Обзор пакетов прикладных программ электронного проектирования, страница 2

При моделировании аналоговых или аналого-цифровых устройств он работаетс модулем PSPICE, при параметрической оптимизации — совместно с модулем PSPICE Optimizer, приразработке печатных плат — с модулем OrCad Layout.OrCad Capture Cis (Component Information System) — модуль для создания принципиальных схем с поддержкой Internet.

Зарегистрированный пользователь получает доступ к каталогу из 200 000 компонентовведущих фирм-производителей.OrCAD PSpise — модуль моделирования аналоговых и цифровых устройств. Позволяет рассчитыватьрежимы по постоянному току, чувствительность характеристик к вариации параметров компонентов,передаточные функции, частотные, фазовые и шумовые характеристики; переходные процессы, проводить спектральный анализ, статистические испытания по методу Монте-Карло, многовариантный анализ, параметрическую оптимизацию.OrCad Layout — модуль описан в разделе «Проектирование печатных плат».4Protel DXP (www.protel.com) — интенсивно развивающаяся система сквозного проектирования аналоговых и цифровых электронных устройств фирмы Protel.

Позволяет проводить все виды анализа из стандартного набора, предлагаемого любыми программами на базе ядра SPICE. По своим функциональнымвозможностям приближается к системе OrCAD. Позволяет выполнять проектирование аналоговых ианалого-цифровых устройств, в том числе задаваемых многостраничными принципиальными схемамииерархической структуры и схемами, содержащими самые современные ПЛИС, производить размещение (компоновку/трассировку) печатных плат с применением различных программ автотрассировки,проводить анализ целостности сигналов.View Analog (www.innoveda.com) — изначально был разработан компанией ViewLogic, а впоследствиивошел в состав пакета eProduct Designer компании Innoveda. Модуль имеет стандартный набор функциймоделирования смешанных аналого-цифровых устройств на базе алгоритма SPICE, но он настолько тесно интегрируется с продуктами семейства Fusion, что позволяет моделировать поведение программируемой логической схемы, описанной на языках VHDL, Verilog, Abel в окружении аналоговых компонентов.Примером отечественных программ схемотехнического анализа могут служить версии программ ПА:версия ПА7, в которой наряду с видами анализа, обычными для программ анализа электронных схем,реализовано моделирование механических, гидравлических, тепловых процессов, и последняя версияПА9, написанная на языке Java и ориентированная на использование в распределенных системах проектирования.Синтез логических схемВажной задачей проектирования является синтез логической схемы для последующей ее реализации напрограммируемых логических интегральных схемах (PLD, CPLD, FPGA).

Как правило, в продуктах,предназначенных для этих целей, используется задание функционирования работы схемы, сделанное наодном из языков описания аппаратуры (HDL), например, VHDL или Verilog. Для простых устройствпроект может быть задан в виде принципиальной схемы.MAX+PLUS II (www.altera.com) фирмы Altera предлагает полный спектр возможностей логическогодизайна: разнообразные средства описания проектов с иерархической структурой, мощный логическийсинтез, компиляцию с заданными временными параметрами, разделение на части, функциональное ивременной тестирование (симуляцию), тестирование нескольких связанных устройств, анализ временных параметров системы, автоматическую локализацию ошибок, программирование и верификациюустройств.Программа PeakFPGA (www.peakfpga.com) была изначально разработана компанией Accolade DesignAutomation, которая впоследствии вошла в состав Protel.

Программа предназначена для построения проектов, описанных на языке VHDL, и упаковки их в конкретные микросхемы различных производителей.Мощные средства моделирования и верификации позволяют производить быстрый поиск ошибок поразличным критериям и отладку разрабатываемого устройства. Для описания проектов используетсяязык CUPL, позволяющий описывать логические схемы произвольной комбинацией трех методов: булевыми выражениями, таблицами истинности и методом конечных автоматов.

Имеется возможность прорисовки отдельных частей проектов в редакторе принципиальных схем с использованием специальныхбиблиотек. Синтезированное устройство упаковывается в конкретную микросхему, для программирования которой генерируется файл в JEDEC-формате.Более мощным решением служит программа FPGA Studio, которую компания Cadence начала предлагать своим пользователям вместо программы OrCAD Express. Эта программа обеспечивает расширенные возможности синтеза и моделирования логических схем с последующей упаковкой их в микросхемы ведущих производителей. Она превосходит по функциональности продукты, предлагаемые компанией Protel, однако стоит при этом почти на порядок дороже.Наиболее мощным решением в данной области является семейство продуктов Fusion компанииInnoveda, входящее в состав интегрированного продукта eProduct Designer.

