Пояснительная записка (1228681), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

В марте 2015 года выходит новое обновление Altium designer 15.0. В данном обновление появилась функция экспорта печатной платы в формат 3D PDF, предоставляющий возможность трехмерного просмотра в Adobe Acrobat Reader. Просмотр возможен в трех измерениях и с хорошей детализацией. Введена функция вставки OLE-объектов в редактор плат например из приложения Microsoft office. Добавление с помощью OLE объекты редактируются в исходном редакторе, в нашем примере Microsoft office. Также можно размещать объекты Excel. Типы файлов возможные для вставки, CSV, XLS форматы электронных таблиц, DOC и RTF документов Word, 8 разрядный BMP и JPG файлы изображений. Так же был добавлен дополнительный плагин, который предназначен для формирования текстовой конструкторской документации в соответствии с ЕСКД.

По мере развития проектов типа Altium designer, в дополнение к электрическим компонентам, появляется все больше механических компонентов в программе. Взаимодействие разработчиков ECAD и MCAD становится все более тесным. Для более удобного сотрудничества предусмотрен стандарт ProStep`s Electrical Design, Mechanical Design (EDMD), основанный на протоколе XML. Этот стандарт часто называют IDX (Incremental Design Exchenge format), как расширение у обменного файла .idx.

С помощью промежуточного файла с расширением .idx разработчик электронной системы может экспортировать разработчику механической системы, только необходимые для него изменения в проекте платы, и наоборот. В Altium designer данная возможность стала возможна с помощью расширения Mechanical CAD Coloboration. Данное расширение позволяет более полноценно обмениваться данными между Altium designer и Механическими САПР, например Solid Works, использую формат обмена ProStep EDMD. Его функции включают поддержку запросов на изменение, а также передачу геометрии проводников [22]

1.2.2 Обзор P-CAD

P-CAD является системой автоматизированного проектирования многослойных печатных плат со сквозным циклом проектирования, то есть проект разрабатывается в строгом порядке: создание библиотек компонентов, ввод электрической принципиальной схемы, смешанное моделирование сигналов, пред- и посттопологическое моделирование искажений сигналов, конструирование печатной платы, получение технологических управляющих файлов.

В системе имеется четыре основных модуля – P-CAD Library Executive, P-CAD Schematic, P-CAD PCB, Situs. Рассмотрим их.

P-CAD Library Executive является менеджером библиотек. Библиотеки P-CAD относятся к типу интегрированных библиотек, так как библиотеки P-CAD содержат графическую информацию о символах и типовых корпусах компонентов, и текстовую информацию о номерах и именах выводов, число секций в корпусе компонента и т.д. Менеджер библиотек взаимодействует с двумя модулями SymbolEditor и PatternEditor, предназначенных для создания и редактирования символов компонента, и создания и редактирования посадочного места корпуса компонента соответственно.

Имеются удобные средства просмотра, удаления и переименования библиотечных файлов, поиска компонентов, символов и корпусов компонентов по всем возможным атрибутам. Так же есть возможность создания нескольких корпусов для каждого символа. С помощью встроенных систем создания электронных элементов можно легко пополнять библиотеки компонентов. Для исключения ошибок несогласованного ввода информации на разных шагах проектирования, вся текстовая информация об упаковке компонентов заносится в удобные для просмотра и редактирования таблицы.

P-CAD Schematic является графическим редактором принципиальных электрических схем. В стандартных библиотеках поставляемых вместе с системой, для зарубежных цифровых интегральных микросхем имеются три варианта графики символов: Normal – нормальный, для стандартов США, DeMorgan – обозначение логических функций, IEEE – стандарт института инженеров электротехники и электроники, наиболее схожий с российскими стандартами.

По умолчанию имя проводимой электрической цепи присваивается автоматически, но имеется возможность задания имени самим разработчиком. Имена цепей можно написать кириллицей.

После создания принципиальной схемы необходимо произвести верификацию проекта. Перед формированием отчета об ошибке, можно выбрать в каком виде будет представлен отчет. На выбор представлено три вида: как ошибка, как предупреждение или игнорирование правила построения схемы. По завершении проверки формируется текстовый отчет, в котором приведен полный список ошибок и предупреждений. Сортировка идет по категориям. Ошибки на принципиальной схеме отмечаются маркерами.

