Лекция №5 Система проектирования электронных устройств p-cad

Вид материалаЛекция

Содержание


Алгоритм проектирования модуля в системе Р-САD
Подобный материал:
Лекция №5


Система проектирования электронных устройств P-Cad


Система Р-САD является интегрированным набором специализированных программных пакетов, работающих в диалоговом режиме. Средства системы позволяют проектировать принципиальные электрические схемы, печатные платы (весь спектр, в том числе и многослойные), а также получать всю необходимую конструкторскую документацию. Система позволяет проектировать платы, содержащие до 500 компонентов и до 2000 межэлементных связей.


Структура системы



В системы входят следующие пакеты:
  1. Пакет для проектирования принципиальных электрических схем и создания образов (рисунков) радиоэлектронных компонентов.
  2. Программы извлечения списка электрических связей из графического образа принципиальной электрической схемы. В результате работы этой программы создается таблица соединений.
  3. Программа объединения взаимосвязанных таблиц соединений, находящихся в различных базах, в единую базу данных всей принципиальной электрической схемы.
  4. Программа преобразования текстового файла библиотеки использующихся в схеме компонентов в двоичную библиотеку описания компонентов.
  5. Программа упаковки вентилей на кристаллах микросхем и подсоединение конструктива, если это необходимо. Этот пакет реализует задачу компоновки конструктивного модуля, то есть распределение электрической принципиальной схемы по корпусам интегральных микросхем.
  6. Программа автоматического или ручного размещения компонентов по полю конструктива. Основным критерием размещения является минимум средней длины сигнальных соединений. Данный критерий является косвенным критерием успешной трассировки сигнальных соединений.


Сейчас наиболее часто используется другой критерий: критерий равномерной плотности сигнальных соединений в различных частях платы. Данный критерий применяется в связи с тем, что при использовании критерия минимума длины сигнальных соединений, программы размещения старается разместить в соседних местах с данным элементом элементы, которые наибольшее количество сигнальных соединений между собой. В результате образуются области с очень высокой плотностью сигнальных соединений, в которых не удается решить задачу трассировки. Поэтому сейчас сначала используют критерий минимизации длины сигнальных соединений, а потом применяют критерий минимальной плотности сигнальных соединений.
  1. Программа коррекции принципиальной электрической схемы с учетом возможных изменений в результате работы программы размещения.
  2. Программа автоматической трассировки печатных плат с настройкой стратегии процесса трассировки. Программа реализована на основе волнового алгоритма (алгоритма Ли).


Волновой алгоритм: все поле трассировки (поле печатной платы) разбивается на ячейки с некоторым шагом по горизонтали и вертикали (получается как бы листок в клетку). Имеется контакт – источник волны и контакт – приемник волны. Контакт – источник распространяет вокруг себя числовую волну, причем, если допускается только ортогональная (т.е. только горизонтальная и вертикальная) трассировка, то первый фронт волны будет расположен в соседних клетках с источником и ему присваивается номер 1. Каждая клетка единичного фронта является источником фронта с номером 2 и так далее.


После того, как числовая волна построена, начинается процесс построения трассы, который идет в обратном направлении: от приемника к источнику. Трасса строится таким образом, чтобы рядом не оказалось точек с одинаковым весом, т.к. именно в этом случае достигается минимальная длина сигнального соединения.


Если существует возможность выбора из проводников одинаковой длины, то выбирается проводник с меньшим числом изгибов, то есть с меньшим количеством межслойных переходов, так как количество межслойных переходов определяет надежность модуля.
  1. Интеллектуальный графический редактор печатных плат.

Интеллектуальный означает, что при перемещении элемента перемещаются все его связи.
  1. Верификатор топологии печатной платы на соответствие конструктивно - технологическим требованиям.



Кроме этих программ в систему могут включаться пакеты функционально-логического моделирования принципиальных электрических схем. В системе также предусмотрена возможность получения файлов для вывода чертежей на плоттеры или на постпроцессоры для станков с числовым программным управлением.


Алгоритм проектирования модуля в системе Р-САD




Исходными данными для проектирования являются:
  • Техническое задание на разработку модуля
  • Библиотека электронных компонентов (существует много фирм продающих эти библиотеки)
  • Параметры символьных отображений компонентов, находящихся в соответствии с конструктивно-технологическими образами этих компонентов
  • Принципиальная электрическая схема модуля и перечень используемых элементов


Этапы проектирования:
  1. Начальная настройка системы
  • Заготовка файла, содержащего имена всех используемых компонентов
  • Заготовка файла, содержащего все символьные отображения компонентов
  • Заготовка файла, содержащего все конструктивно-технологические отображения компонентов
  • Задание ограничителя форматов принципиальной электрической схемы
  • Описание используемого конструктива (т.е. задание размеров печатной платы)
  • Задание стратегии трассировки сигнальных соединений


Все эти данные заносятся в предварительно созданный справочник проектируемого модуля (папка)

  1. Коррекция библиотек системы

Перед началом проектирования необходимо убедиться, что все компоненты, используемые в данном модуле, описаны в эталонной библиотеке. Описание состоит из двух частей: символьного описания и конструкторско-технологического описания.

  1. Создание символьного описания
  • Обозначение контактов элементов
  • Введение текстовых обозначение
  • Установка рабочих параметров
  • Построение графического изображения элемента
  • Задание ключевой точки (обычно либо левый нижний, либо правый верхних контакт микросхемы)
  • Введение информации об установке вентилей в корпусе
  • Запись заданного описания



  1. Построение конструктивно-технологического образа компонента
  • Введение конструкторско-технологических обозначений
  • Построение графического изображения элемента
  • Введение текстовых обозначений
  • Установка рабочих параметров
  • Задание ключевой точки
  • Введение информации об установке вентилей в корпусе
  • Запись заданного описания



  1. Построение принципиальной электрической схемы
  • Установка рабочих параметров
  • Вызов файлов формата чертежа
  • Размещение элементов схемы на поле чертежа
  • Построение графического изображения графических связей
  • Введение конструкторских обозначений элементов
  • Запись полученной схемы