Программа Fusion/ SpeedWave позволяет работать на языке VHDL, Fusion/VSCi — на языке Verilog, ViewPLD — на языке ABEL,5Fusion/ViewSim — на вентильном уровне. Все эти программы объединяются в единое целое под управлением модуля IntelliFlow, а в комбинации с упомянутым модулем ViewAnalog предлагают пользователям непревзойденные возможности по разработке сложных иерархических проектов, отдельные частикоторых используют различные технологии. Ближайшим конкурентом продуктов Innoveda являетсястоящий почти вдвое дороже пакет DSP Designer от Agilent Technologies (www.agilent.com).Отдельно следует упомянуть пакет SystemView компании Elanix (www.elanix.com), также позволяющиймоделировать логические схемы и упаковывать их в ПЛИС фирмы Хiliпх (www.xilinx.com).

Однако уровень моделирования проекта тут принципиально другой — эта программа предназначена для моделирования систем на уровне структурных схем. Здесь используются поведенческие модели, позволяющиеоценить работоспособность проекта на вентильном, а не на схемотехническом уровне. К достоинствампакета можно отнести наличие мощного модуля синтеза цифровых фильтров.Проектирование СВЧ-устройствПринципиально иной уровень сложности задач решают системы проектирования СВЧ-устройств. Какправило, для получения характеристик объемных структур здесь требуется решение уравнений Максвелла, а для моделирования линейных и нелинейных схем привычных моделей и методов, используемых ядром SPICE, недостаточно.Microwave Office 2003 (www.mwoffice.com) — программа фирмы Applied Wave Research позволяет моделировать СВЧ-устройства, заданные как в виде принципиальных, так и функциональных схем.

Объединяет в себе модули анализа линейных и нелинейных схем, проектирования топологий, электромагнитного моделирования планарных многослойных структур (2.5-мерное моделирование), моделирования систем связи на уровне структурных схем. Нелинейный анализ здесь выполняется методом гармонического баланса и рядов Вольтерра. Электромагнитное моделирование планарных СВЧ-устройств выполняется методом моментов Галеркина.

Модуль моделирования структурных схем, изначально разработанный компанией ICUCOM (www.icucom.com), прекрасно интегрирован в среду и имеет самыйбольшой набор библиотек моделей. Редактор топологий представляет собой не просто графическуюсреду прорисовки топологий СВЧ-устройств, а мощный инструмент для технологической подготовкипроизводства.Многофункциональная автоматизированная система SERENADE фирмы Ansoft (www.ansoft.com) имеетмодульную структуру. Некоторые модули системы подтвердили свою эффективность на протяжениидлительного периода эксплуатации.

Модуль HSFF предназначен для анализа трехмерных электромагнитных полей, модуль Harmonica обеспечивает проектирование при использовании линейных моделейтаких устройств, как согласующие СВЧ-цепи, цепи связи СВЧ-диапазона, фильтры, а также нелинейныеустройства СВЧ-диапазона (усилители мощности, смесители, генераторы, переключатели), модульTrilines предназначен для расчета линий передачи, модуль Synthesis — для синтеза фильтров, модульSuper-Spice выполняет моделирование СВЧ-устройств во временной области при помощи системыSPICE, модуль Microwave Success моделирует системы радиотелефонии.Семейство программных продуктов MMICAD, производимых фирмой Optotek (www.optotek.com), имеетв своем составе 2-линейный анализатор; модуль, при помощи которого осуществляется ввод принципиальных схем; модуль, при помощи которого осуществляется компоновка/трассировка; систему, объединяющую модуль, при помощи которого осуществляется ввод принципиальных схем, модуль компоновки/трассировки, а также линейный анализатор; нелинейный анализатор во временной области; модульсинтеза фильтров; модуль сбора информации и малосигнального анализа схем с полевыми транзисторами; модуль сбора информации и моделирования схем с полевыми транзисторами в режимах большого ималого сигналов.Пакет RF Design System Suite — (сокращенно RFDS) фирмы HP EEsof/HPHighFreqency Design позволяет проектировать радиочастотные цепи сотовых радиотелефонов, других персональных подвижныхкоммуникационных систем, универсальные процессоры, цепи радиовещательных спутников, видеосистемы и беспроводные локальные вычислительные сети.

Программное обеспечение включает анализаторлинейных и нелинейных цепей, который имеет двунаправленную связь с векторным анализатором цепей, анализатором спектра и цифровым осциллографом. RFDS Suite имеет инструменты для анализа пе-6реходных процессов в цепях и электромагнитного анализа, системную библиотеку, инструмент для компоновки. Кроме того, возможна интеграция с программными продуктами других фирм.Система Sonnet Software Suite of 3D Planar High-Frequence Electromagnetic Software (коротко — SonnetSuite) служит для исследования высокочастотных электромагнитных полей современных 3DnnaHapHbix цепей и антенн.

Для исследования резонанса оболочки включено исследование поля шестиугольного короба.APLAC (www.aplac.com) — предназначена для проектирования и моделирования электрических схем исистем во временной и частотной областях. В их состав могут входить как цифровые, так и аналоговыекомпоненты, в том числе устройства диапазона СВЧ. Выполняются следующие виды расчетов: режимпо постоянному току, частотные характеристики, спектральная плотность и коэффициент шума, чувствительность и параметрическая оптимизация, переходные процессы, спектры сигналов, анализ периодических режимов, статистический анализ по методу Монте-Карло.