Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Лекция II.1. Автоматизація конструкторського проектування

Лекция II.1. Автоматизація конструкторського проектування




Сторінка2/9
Дата конвертації03.04.2017
Розмір4.22 Mb.
ТипКонспект
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Лекция II.1. Автоматизація конструкторського проектування

1.1Задачі конструкторського проектування


Автоматизація конструкторського проектування стосовно комп'ютерних систем (електронної техніки) полягає в автоматизації окремих його задач.
Автома́тика (грец. αύτόματος - самодіючий) - галузь науки і техніки, яка розробляє технічні засоби і методи для здійснення технологічних процесів без безпосередньої участі людини.
До них відносяться:

  • Компонування;

  • Розміщення;

  • Трасування;

  • Аналізу.

Задача компонування в цьому випадку складається із задач покриття і розбиття (рис. 1.1).

Рисунок 1.1. Задачі конструкторського проектування

Для вирішення усього набору поставлених задач нині існує досить велика кількість спеціалізованих САПР, призначених для роботи в різних галузях виробництва.

Кількість - в Арістотелівській логіці друга з 10 категорій (класів, розрядів, які спрощують процес розумового визначення будь-якої речі), побічна обставина матеріальних речей , за допомогою якої вони поширюються в просторі, вимірюються якоюсь математичною нормою і здатні бути поділеними на окремі частини.
Такі САПР відрізняються один від одного різними параметрами, наприклад, мірою охоплення задач, математичними методами, закладеними алгоритми в рішення окремих задач, можливостями з точки зору кількості вживаних комплектуючих при проектуванні, об'ємів використовуваних БД, їх розрядності, зручність використання і так далі

Виходячи з аналізу основних показників, серед усього різноманіття пропонованих пакетів САПР найбільш поширеним є пакет P – CAD, призначений для проектування друкованих плат (ПП).

Апара́тне забезпе́чення (англ. hardware; сленг. залі́зо) - комплекс технічних засобів, який включає електронний пристрій і, зокрема, ЕОМ: зовнішні пристрої, термінали, абонентські пункти тощо, які необхідні для функціонування тієї чи іншої системи; фізична частина ЕОМ.
Охо́плення - це вид маневру який здійснюється у тактичній і вогневій взаємодії з військами, що діють з фронту. З'єднання, військові частини та підрозділи, які здійснюють охоплення, підтримуються з фронту вогневими засобами, що знаходяться у розпорядженні командувача (командира).
Можливість - це дія, що може відбутися або ні (можливо, приїду, а, можливо, і ні). Можливість можна забезпечити чи покладатись на «авось» та якось буде. Альтернатива дає шанс, але не гарантує без відповідних дій забезпечення результату і адекватності та конструктиву діяльності.
Матема́тика (грец. μάθημα - наука, знання, вивчення) - наука, яка первісно виникла як один з напрямків пошуку істини (у грецькій філософії) у сфері просторових відношень (землеміряння - геометрії) і обчислень (арифметики), для практичних потреб людини рахувати, обчислювати, вимірювати, досліджувати форми та рух фізичних тіл.

При проектуванні комп'ютерних систем на конструкторському рівні важливе місце займає процес проектування друкованих плат, як одного з основних елементів сучасних електронних пристроїв.

Аспект (лат. aspectus - вигляд, погляд) - поняття філософії (онтології, теорії пізнання). У філософії аспект розглядається
Електро́ніка (від грец. Ηλεκτρόνιο - електрон) - наука про взаємодію електронів з електромагнітними полями і про методи створення електронних приладів і пристроїв, в яких ця взаємодія використовується для перетворення електромагнітної енергії, в основному для передачі, обробки і зберігання інформації.

1.2Загальні відомості про систему проектування друкованих плат P – CAD

1.2.1Структура P – CAD


Система P – CAD призначена для проектування багатошарових друкованих плат (БДП) обчислювальних і радіоелектронних пристроїв. До складу P – GAD входять чотири основні модулі – P – CAD Schematic, P – CAD PCB, P – CAD Library Executive, P – CAD Autorouters і ряд інших допоміжних програм (рис. 1.2).

