Пояснительная записка (1228681), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Восьмой этап конфигурирование программы построения графиков Probe.
Девятый этап запуск программы моделирования PSpice. Моделирование текущей схемы начинается после выбора команды Simulate. При этом автоматически выполняются команды Electrical Rule Check и Create Netlist, если они не были выполнены заранее. После завершения моделирования его результаты, представленные в табличной форме, заносятся в текстовый файл *.OUT, данные для построения графиков заносятся в файл *.DAT, который загружается в программу Probe.
Десятый этап просмотр результатов моделирования. Результаты моделирования, представленные в текстовом виде в файле .out просматриваются по команде Examine Output или непосредственно из меню программы PSpice. Графики результатов моделирования просматриваются с помощью программы Probe, которая вызывается автоматически после завершения моделирования. Построение графиков в процессе моделирования выполняется при выборе опции Auto Run Option. Автономный вызов Probe выполняется командой Run Probe.
Задание на моделирование для программы PSpice заносится в текстовые файлы. Задание на моделирование значительно облегчает поиск ошибок при отладке схемы, позволяет создавать шаблоны новых символов компонентов, позволяет составлять текстовые описания макромоделей.
При графическом вводе схем как с помощью программы PSpice Schematics, так и с помощью OrCAD Capture, создаются три файла задания с одним и тем же именем и различными расширениями имени .NET – таблица соединений, .ALS – список подключения цепей к выводам компонентов и .CIR – список директив моделирования.
Первоначально программа PSpice была предназначена для моделирования чисто аналоговых устройств. В настоящее время она обеспечивает моделирование смешанных аналого-цифровых цепей, которые, в частности, могут состоять только из цифровых устройств и не содержать аналоговых блоков. Обычно смешанные устройства моделируются в режиме .TRAN, однако другие режимы также доступны. В режиме .DC задержки сигналов в цифровых блоках игнорируются и рассчитываются логические уровни выходов цифровых компонентов в стационарном режиме. В режимах .AC, .NOISE, .TF и .SENS цифровые компоненты не участвуют в анализе малосигнальных частотных характеристик цепи, лишь для аналоговых частей аналого-цифровых и цифро-аналоговых интерфейсов составляются линеаризованные схемы замещения их входных и выходных комплексных сопротивлений.
Наиболее естественный способ разработки печатной платы состоит в создании ее схемы с помощью одного из графических редакторов, например OrCAD Capture, и создания списка соединений схемы в формате, приемлемом для OrCAD Layout. Разработка новой ПП начинается после загрузки OrCAD Layout. Сначала запрашивается имя технологического шаблона ПП, затем – имя файла списка соединений.
По команде Board выполняется автоматическое размещение компонентов на всей печатной плате. Авторазмещение выполняется за несколько проходов согласно правилам, создаваемым по команде Placement Strategy. Дополнительно по команде Place Settings, задаются параметры стратегии авторазмещения компонентов.
Автотрассировка проводников выполняется тремя способами. Во-первых, OrCAD Layout содержит в меню Auto группу соответствующих команд, достаточных для разработки простых печатных плат. Во-вторых, для разработки более сложных печатных плат предназначена отдельная программа SmartRoute, использующая алгоритмы оптимизации нейронных сетей, аналогичная программе Shape-Based Router пакета P-CAD. В-третьих, в целях размещения компонентов и трассировки проводников в ручном, интерактивном или автоматическом режиме можно использовать программу SPECCTRA, не входящую непосредственно в состав системы OrCAD.
Программа GerbTool программа доработки печатных плат запускается из начального меню OrCAD Layout. Ее входные файлы создаются в OrCAD Layout по команде Run Post Processor. Входной файл загружается в GerbTool, после чего в диалоговом окне, выбирается перечень слоев, для которых нужно создать управляющие файлы для фотоплоттера, и просмотреть либо отредактировать другую информацию. После этого проект загружается в программу OrCAD GerbTool.
Графический редактор чертежей Visual CADD предназначен для доработки сборочных чертежей печатных плат. Обмен данными с OrCAD Layout осуществляется через формат DXF, подобные файлы создаются в OrCAD Layout по команде Layout to DXF и загружаются в Visual CADD.
