Аксенова И.К., Мельников А.А. Основы конструирования радиоэлектронных приборов (1986), страница 32

ных этапов проектирования. В общем виде структурная схема системы автоматизированного проектирования показана на рис. 8,2. На вход САПР подается информация, необходимая для конструкторского синтеза разрабатываемого устройства: описание исходных данных о схеме устройства, описание конструктивных указаний для ориентации системы на определенную конструкцию. В описание конструкции входит описание конструкции монтажного поля (основания для печатной платы, подложки для микросхемы или микросборки и т. д.) н конструкций элементов, размещаемых на монтажном поле.

На основе этих описаний формируется библиотека описаний конструкций. На вход САПР подается также информация, необходимая для выпуска комплекта документации. П и ри автоматизированном проектировании важной операцией является контроль проектирования. При машинном проектировании информация проходит через и этапа: подготовка исходной информации — вычисления — вывод результатов. Целесообразна контролировать каждый из этих этапов. Наибольшее количество ошибок может быть яри подготовке исходных данных, так как именно на этом этапе в ходе проектирования' участвует человек.

Основными источниками ошибок во входной информации являются ошибки в схемах, кодировании схем, ошибки перфорации, ошябки устройств ввода в ЭВМ. Для уменьшения количества ошибок при кодирова- нии целесообразно производить кодирование исходных данных двумя коднровщиками независимо друг от друга. При этом вероятность повторения одинаковой ошибки у обоих кодировщнков ничтожно мала, и сопоставляя результаты их кодирования, удается найти практически все ошибки кодирования.

Сопоставление результатов кодирования лучше проводкть с помощью ЭВМ, так как это очень кропотливая и трудоемкая работа. Очень важно, чтобы окончательное решение о правильности исходных данных принималось без участия человека. Проверенные исходные данные транслируются в системные массивы САПР. В трансляторе с помощью специальных программ еще раз производится проверка исходных данных. Изготовленный узел необходимо проконтролировать. Контроль проводится подсоединением контролирующих устройств к внепшим выводам схемы. Следовательно, для контроля и диагностики необходимо произвести генерацию специальных тестов.

При генерации тестов решается задача определения свободных выводов, к которым можно подсоединить контроль. Может возникнуть необходимость введения в схему дополнительных связей или исключения избыточных связей, что повлечет за собой изменение схемы, поэтому задача генерации тестов должна решаться до решения задач компоновки, размещения и трассировки.

Затем производится последовательное решение задач компоновки н размещения. Перед решением задачи трассировки производится распределение инвариаитных (логически равнозначных) контактов различных конструктивных единиц. Распределение инвариантных контактов следует рассматривать как средство для дополнительного улучшения возможностей последующей трассировки соединений.

И все же следующая задача — задача трассировки— является одной из сложнейших в процессе технического проектирования н не во всех случаях удается осущес1- вить в САПР трассировку всех соединений. Поэтому может применяться автоматическая корректировка, во время которой изменяется рисунок проведенных трасс для проведения непостроенных соединений, или производится ручная доработка трассировки. С этой целью в САПР производится анализ, есть ли непроведенные соединения, 'н при наличии таких соединений списки непроведенных соединений и рисунки трасс выводятся на печатающие устройства или дисплеи.

Конструктор подготавливает указания об изменении трасс. Подготовленные конструкторские указания вводятся в ЭВМ и программа корректировки вносит изменения в рисунок трасс. При этом могут возникнуть дополнительные трудности, так как при добавлении непроведенного соединении трассы уже проведенных соединений приходится передвигать. При ручной доработке возможны ошибки, поэтому необходимо провести контроль доработки.

Если проводится алгоритмическая дотрассировка, то контроль также надо проводить, так как решение задачи трассировки занимает большое количество машинного времени и может прдизойти сбой ЭВМ. Контроль топологии включает в себя контроль технологических ограничений, проверку разбо а ого варианта топологии на соответствие принципиальной схеме и анализ электрических характери к сти устро ст й ва по разработанной топологии.

Эффективность программы контроля имеет большое значени, рог амма используется неоднократно. Если ошибок нет, то основные задачи технического проектирования о казываются выполненными. Теперь для контроля можно использовать ранее разработанные тесты. Выводятся таблицы тестов, каталоги для диагностики неисправностей, перфоленты для управления контрольной и диагностической аппаратур . ризводится вывод конструкторской документации и всех данных, необходимых для работы технологических автоматов. Данные для управления этими автоматами выводятся на перфоноситель. После окончания процесса автоматизированного проектирования в памяти ЭВМ имеется вся информация, нео бходимая для вывода документации.