Рисунок 1.2. Структура системи проектування P – CAD


1.2.2Графічні редактори


P – CAD Schematic і P – CAD PCB – відповідно графічні редактори принципових електричних схем і ПП.
Застосунок, застосовна програма, прикладна програма (англ. application, application software; пол. aplikacja; рос. приложение, прикладная программа) - користувацька комп'ютерна програма, що дає змогу вирішувати конкретні прикладні задачі користувача.
При́стрій (англ. device, appliance, нім. Vorrichtung f, Einrichtung f) - обладнання, конструктивно завершена технічна система, що має певне функціональне призначення і за допомогою якої виконується яка-небудь робота або спрощується, полегшується певний процес.
Електри́чна схе́ма - це технічний документ, що містить у вигляді умовних графічних зображень чи позначень інформацію про будову виробу, його складові частини та взаємозв'язки між ними, дія якого ґрунтується на використанні електричної енергії.

Редактори мають системи спливаючих меню в стилі Windows, а найбільш часто вживаним командам призначені піктограми.

Піктограма (від лат. pictus - мальований і грец. γράμμα - письмовий знак, риска, лінія) - умовний малюнок із зображенням будь-яких дій, явищ, предметів і т. д. Піктограми походять із давніх часів, де вони використовувалися на письмі.
У бібліотеках, що поставляються разом з системою, зарубіжних цифрових ИМС є три варіанти графіки : Normal – нормальний (у стандарті США), DeMorgan – позначення логічних функцій, IEEE – в стандарті Інституту інженерів по електротехніці (найбільш близький до російських стандартів).

Редактор P – CAD PCB може запускатися автономно і дозволяє розмістити модулі на вибраному монтажно-комутаційному полі і проводити ручне, напівавтоматичне і автоматичне трасування провідників.

Електроте́хніка (рос. электротехника, англ. electrical engineering, нім. Elekrotechnik f) - галузь науки і техніки, пов'язана із застосуванням електричних і магнітних явищ для перетворення енергії, добування і зміни складу хімічних речовин, виробництва та обробки матеріалів; галузь, що охоплює питання отримання (виробництва), розподілу, перетворення і застосування електроенергії.
Росі́йська Федера́ція або Росі́я (рос. Российская Федерация, рос. Россия МФА: [rɐˈsʲːijə]) - держава у північній Євразії, федеративна змішана республіка, столиця - Москва. З площею 17 098 246 км² Росія є найбільшою за територією країною у світі, що охоплює більше однієї восьмої площі суходолу Землі та дев'ятою за чисельністю населення із населенням 143 мільйони чоловік (2013).
Станда́рт - нормативний документ, заснований на консенсусі, прийнятий визнаним органом, що встановлює для загального і неодноразового використання правила, настанови або характеристики щодо діяльності чи її результатів, та спрямований на досягнення оптимального ступеня впорядкованості в певній сфері.
Інжене́рія (від лат. ingenium - здібність, винахідливість; син. - інжиніринг, рідше вживають «інженерна справа», ще рідше «інженерство») - галузь людської інтелектуальної діяльності по застосуванню досягнень науки до вирішення конкретних проблем людства.
Автоно́мія (грец. αυτος - «сам» і грец. νομος - «закон») - 1) наявна міра незалежності будь-якого явища від зовнішньої причини його зумовленості; 2) в етиці - стадія морального розвитку особистості, яка характеризується здатністю самостійно створювати або вибирати моральні правила для свого життя і поведінки; здатність людини як суб'єкта етичного відношення до самовизначення на основі власного світогляду, “власного законодавства”.
Якщо P – CAD PCB викликається з редактора P – CAD Schematic, то автоматично складається список з'єднань схеми і на поле ПП переносяться зображення корпусів компонентів з вказівкою ліній електричних з'єднань між їх виводами. Ця операція називається упаковкою схеми на друковану плату. Потім викреслюється контур ПП, на нім розміщуються компоненти і, нарешті, виробляється трасування провідників.

Застосування шрифтів True Type дозволяє використовувати на схемі і ПП напису російською мовою.

Кре́слення - дисципліна зі створення стандартизованих технічних малюнків, що виконуються фахівцями інженерами, архітекторами тощо.
Редагува́ння - це приведення об'єкта редагування у відповідність із чинними у певний час у конкретному суспільстві нормами, а також його творча оптимізація, метою яких є отримання заданого соціального ефекту.
Росі́йська мова (рос. русский язык) - слов'янська мова, належить до групи східнослов'янських мов разом з українською та білоруською мовами; одна з шести офіційних мов ООН.