SPECCTRA представляет собой программу автоматического и интерактивного размещения компонентов и трассировки проводников, основанную на так называемой Shape-Based или бессеточной технологии. Согласно ней все объекты печатных плат моделируются в виде совокупности геометрических фигур которым приписаны определенные электрические и физические характеристики и правила проектирования. В отличие от привязанных к сеткам технологиям, используемым, в частности, в P-CAD PRO Route, при бессеточной технологии каждый объект моделируется не набором узлов сетки, а геометрически точно, за счет чего достигается более плотный монтаж с меньшим числом слоев. Характерная особенность бессеточной технологии – меньшие затраты памяти. Другая особенность – поддержка сложных правил проектирования. Для каждого объекта, расположенного на определенном слое печатной платы или в определенной области или принадлежащему некоторому классу, можно задать ряд индивидуальных правил.
Система SPECCTRA имеет два основных режима: первый режим – Routing – трассировка проводников. Трассировка реализуется с помощью нескольких опций: AR (AutoRoute) – основная опция трассировки в автоматическом, режиме, обеспечивающая разрыв мешающих проводников (Rip-up) и их повторную разводку с применением раздвигания и проталкивания проводников (Push and Shove); трассировку с применением и без применения сеток размещения ПО и прокладки проводников; улучшение технологичности изготовления печатных плат; сглаживание прямоугольных изгибов проводников по диагонали; трассировку на основании набора иерархических правил.
Второй режим Placement – размещение компонентов. Реализуется с помощью опции АР (AutoPlace) – автоматическое размещение компонентов на одной или двух сторонах печатной платы. В своем составе она содержит утилиту ЕР (EditPlace) – интерактивное размещение компонентов. Выполняется размещение, сдвиг, поворот, выравнивание и перестановка компонентов, перенос их на противоположную сторону печатной платы. При перемещении компонента он может сдвигать мешающий ему один или несколько других. Можно выбрать компонент с наибольшим числом связей и предложить наилучшее место его размещения. Изображается гистограмма плотностей связей. При размещении компонентов контролируется соблюдение допустимых зазоров между ними [6].
1.2.5 Обзор Multisim
Пакет разработки электрических схем и печатных плат Multisim является электротехнической САПР разработанной компанией Electronics Workbench. В комплект продуктов Electronics Workbench входят средства для описания электрических схем, их эмуляции (SPICE, VHDL и patented co-simulation), а также для разработки и автоматической трассировки печатных плат. Мастер поддержки и обновлений SUU – Support and Upgrade Utility, автоматически проверяет наличие и устанавливает по сети необходимые обновления.
В состав пакета разработки Multisim входит четыре модуля программного обеспечения: Multicap, Multisim, Ultiboard и Ultiroute. Дадим краткое описание модулей.
Multicap – это наиболее интуитивно понятное и мощное средство описания схем. Новейшие средства Multicap включают в себя безрежимное редактирование, удобное соединение и всестороннюю базу данных, разбитую на логические части. Одинаковые последовательности действий выполняются автоматически, оставляя больше времени на создание, проверку и совершенствования схемы.
Multisim – это интерактивный эмулятор схем. Multisim включает в себя версию Multicap, что позволяет немедленно приступить к тестированию схемы после ее создания. Multisim также поддерживает взаимодействие с LabVIEW и SignalExpress производства National Instruments для тесной интеграции средств разработки и тестирования.
Ultiboard – это средство, необходимое для создания печатных плат, и создания выходной документации. Новейшие функции, например оперативная проверка схемы, средства размещения и соединения компонентов, эластичное соединение, продвинутые средства редактирования и автоматическое соединение обеспечивают быстрое и безошибочное создание платы.
Ultiroute для профессиональных пользователей. Плотность и сложность всех современных плат, за исключением самых простых, такова, что вручную размещать и соединять их компоненты занимает много времени. Для таких работ предназначен Ultiroute – это мощное средство автоматического размещения и соединения компонентов. Ultiroute обеспечивает высокую производительность схемы и низкую стоимость производства этих требовательных плат благодаря уникальному соединению лучших алгоритмов с регулярным и нерегулярным шагом.
