Пояснительная записка (1228681), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Если исключить из рассмотрения чисто графические модели, то все остальные можно поделить на четыре больших группы: различные примитивы: Analogue, Digital, PLD, Mixed (аналоговые, цифровые, программируемые логические матрицы, смешанные); SPICE Model (Модели SPICE); Schematic Model (Схематичная модель) и VSM DLL Model (Программные модели, объединенные в библиотеках DLL). Приступим к краткому рассмотрению остальных.
Analogue Primitive и Digital Primitive: К первым относятся большинство резисторов, конденсаторов, часть моделей транзисторов и диодов. Ко вторым - элементы цифровой логики из библиотеки Simulator Primitives и часть цифровых элементов из других библиотек. По своей сути это те же SPICE-модели, но встроенные непосредственно в симулятор ProSPICE.
Задание поведения и свойств PLD Primitive (логических матриц) осуществляется с помощью таблиц соответствия, содержащихся в JEDEC файлах. Mixed Model Primitives содержат как аналоговые, так и цифровые свойства. Ряд свойств этих моделей применим в частности к КМОП логике и позволяет управлять уровнями переключения моделей, что важно при создании, например, мультивибраторов на КМОП микросхемах. Особую группу в примитивах составляют Real Time Primitives.
SPICE Model – это тоже модели SPICE, но содержащие текстовое описание на языке SPICE. Эти описания объединены в файлы-библиотеки с расширением .SML (SPICE Model Library) размещенные в папке MODELS программы Протеус.
Schematic Model – схематичные модели, построенные с применением аналоговых и цифровых примитивов. Схема создается на дочернем листе графической модели, затем преобразуется в файл описания модели с расширением .MDF (Model Description File) с помощью встроенного в ISIS компилятора. MDF файл описания используется либо самостоятельно для соответствующей графической модели компонента, либо «родственные» по назначению или производителю файлы объединяются в библиотеки описаний компонентов с расширением .LML, которые также расположены в папке MODELS программы Протеус.
VSM DLL Models – программные модели. Это все модели микроконтроллеров, периферии, сложных индикаторов, датчиков и т.д. Все эти модели реализованы программным путем и используют для симуляции динамические библиотеки DLL, скомпилированные при их создании.
Любая модель ISIS имеет пять составляющих этапов при создании. После того как нарисовали модель, необходимо скомпоновать ее в единое целое и поместить в библиотеку. Чтобы создать модель служит функция Make Device. Прежде чем создать модель, необходимо выделить те графические компоненты, из которых будет создаваться модель. Далее включаем опцию Make Device.
После чего открывается первое из окон создания модели Device Property. В этом окне обязательными для заполнения являются два окна – Device Name (наименование компонента) и Reference Prefix (Префикс под которым устройство будет заноситься в список цепей).
Второе окно Packaging содержит информацию о назначенных устройству корпусах.
В окне Component Properties & Definition назначаются характерные для того или иного компонента свойства.
Четвертое окно Device Data Sheet & Help File необходимодля создания элементов на коммерческой основе с последующим распространением в качестве стандартных.
В пятом окне, в строке Device Category выбирается категория элемента.. Ниже строчкой субкатегория. В строке Device Manufacturer выбирается производитель. Все эти сведения нужны Протеусу для того, чтобы поместить новый элемент в определенный раздел библиотеки для быстрого поиска его в дальнейшем. Все вновь созданные компоненты по умолчанию Протеус будет помещать в библиотеку USERDVC [18].
1.2.4 Обзор OrCAD
Программа OrCAD как и все электротехнические САПР имеет возможность создания электрических принципиальных схем и печатных плат. Программа OrCAD состоит из большого числа модулей. Рассмотри их.
OrCAD Capture – графический редактор схем;
OrCAD Capture CIS – графический редактор схем, дополненный средством ведения баз данных компонентов. Для получения доступа к каталогу компонентов посредством интернета, содержащему более двухсот тысяч наименований, необходимо зарегистрироваться на сайте разработчика программного обеспечения.
PSpice Schematics – графический редактор схем, заимствованный из пакета DesignLab.
OrCAD PSpice A/D – программа моделирования аналоговых и смешанных аналого-цифровых устройств, данные в которую передаются как из PSpice Schematics, так и из OrCAD Capture.