1.2.3Автотрасувальники


Автотрасувальники викликаються з оболонки P, що управляє, – CAD РСВ, де і виробляється налаштування стратегії трасування. Інформацію про особливості трасування окремих ланцюгів можна за допомогою стандартних атрибутів ввести на етапах створення принципової схеми або ПП.
Атрибу́т (attribute) - невід'ємна, необхідна для забезпечення цілісності об'єкта (предмета) або суб'єкта (людини) властивість, його частина, додаток.

Перший трасувальник QuickRoute відноситься до трасувальників лабіринтового типу і призначений для трасування простих ПП.

Другий автоматичний трасувальник PRO Route трасує ПП з числом сигнальних шарів до 32.

Трасувальник Shape – Based Autorouter – безсіткова програма автотрасування Пп. Програма призначена для автоматичної розводки багатошарових друкованих плат з високою щільністю розміщення елементів. Ефективна при поверхневому монтажі корпусів елементів, виконаних в різних системах координат.

Лабіри́нт (грец. Λαβύρινθος) - споруда, що, нібито, складалася з кількох тисяч кімнат, залів і коридорів. Уперше про один з них повідомив давньогрецький історик Геродот (бл. 484–431 або 425 рр. до н. е.).
Система координат - спосіб задання точок простору за допомогою чисел. Кількість чисел, необхідних для однозначного визначення будь-якої точки простору, визначає його вимірність. Обов'язковим елементом системи координат є початок координат - точка, від якої ведеться відлік відстаней.
Є можливість розміщення провідників під різними кутами на різних шарах плати, оптимізації їх довжини і числа перехідних отворів.


1.2.4Програма випуску технічної документації


Document Toolbox – додаткова опція P – CAD РСВ і P – CAD Schematic для розміщення на кресленнях схем або ПП 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, виводів підключення 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 проектованих ПП.
Текст (від лат. textus - тканина, з'єднання) - загалом зв'язана і повністю послідовна сукупність знаків. Наука, що вивчає тексти називається герменевтикою.
Констру́кторська документа́ція (КД) - частина технічної документації у вигляді графічних і текстових документів, котрі в сукупності або окремо, визначають склад і будову виробу та містять необхідні дані для його розробки, виготовлення, контролю, експлуатації, ремонту і утилізації.

SPECCTRA – програма ручного, напівавтоматичного і автоматичного розміщення компонентів і трасування провідників. Трасує ПП великої складності з числом шарів до 256. У програмі використовується так звана безсіткова ShapeBasedтехнологія трасування.
Техноло́гія (від грец. τεχνολογια, що походить від грец. τεχνολογος; грец. τεχνη - майстерність, техніка; грец. λογος - (тут) передавати) - наука («корпус знань») про способи (набір і послідовність операцій, їх режими) забезпечення потреб людства за допомогою (шляхом застосування) технічних засобів (знарядь праці).
За рахунок цього підвищується ефективність трасування ПП з високою щільністю розміщення компонентів, а також забезпечується трасування одного і того ж ланцюга трасами різної ширини. Програма SPECCTRA має модуль AutoPlace, призначений для автоматичного розміщення компонентів на Пп. Виклик програми виробляється автономно з середовища Windows або з програми P – CAD РСВ.

1.2.5Менеджер бібліотек.


P – CAD Library Executive – менеджер бібліотек. Інтегровані бібліотеки P – CAD містять як графічну інформацію про символи і типові корпуси компонентів, так і текстову інформацію (число секцій в корпусі компонента, номери і імена виводів, коди логічної еквівалентності виводів і так далі).
Матеріа́л - речовина, або суміш речовин, первинний предмет праці, який використовують для виготовлення виробу (основний матеріал), або які сприяють якимось діям. У останньому випадку уточнюють, що це допоміжний, чи витратний матеріал.
Компоне́нт (від лат. componens, родовий відмінок componentis - складаючий) - складова частина, елемент чого-небудь.
Логічна еквівалентність (еквіваленція) - двомісна логічна операція, що має значення «істина» тоді і тільки тоді, коли обидва операнди мають однакове значення. В інших випадках еквіваленція буде хибною.
Ло́гіка (грец. λογιχη від грец. logos - слово, значення, думка, мова) - наука про закони і різновиди мислення, способи пізнання та умови істинності знань і суджень.

Програма має вбудовані модулі:



  • Symbol Editor – для створення і редагування символів компонентів;

  • Pattern Editor – для створення і редагування посадочного місця і корпусу компонента.