Multisim имеет интеграции с другими проектами National Instruments, такими как LabView, SignalExpress и NI ELVIS. Дадим краткое описание.
NI LabVIEW – это графическая среда разработки для создания гибких, масштабируемых приложений тестирования, измерения и управления. LabVIEW – дает возможность анализа для получения значимой информации и совместного использования результатов и созданных приложений.
SignalExpress – это интерактивное программное обеспечение для сбора, сравнения, автоматизации и сохранения измерений. SignalExpress – это эффективное средство решения исследовательских и измерительных задач в таких областях, как проектирование электроники, проверка и тестирование. SignalExpress предлагает новый способ настройки задачи измерений в несколько drag-and-drop шагов, без необходимости разработки кода.
NI ELVIS Комплект виртуальных инструментов для учебной лаборатории – это среда разработки на основе LabVIEW, предназначенная специально для научных и инженерных работников. NI ELVIS состоит из набора виртуальных инструментов LabVIEW, многофункционального прибора сбора данных и созданного по вашим требованиям рабочего места и макетной платы. Получается полный комплект приборов для образовательной лаборатории. Система основана на LabVIEW, поэтому сбор данных и разработка прототипа доступны в полном объеме. Система идеально подходит для образовательных целей от лабораторных работ для студентов до законченных курсовых работ.
Multisim дает возможность разработки схемы и ее тестирования и эмуляции из одной среды разработки. Программа построена на языке SPICE – программа эмуляции со встроенным обработчиком схем. Так же есть возможность настройки всех параметров SPICE. Представление проекта в виде электронной таблицы позволяет одновременно изменять характеристики любого количества элементов: от схемы печатной платы до модели SPICE. Безрежимное редактирование – это наиболее эффективный способ размещения и соединения компонентов. Работать с аналоговыми и цифровыми составными элементами намного проще. Кроме традиционного анализа SPICE, Multisim позволят пользователям подключать к схеме виртуальные приборы. Концепция виртуальных инструментов – это простой и быстрый способ увидеть результат с помощью имитации реальных событий. Также в Multisim есть специальные интерактивные элементы, вы можете изменять их во время эмуляции. К интерактивным элементам относятся переключатели, потенциометры, малейшие изменения элемента сразу отражаются в имитации. При необходимости более сложного анализа Multisim предлагает более 15 различных функций анализа. Некоторые примеры включают использование переменного тока, анализ монте-карло, анализ наиболее неблагоприятных условий и Фурье. В Multisim входит Grapher – мощное средство просмотра и анализа данных эмуляции.
В окне разработки находятся средства управления различными элементами схемы. Закладка Доступность позволяет скрыть или отобразить слои схемы рабочей области. Закладка Иерархия отображает взаимосвязь между файлами открытого проекта в виде древовидной структуры. Закладка Проект содержит информацию об открытом проекте. Пользователь может добавить файлы в папки открытого проекта, изменить доступ к файлам и создать архив проекта.
Multisim оперирует с двумя категориями компонентов: реальными и виртуальными. Необходимо ясно понимать различия между ними, чтобы в полной мере воспользоваться их преимуществами. У реальных компонентов, в отличие от виртуальных есть определенное, неизменяемое значение и свое соответствие на печатной плате. Виртуальные компоненты нужны только для эмуляции, пользователь может назначить им произвольные параметры. Виртуальные компоненты помогают разработчикам при проверке с помощью схем с известными значениями компонентов. Виртуальные компоненты также могут не соответствовать реальным. В Multisim есть и другая классификация компонентов: аналоговые, цифровые, смешанные, анимированные, интерактивные, цифровые с мультивыбором, электромеханические и радиочастотные. Также присутствуют интерактивные компоненты. Некоторые элементы схемы Multisim могут реагировать на действия пользователя. Изменение этих элементов сразу отражается на результатах эмулирования. Компоненты управляются с помощью клавиш, указанных под каждым элементом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