В программах выиода документации в виде определенных констант хр- анятся сведения о форме„обозначениях, наименованиях документов. Сложность выполнения отдельных этапов автоматизиова ного проектирования зависит от конструктивно-технологической реализации проектируемого устройства, о наиболее трудной задачей в общей проблеме автоматизации п роектирования радиоэлектронных устройств остается задача трассировки соединений, Это связано что а лгоритмы трассировки существенно отличаются для Р азличных технологических способов выполнен тажа (проводной монтаж, пеЧатный монтаж, пленоч очный монтаж), а каждый'способ обусловливает использова- ние специфических критериев оптимизации н ограничений. Для решения задач трассировки используется, как правило, несколько алгоритмов. Широко используется для решения сложных задач трассировки алгоритм, получивший название «волнового» алгоритма или волнового алгоритма Ли (по имени автора, впервые реализовавшего этот алгоритм].

Этот алгоритм позволяет отыскивать кратчайший путь между двумя заданными точками в дискретном пространстве и строит этот путь при миннмальном количестве пересечений других путей. На основе волнового алгоритма разрабатываются многие другие алгоритмы, позволяющие решать разнообразные задачи трассировки. При разработке систем автоматизированного проектирования самым важным и сложным вопросом остается разработка алгоритмических блоков. В нашей стране работы по автоматизации проектирования изделий РЭА развернулись в середине 60-х годов. Разработка систем автоматизированного проектирования пошла по нескольким направлениям, которые выделились в связи с использованием в изделиях РЭА различной конструктивно-технологической базы.

К настоящему времени разработано большое количество различных систем автоматизированного проектирования. Согласно ГОСТ Т3501.8 — 80 можно выделить основные направления классификации САПР. По типам объектов проектирования различают САПР: изделий машиностроения и приборостроения; технологических процессов в машиностроении и приборостроении; объектов строительства; организационных систем. По сложности объектов проектирования различают САПР: простых объектов, проектирующих объекты до 10» составных частей; объектов средней сложности, проектирующих объекты свыше 1О' до 10' составных частей; сложных объектов — свыше 10» до 10' составных частей; очень сложных объектов — свыше 10«до 10' составных частей; объектов очень высокой сложности — свыше 10з составных частей.

По уровню автоматизации проектирования различают САПР: простых объектов, проектирующих объекты до торых количество автоматизированных процедур составляет до 25$ общего количества проектных процедур; среднеавтоматизированного проектирования, в которых количество автоматизированных процедур составляет свыше 25 до 507р общего количества проектных проце- 169 дур; высокоавтоматизированного проектирования, в которых количество автоматизированных процедур составляет свыше 50э~ общего количества проектных процедур. По характеру выпускаемых документов различают САПР: текстовых документов; текстовых и графических документов; документов на машинных носителях (перфокартах, перфолентах, магнитных лентах, дисках, барабанах); документов на фотоносителях; документов на двух видах носителей данных; документов на всех типах носителей данных. Одним из направлений являются системы автоматизированного проектирования печатных плат. Системы проектируют узлы РЭА на односторонних, двусторонних и многослойных печатных платах.

На печатных платах могут устанавливаться дискретные элементы (резисторы, конденсаторы и т. д.), бескорпусные ИМС и ИМС в стан'- дартных корпусах с планарными и штырьковыми выводами. Другим направлением является автоматизация проектирования микроэлектронных узлов, коммутация в которых реализуется на подложках, выполненных иа основе пленочной технологии. Это толстопленочные и тонкопленочные микросборки, гибридные и плеиочные ИМС.

На подложках могут устанавливаться бескорпусные интегральные и дискретные компоненты (такие узлы, как правило, выпускаются в герметизированных корпусах). Примером может служить автоматизированная система монтажно-коммутационного проектирования микросборок. Система проводит размещение, трассировку, выпуск документации, изготовление фотошаблонов. На поле подложки размером 64)(48 ммз может быть установлено до 512 элементов, число контактов может быть до 3000. Время разработки с помощью системы сокращается в !Π— 20 раз.