OrCAD PSpice Optimizer – программа параметрической оптимизации.
OrCAD Layout – графический редактор печатных плат.
OrCAD Layout Plus – программа OrCAD Layout, дополненная бессеточным автотрассировщиком SmartRoute, использующим методы оптимизации нейронных сетей.
OrCAD Layout Engineer's Edition – программа просмотра печатных плат, созданных с помощью Layout или Layout Plus, средство общей расстановки компонентов на плате и прокладки наиболее критических цепей, выполняемых инженером-схемотехником перед выдачей задания на проектирование печатной платы конструктору.
OrCAD GerbTool – программа создания и доработки управляющих файлов для фотоплоттеров.
Visual CADD – графический редактор фирмы Numera Software.
Программа OrCAD Capture предназначена для создания проекта, часть которого может быть задана в виде принципиальной электрической схемы, а другая часть может быть описана на языке высокого уровня VHDL. Кроме того, из оболочки OrCAD Capture запускаются программы моделирования аналоговых, цифровых и смешанных аналого-цифровых устройств PSpiсe и параметрической оптимизации PSpiee Optimizer. При создании проекта в соответствии с его типом автоматически загружаются необходимые библиотеки компонентов, но также их перечень можно изменить вручную, при этом для всех специализированных проектов возможна передача информации в программу OrCAD Layout для создания печатных плат. Доступ к расширенной базе данных компонентов, пользователи, получают при помощи опции Component Information Systems, через интернет.
В программе OrCAD Capture проекты подразделяются на несколько типов. Первый из них носит название Analog or Mixed-Signal Circuit — аналоговые, цифровые или смешанные аналого-цифровые устройства, моделируемые с помощью программы PSpice A/D.
Вторым типом проекта являются печатные платы. В программе носит название PC Board.
Третий тип Schematic. Schematic – не специализированные проекты с возможностью создания и документирование принципиальных схем. Моделирование и разработка печатных плат не предусматривается.
Поддерживается печать на принтере или плоттере. На печать можно вывести страницу схемы, символ компонента, информацию об упаковке, текстовые файлы и т.п.
Как правило, электрические схемы большинства проектов размещаются на нескольких страницах не самого большого формата. Для организации схем большого объема предусмотрены два способа: плоские обычные многостраничные структуры и иерархические структуры.
Электрические цепи, расположенные на разных страницах многостраничной схемы, соединяются друг с другом с помощью, так называемых межстраничных соединителей, имеющих одинаковые имена. Все страницы таких схем содержатся в одной папке на одном и том же уровне. Их структура показывается в менеджере проектов при нажатии клавиши File.
На схемах иерархических проектов размещаются специальные символы, называемые иерархическими блоками. Принципиальная электрическая схема каждого такого блока размещается в виде отдельной схемы, помещаемой в папку на том же уровне иерархии, что и основная схема. Иерархическая структура показывается в менеджере проектов при нажатии клавиши Hierarchy.
Перед созданием нового проекта с помощью программы OrCAD Capture необходимо задать параметры его конфигурации с помощью трех команд меню Options менеджера проектов. По команде Preferences задаются параметры схемы, которые инициализируются при каждом запуске программы OrCAD Capture. Изменения этих параметров вносятся в уже существующие схемы. По команде Design Template задаются параметры схемы, устанавливаемые по умолчанию при создании всех новых проектов. Изменения этих параметров не вносятся в уже существующие схемы, поэтому перед созданием новых схем имеет смысл просмотреть и при необходимости изменить их значения. По команде Design Properties или Schematic Page Properties задаются параметры индивидуальной текущей схемы.
Библиотеки символов программы Capture системы OrCAD содержат более 30 тыс. элементов. При создании проекта необходимо заранее продумать, какими библиотеками можно воспользоваться в каждом конкретном случае. Иначе, например, после создания принципиальной схемы устройства не удается разработать печатную плату из-за несогласованностей библиотек символов и корпусов компонентов.
Ряд библиотек символов из каталога \Capture\Library\PSpice не содержит информации об упаковке компонентов, ссылок на их корпуса и численных значениях параметров математических моделей, эти значения вводятся непосредственно на схеме.