Для аналогового, цифрового и аналого-цифрового моделирования используется язык spice 3f5. Данный язык позволяет выполнить анализ по постоянному току, частоте, спектральным характеристикам, шуму температуре, переходным процессам, при вариации параметров, статистический анализ Монте-Карло, расчет передаточной функции, нулей и полюсов.

Данный редактор предназначен для размещения модулей на выбранном монтажно-коммутационном поле, размещение возможно вручную или с использованием набора функций Visual Placement Area. P-CAD PCB поддерживает ручную, полуавтоматическую и автоматическую трассировку проводников. Заранее созданные шрифты удовлетворяющие российским ГОСТ и внедренные в систему проектирования, позволяют использовать на схеме и печатной плате надписи на русском языке.

Бессеточный автотрассировщик Situs выполняет автоматическую трассировку. Данный автотрассировщик имеет стандартную стратегию трассировки, и при необходимости можно вручную настроить собственную стратегию. При настройки можно определить последовательность выполняемых операций для каждой топологии в отдельности. Приведем пример некоторых шагов трассировки:

• расстановка U-образных соединений между соединяемыми контактами;

• зачистка трасс от лишних сегментов;

• растаскивание и разрыв уже проведенных трасс с целью проведения очередных соединений;

• расстановка стрингеров, то есть отвод трассы от контакта и установка переходного отверстия;

• уплотнение уже проведенных трасс с целью 100-процентной разводки электрических цепей;

• трассировка по выбранному направлению в конкретном сигнальном слое;

• использование основного алгоритма трассировки;

• равномерное распределение проводников по монтажно-коммутационному полю;

• распрямление проведенных трасс.

Затраченное на трассировку время можно контролировать выбором уровня минимизации количества переходных отверстий. Трассировка в автоматическом режиме может проводится для всей печатной платы или только для выбранных пользователем компонентов, например только электрические цепи или соединения попавшие в области выделения на плате.

При работе с платой есть возможность активировать проверку ошибок в режиме реального времени.

P-CAD Document Toolbox является набором дополнительных команд в P-CAD PCB и P-CAD Schematic для размещения на чертежах электрических схем или печатных платах различных таблиц и диаграмм, динамически обновляющихся списков и отчетов, таблиц сверловки и т.д. Данные дополнительные команды позволяют автоматизировать создание конструкторской документации, необходимой для производства печатных плат.

P-CAD InterPlace представляет собой интерактивное средство размещения компонентов. Размещение выполняется с учетом всех имеющихся технологических требований и ограничений. Компоненты можно объеденить в логические и физические группы. Такие группы можно разместить на плате и отдельно их редактировать.

Parametric Constraint Solver представляет собой утилиту которая позволяет задать набор правил проектирования, например ширину проводника отдельной цепи. Данные поступают из P-CAD PCB и P-CAD Schematic. Далее данные передаются программам авторазмещения компонентов, автотрассировки проводников. Правила проектирования задаются в виде констатнт или математических выражений, содержащие идентификаторы других правил.

P-CAD Signal Integrity – программа анализирует целостность электрических сигналов с учетом паразитных эффектов. Система позволяет найти все цепи , которые имеют индуктивную связь с выделенной цепью. Результаты моделирования представляются в виде графиков, частотно временной области.

CAMtastic – программа доработки фотошаблонов и формирования данных в форматах Gerber и Exellon. Данная программа создает более корректные Gerber-файлы, в отличии от P-CAD PCB, и имеет возможность откорректировать топологию печатных монтажа.

Для отечественных фотоплоттеров, изготавливающих фотошаблоны печатных плат, стандартные файлы Gerber не подходят. На этот случай имеются препроцессоры, перекодирующие из формата Gerber в формат соответствующего оборудования.

Имеется поддержка работы программы Specctra, не входящей в пакет P-CAD. Specctra это программа ручного, полуавтоматического и автоматического размещения компонентов и трассировки проводников. Specctra поддерживает возможность трассировки до 256 слоев. Это достигается благодаря технологии бессеточной трассировки Shape-Based. За счет этой технологии повышается эффективность трассировки печатных плат с высокой плотностью размещения компонентов, а также обеспечивается трассировка одной и той же цепи трассами различной ширины. Также данная программа имеет модуль AutoPlace, предназначенный для автоматического размещения компонентов на плате. Открывается данная программа из среды Windows или из самой программы P-CAD PCB [7].