Упаковка вентилів компонента, ведення і контроль бібліотек здійснюються модулем Library Executive. Модуль має засоби перегляду бібліотечних файлів, пошуку компонентів, символів і корпусів компонентів по усіх можливих атрибутах.

Допоміжні утиліти, що утворюють інтерфейс DBX (Data Base Exchange), зокрема, виробляють перенумерацію компонентів, створюють звіти в необхідному форматі, автоматично створюють компоненти, виводи яких розташовані на колі або утворюють масив, розраховують паразитні параметри ПП і тому подібне


1.2.6Основні характеристики системи проектування P – CAD

1.2.6.1Загальні характеристики:

  • 32-розрядна база даних;

  • роздільна здатність P – CAD РСВ і інших програм рівна 0,001мм;

  • до 100 відкритих одночасно бібліотек;

  • число компонентів в одній бібліотеці – необмежено;

  • до 64 000 електричних ланцюгів в одному проекті;

  • до 10 000 виводів в одному компоненті;

  • до 5000 секцій (вентилів) в одному компоненті;

  • до 2000 символів в атрибуті компонента;

  • до 2000 символів в текстовому рядку;

  • до 20 символів в імені виводу, імені ланцюга, позиційному позначенні виводу (пропуски, знаки табуляції, точки і дужки не допускаються);

  • до 16 символів в імені типу компонента (пропуски і знаки табуляції не допускаються);

  • до 30 символів в позиційному позначенні компонента (двокрапка, пропуски, знаки табуляції, точка і крапка з комою не допускаються);

  • до 8 символів в імені файлу (у тому числі і при роботі в середовищі Windows);

  • багатокроковий "відкат" вперед і назад. За умовчанням кількість кроків, що запам'ятовуються, встановлена рівною 10, але цю величину можна при необхідності змінити, редагуючи файл конфігурації *.ini.

  • мінімальний крок сітки 0,1 mil в англійській системі і 0,001 мм в метричній системі (1 mil = 0,001 дюйма = 0,0254 мм, 1 мм = 40 mil). Систему одиниць можна змінювати в будь-якій фазі проекту.

1.2.6.2Графічний редактор принципових схем P – CAD Schematic :

  • до 99 листів схем в одному проекті, максимальний розмір листа 60 х 60 дюймів;

  • підтримка стандартних форматів листів від А до Е, АО-А4 та ін. форматів;

  • дискретність кута повороту компонента 90°;

  • працює утиліта ERC для перегляду і сортування помилок в принципових схемах;

  • перехресні зв'язки між P – CAD Schematic і P – CAD РСВ дозволяють для вибраного на схемі ланцюга висвітити на ПП відповідний нею провідник і навпаки;

  • можлива передача даних в програму моделювання Dr. Spice A/D.

1.2.6.3Графічний редактор друкованих плат, P – CAD РСВ :

  • до 99 шарів в ПП, з них 11 шарів заздалегідь визначено;

  • максимальний розмір ПП 60 х 60 дюймів;

  • автоматична корекція принципових схем по змінах в друкованій платі і навпаки (корекція "назад і вперед");

  • до 64 000 типів контактних майданчиків в проекті;

  • ширина провідника на ПП до 10 мм;

  • до 64 000 стилів стеків контактних майданчиків в проекті;

  • контактні майданчики різних форм : еліпс, овал, прямокутник, прямокутник, що округляє, крізний перехідний отвір, перехрестя для свердління (target), безпосереднє з'єднання, тепловий бар'єр з 2 або 4 перемичками;

  • контроль дотримання проміжків і повноти розводки ПП;

  • мінімальний дискрет кута повороту тексту і графічних об'єктів – 0,1 град;

  • підтримка файлів фотоплоттерів Gerber і свердлувальних верстатів, що управляють, з ЧПУ типу Excellon.


Каталог: bitstream -> NAU -> 19325
NAU -> Практикум "Professional English" призначений для аудиторної та самостійної роботи з англійської мови професійного спрямування студентів спеціальності "
NAU -> Пакет комплексних контрольних робіт
NAU -> Пакет комплексних контрольних робіт
NAU -> Конспект лецій навчальної дисципліни
NAU -> Розробка додатків для Windows Runtime (Windows 8)
NAU -> Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт і завдання до курсової роботи дисципліни
19325 -> Робоча навчальна програма навчальної дисципліни
1   2   3   4   5   6   7   8   9