В OrCAD Capture возможно создавать символы компонентов и затем помещать их в существующие или новые библиотеки. Для создания или редактирования символов используется Part Editor.
Графический редактор PSpice Schematics пакета OrCAD, заимствован из пакета DesignLab, предназначен только для передачи данных в программы моделирования PSpice и параметрической оптимизации PSpice Optimizer. Если же необходимо разработать ПП, то созданную в PSpice Schematics схему необходимо импортировать в программу OrCAD Capture и затем по составить список соединений проекта для дальнейшей передачи в OrCAD Layout.
После загрузки программы устанавливается режим редактирования схем, редактирование принципиальных электрических схем, редактирование символов компонентов. На схему наносятся изображения символов компонентов, которые соединяются электрическими проводниками или линиями групповой связи, а также имена цепей и текстовые надписи, редактируются и создаются вновь атрибуты компонентов. Схема может располагаться на одной или нескольких страницах, возможны иерархические структуры.
При моделировании применяются иерархические структуры двух типов – блоки и иерархические символы.
Подготовка к моделированию и само моделирование производятся в несколько этапов. Первым этапом является размещение символов сигналов. После создания схемы моделируемого устройства должны быть введены символы источников сигналов. Источников сигналов находятся в библиотеке Sourcstm.slb, которые создаются с помощью программы Stimulus Editor. Символы VSTIM и ISTIM предназначены для создания источников напряжения и тока аналоговых сигналов, DigStim – источник цифрового сигнала. После выбора символа пользователю предлагается ввести имя сигнала и затем управление передается программе Stimulus Editor для выбора типа сигнала, предназначенного для анализа переходных процессов, и ввода его параметров. Наиболее часто эти возможности используются для задания цифровых сигналов. Источники аналоговых сигналов VSTIM и ISTIM имеют два атрибута DC и АС, определяющих постоянную составляющую напряжения или тока и амплитуду сигнала при анализе в частотной области. В библиотеке Source.slb находятся символы аналоговых и цифровых сигналов.
Вторым этапом является постановка позиционных обозначений. Перед моделированием схемы всем ее компонентам необходимо присвоить уникальные имена, так называемые позиционные обозначения. Позиционные обозначения обычно вводятся при расстановке компонентов на схеме. Однако если в процессе редактирования часть компонентов получили совпадающие позиционные обозначения или не для всех компонентов проставлены эти обозначения, выполняется команда Annotate. Кроме того, эта команда выполняет так называемую «упаковку» компонентов, необходимую для разработки ПП. Упаковка отдельных символов в физически существующие корпуса компонентов заключается в простановке номеров секций и указании типов корпусов. В диалоговом окне команды в пункте Function выбирается тип операции.
Третий этап именование цепей. Осуществляется по команде Label или после двойного щелчка мыши на выбранной цепи. При выполнении некоторых видов анализа, например, при спектральном анализе, статистическом анализе по методу Монте-Карло, расчете уровня шума, необходимо указывать имена выходных переменных, в качестве которых могут быть потенциалы и разности потенциалов узлов и токи ветвей. При записи выходных переменных можно пользоваться всеми правилами программы PSpice, однако ссылки на имена узлов цепи возможны, только если они обозначены на схеме.
Четвертый этап проверка схемы. По команде Electrical Rule Check проверяется наличие в схеме не подсоединённых выводов компонентов, совпадающих позиционных обозначений и др. Полнота проверки тем больше, чем больше информации о типе компонентов и их выводов занесено в библиотеку символов. При обнаружении ошибок на экран выводится информационное сообщение. Перечень ошибок просматривается по команде View Messages.
Пятый этап создание списка соединений. По команде Create Netlist создаются список соединений схемы и задание на моделирование, которые заносятся в файлы с расширениями.NET, .ALS и .CIR. При наличии ошибок в схеме или директивах моделирования выводится информационное сообщение.
Шестой этап составление задания на моделирование. Перед проведением моделирование необходимо составить задание на моделирование.
Седьмой этап подключение библиотек и других файлов. Перед выполнением моделирования необходимо убедиться, что подключены файлы с математическими библиотеками компонентов схемы. Дополнительные библиотеки и другие необходимые для моделирования файлы подключаются по команде Library and Include Files. Сначала в строке File Name указывается имя файла.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