1.2.3 Обзор Proteus

Proteus представляет собой электротехническую САПР имеющую в своем составе средство разработки и отладки электронных схем, с помощью модуля ISIS и средство разработки печатных плат ARES. Имеется автоматический встроенный трассировщик ELECTRA Autorouter. Система симуляции позволяет пошаговую и интерактивную отладку в режиме реального времени электронных схем.

Система виртуального моделирования Proteus VSM основана на языке spice3f5 позволяющий контролировать процесс создания, на каждом этапе производства начиная от создания графического изображения принципиальной схемы и заканчивая изготовлением печатной платы устройства. В базе Proteus содержатся такие модели как CPU микроконтроллеров PIC и семейства 8051. Периферийные интерактивные модели светодиодных и жидкокристаллических дисплеев, универсальные матричные клавиатуры, порты RS-232, а также целая библиотека выключателей, кнопок, ламп, светодиодов и т.д.

Поддерживается интерактивный режим и режим графического моделирования. Имеется такие виртуальные приборы как вольтметр, амперметр, двухлучевой осциллограф и 24-канальный логический анализатор. Из проекта используемого для моделирования, можно сгенерировать список цепей для печатной платы.

Поддерживаются графические анализы переходных процессов, частотный анализ, анализ шума, анализ искажений, скользящий анализ для переменного и постоянного тока, анализ с преобразованием Фурье. Прямая поддержка аналоговых моделей в SPICE формате.

Имеется возможность встраивания кода в модели компонентов на С++ или других языках. Модели могут быть электрическими, графическими или комбинированными. Цифровой симулятор позволяет программировать на Бейсике для последующего моделирования или векторного тестирования.

Модуль ISIS предоставляет среду моделирования для Proteus VSM. Здесь присутствуют смешанные виды моделирования, микропроцессорные модели и модели интерактивных компонентов для полной разработки схем на микроконтроллерах. Важным свойством модуля является работа в локальной сети. Каждая машина в сети может иметь как свою библиотеку, так и общую с другими пользователям. Файлы библиотек могут быть использованы только для чтения. Это необходимо для предотвращения путаницы в символах и элементах, которые могут использовать другие пользователи.

Имитация реального поведения электронных компонентов и схем, составленных из них, в программе ISIS основывается на применении SPICE-моделирования поведения компонентов. Поскольку, начиная с версии PSPICE2, появились некоторые отличия от стандарта SPICE, разработчики Протеуса предупреждают, что не всегда SPICE-модели сторонних фирм, большинство из которых предоставляет PSPICE-модели будут адекватно симулироваться в ISIS. Тем не менее, если заглянуть в библиотеки аналоговых компонентов ISIS, то можно заметить, что большинство моделей представлены именно SPICE моделями. ISIS поддерживает как интерактивную симуляцию в реальном времени, так и симуляцию с помощью графиков, воспроизводящих сигналы в определенных точках схемы с установленными там пробниками. В любом случае поведение схемы просчитывается с помощью встроенного в программу симулятора ProSPICE. С каждой новой версией Proteus ядро Prospice обновляется. Версию ядра вашей копии Proteus всегда можно посмотреть в логе симуляции после запуска на выполнение любого проекта или графика. ProSPICE различных версий не взаимозаменяемы и защищены лицензией на программу. Чем новее версия Proteus, тем более быстрое ядро ProSPICE встроено в программу. Однако даже самые последние версии не в состоянии удовлетворить запросы наших амбициозных пользователей. Поэтому, если вы при симуляции схемы в реальном времени получаете в логе программы загрузку ЦП компьютера 100 % и сообщение: Simulation is not running in real time due to excessive CPU load Симуляция не работает в реальном времени из-за чрезмерной загрузки центрального процессора стоит подумать об использовании графиков для анализа поведения схемы. Как правило, это сообщение вылетает из-за чрезмерной загруженности схемы аналоговыми компонентами и попыткой имитировать их работу на достаточно высоких частотах. Возможности ЦП компьютера небезграничны, а при интерактивной симуляции львиная доля ресурсов «съедается» на поддержку элементов, содержащих активную графику: индикация, анимированные провода и пробники и т.п. Не стоит забывать, что и виртуальные инструменты: осциллограф, таймер-частотомер, вольтметры/амперметры и пр. сами по себе являются активными моделями и тоже нагружают симулятор. В то же время при расчете графиков такой важный фактор, как быстродействие компьютера отходит на второй план. Протеус все равно рассчитает точки графика, только затратит на это больше времени. Именно поэтому применение графиков для анализа аналоговых схем предпочтительно.

Характеристики

Список файлов ВКР