад, файли схем і плати у вигляді одного проекту плати являють собою набір файлів для виготовлення однієї друкованої плати). Комплект документів, що створюють проект, формується разом з файлом проекту. Файл проекту містить усі установки, зокрема зв’язки з кожним документом в проекті, і усі проектно-залежні опції. Кожний документ в проекті записується як окремий файл, пов’язаний з проектом через відносні посилання до файлів на одному і тому ж логічному пристрої, або абсолютні посилання на файли на різних логічних пристроях. Вихідні дані, які генеруються з проекту, також посилаються на проектний файл. Altium Designer підтримує різні типи проектів, основні з яких:
- Проект плати – PCB Project (*.PrjPcb). Набір документів, необхідних для виготовлення друкованої плати. Електронна схема вводиться в редакторі схем, складається з бібліотечних символів, що розміщуються на листі і з’єднуються провідниками. Проект передається в редактор плат, де кожний компонент представляється як посадочне місце (footprint) і провідники на схемі перетворюються в з’єднувальні лінії від виводу до виводу. Визначається остаточний вигляд плати разом з фізичним шарами плати. Описуються правила проектування для виготовлення фотошаблону, такі як ширини провідників та зазори. Компоненти розміщуються в межах контуру плати і з’єднуються лініями зв’язків, що потім замінюються трасами (вручну або автоматично). Коли проект завершений, генеруються вихідні файли в стандартних форматах, які можна використовувати для виготовлення плати, встановлення компонентів на складальному обладнанні та ін.
- Проект ПЛІС – FPGA Project (*.PrjFpg). Набір документів, які можуть бути оброблені для програмування ПЛІС. Проект складається за допомогою редактора схем і (або) описом на мові HDL (VHDL або Verilog). Додаються файли обмежень в проект для опису вимог проекту, таких як програмований пристрій, внутрішній розподіл виводів для кіл та пристроїв, вимог до швидкодії кіл, визначення частот на виводах та ін.
Синтез проекту транслює вихідні дані в набір вентилів низького рівня, в стандартний формат файлу EDIF. Інструментарій виробника ПЛІС потім обробляє дані EDIF і намагається розташувати і трасувати проект таким чином, щоби вбудувати дані у вказаний цільовий пристрій, генеруючи файл його програмування. На цьому виконання власне проекту ПЛІС завершується. Однак запрограмована мікросхема не може висіти в повітрі – в будь якій апаратурі ПЛІС оточується рядом допоміжних компонентів. Тому завершальною стадією реалізації такого проекту є виконання такого пристрою у вигляді модуля на друкованій платі, тобто виконання проекту друкованої плати, на якій ПЛІС виступає як звичайний компонент.
- Інтегрована бібліотека – Integrated Library (*.IntLib). Ім’я файлу оболонки *.LibPkg, ім’я файлу бібліотеки *.IntLib. Умовні графічні позначення та посадочні місця компонентів формуються в редакторі бібліотек для створення інтегрованої бібліотеки.
Символи компонентів для схеми викреслюються засобами бібліотечного редактору символів, і для них визначається модельне представлення. До символу можуть бути додані чотири типи моделей: опис посадочного місця компоненту на платі, дані для схемного моделювання, моделювання цілісності сигналів і 3-вимірні моделі. Файли, що містять моделі, додаються в Integrated Library Package (*.LibPkg) або визначаються шляхи пошуку для ідентифікації їх розташування. Вихідні схемні бібліотечні символи та потрібні моделі потім компілюються в єдиний файл інтегрованої бібліотеки.
- Вбудований проект – Embedded Project (*.PrjEmb). Набір документів, необхідних для виробництва прикладного програмного забезпечення, яке може бути застосоване в частині керуючого процесора в електронному пристрої. Вихідний проект формується на мові C і (або) асемблера. Після завершення кодування усі частини вихідних файлів компілюються у формат мови асемблера. Асемблер потім конвертує цей текст в об’єктний код. Об’єктні файли компонуються і розміщуються в просторі оперативної пам’яті, формуючи єдиний цільовий вихідний файл.
- Скрипт-проект – Script Project (*.PrjScr). Програмування в середовищі Altium Designer, метою якого є модифікація об’єктів в інших відкритих проектах. Для програмування використовується інтерфейс API.
Панель Projects найчастіше використовується в Altium Designer. Вона являє собою огляд структури і документів проекту. Дозволяючи відкривати декілька документів для редагування, середовище також підтримує відкриття багатьох проектів одночасно. Проекти при цьому можуть бути як пов’язані, так і незалежні. Для панелі Projects є декілька способів відображення. Режим відображення за замовчуванням показує документи проекту, згруповані в різні папки, такі як Source Document, Libraries, Settings та ін. Ці опції встановлюються на вкладці System > Project Panel діалогу DXP > Preferences. Якщо панель Projects не є активною і видимою, її можна відкрити натисненням кнопки System в нижній правій частині робочої області і вибрати Projects з меню.
В системі Altium Designer кожний вид документу відкривається і обробляється відповідним редактором. Наприклад, схемні документи відкриваються і обробляються в редакторі схем (Schematic), бібліотеки посадочних місць – в редакторі бібліотек (PCB Lib) і т.д. При створенні нового документу або відкритті вже існуючого, відповідний редактор для цього типу документу стає активним редактором. Навігація по проекту здійснюється за допомогою панелі Projects і при натисненні вкладок переключення документів.
Порядок виконання роботи
1. Запустити пакет Altium Designer.
2. Ознайомитись з опціями налаштування середовища (DXP > Preferences).
3. Відкрити проект Pane16.
4. Ознайомитись з структурою проекту за допомогою панелі Projects.
5. Ознайомитись з набором доступних команд меню при відкритті схемного документу
(Pane16.SchDoc) та документу друкованої плати (Pane16.PcbDoc).
6. Підготувати звіт до захисту.
Набір елементів, які використовувались при виконанні:
/
Висновок: на лабораторній роботі я ознайомився з середовищем САПР Altium Designer, вивчив структуру проекту, навчився працювати з засобами управління проектом.