Государственного Рязанского Приборостроительного завода, специализирующегося на изготовлении сложных радиоэелектронных систем и бортовой техники 23 лекция

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Современные тенденции развития САПР электрических систем на примере Mentor Grafics

В настоящее время развитие средств автоматизации проектируемых электронных систем определяется следующими основными факторами

Быстрый рост емкости кристаллов и функциональной возможности кристаллов. Считается, что этот рост подчиняется закону Мура – приблизительно. Удвоение числа транзисторов на кристалле каждые 2 года
Увеличение доли потребительского сектора в общем объеме выпускаемых электронных изделий
До последнего времени глобальной целью было получение требуемых характеристик устройства,реализуемого на кристалле

Главная характеристика – производительность, в то время как длительность разработки и выпуск не имели решающего значения

Большинство современных систем ЭВТ с функцией т. зр. Представляет собой баланс между аппаратной и програмно частями
Эти части разрабатываются отдельно друг от друга. В настоящее время, когда на весь цикл разработки устройства выдается не более полугода

Верхний уровень проектирования включает функциональное логическое проектирование и верификацию схем. Для цифровых и Ц-А систем особенностью является то, что с увеливением емкости кристалла до нескольких десятков тысяч вентилей и более, перестает работать обычный подход к проектированию на вентильном уровне

Лекция 10

Типовой маршрут проектирования

В програмном пакете Renoir осуществляется граффический ввод и генерация описания проекта на языках VHDL и VeryLog
В пакете ModelSim, предназначенного для моделирования VHDL, VeryLog и смешанных описаний проекта, производится моделирование работы реального устройства
С помощью пакета Leonardo Spectrum выполняется синтез логических схем на базе библиотек всех современных изготовителей ПЛЖ(программироуемая логическая инерционная схема) и аналоговых схем. Перечисленные пакеты стали сегодня стандартом. Его можно скачать с сайта компании Mentor Grafics

В настоящее время резко возрасла доля аналогово-цифровых проектов. Если в 1999 году их доля была 22%, то сейчас их доля состявляет до 70 процентов. Одной из популярных систем проектирования является система Advance. В нее входит:

Пакет аналогового моделирования Advance Eldo
Пакет программ смешанного моделирования Advance MS
Пакет программ для моделирования в высокочастотном диапазоне Advance REIC

Также в систему входят библиотеки модулей для телекоммуникационных приложений Advance ComLib. В качестве входных языков система использует VHDL и VeryLog. Также С++ может использоваться. Библиотеки системы включают: модели аналогово-цифровых фильтров, фаз-инверторов, конвекторов данных модуляторов-демодуляторов и цифровых блоков различного функционального назначения

Пр параллельном проектировании програмных и опорных частей необходима разработка виртуального прототипа, который на сегодняшний день создается с помощью пакета Siamless СVE. Данный пакет позволяет отладить систему на различных этапах проектирования, оптимизировать проект, т.е. вносить изменения в проект на самых ранних стадиях проектирования

Среда пакета Siamless СVE обеспечивает все функции програмной и аппаратной отладки, отладчиков исходного кода, просмотр содержимого регистров и памяти, окно просмотра принципиальных схем и логический анализатор. В этой среде возможно на выполнение программ на языках С++, С и ассемблер. В настоящее время этот пакет поддерживает 50 МП-моделей и более 19 моделирующих программ.

Новой тенденцией сейчас является использование повторного проектирования, т.е. используют проработанные проектные решения в виде поставки средств интеллектуальной собственности

В системе Mentor Grafics в библиотекемакросов системы содержатся более 30 компонентов, реализующих процессоры, контроллеры периферии, различные устройства цифровой обработки сигналов, кодеры и декодеры, шинные интерфейсы, мультимедийные сетевые схемы

Новые тенденции в проектировании печатных плат

Система Mentor Grafics содержит полный набор средств проектирования печатных плат

Средства размещения элементов
Топологический редактор
Средства трассировки и выдачи данных для изготовления платы

И пакет Inter Connectics для проектирования сверх быстродействующих печатных плат. Все прораммы объединены в пакет Board Station. Этот пакет позволяет производить размещение компонентов на плате, исследования электрических характеристик, включая исследование целостности ормы сигнала, реальных помех и может производить трассировку с учетом межплатных соеднинений. Основным плюсом пакета является совмещение процессов размещения элементов и трассировки соединений с одновременным исследованием параметров результативных соединений, что позволяет избежать повторных циклов при проектировании. Главной целью проектирования и направления всех средств на решение задач в этих точках с интеграцией всего маршрута проектирования в целом.

Методы обеспечения надежности электронных схем

Выбор конструктивного исполнения компонентов и создание топологий

На правильную работу электронных схем влияет технология монтажа компонентов на коммутационном поле, способы размещения и соединения компонентов между собой. Необходимо учитывать межплатные соединения. Для снижения уровня помех компоненты должны группироваться по уровню мощности и рабочим частотам. Печатные проводники должны иметь прямую форму (min число изгибов) и быть короткими, так как в длинных проводниках различные паразитные помехи (емкостные и индуктивные проводки), а также могут возникать эффекты резонанса. Необходимо выделыть отдельные слои для проводников «земля» и «питания», а также контролировать ширину печатных проводников и зазоры. Для предотвращения повреждения компонентов статическими зарядами, которые возникают при соприкосновении рук, полупроводники и компоненты устанавливают на достаточном расстоянии от краев платы. Целесообразно, если позволяет пространство платы, рядом с сигнальными проводить защитные проводники, восстанавливающие утечку заряда в землю

Производственные дефекты компонентов

Закоротка котактов конденсаторов гибридной схемы
Различные перемычки

Для устранения этих дефектов производится испытяния компонентов на воздействие t пайки, чтобы выявить и отбраковать изделия с избыточным количеством пальной пасты

Экранирование системы

Применяется для снижения воздействия электро-механических помех. Принцип работы экрана заключается в положении или отражении электро-механических или электро-статических полей. На низких частотах электро-механическое поле поглощается, на высоких – отражается. Для защиты от высокочастотных полей рекомендуется использовать экраны из немагнитных материалов (алюминий, медь и тд). Материалы с высокой магнитной проницаемостью (железо, железо-никеливые сплавы) используются для защиты от низкочастотных электро-магниных полей. Магнитная проницаемость этих материалов снижается с расположением частоты, поэтому при высоких частотах эти экраны неэффиктивны

Для экранирования экран должен быть сплоным вокруг всей системы устройства. Допускается наличие отверстий диаметром, не превыщающим λ\2, где λ – минимальная длина волны сигнала. В противном случае отверстие играют роль целевых антенн. Разъемы на плате также могут выполнять роль антенн и их рекомендуется закрывать поглощающим материалом. Все изолирующие материалы должны иметь достаточную диэлектрическую площадь. Необходимо экранировать кабели, соединающие данную систему с другой. При этом оплетка кабеля должна иметь качественный контакт с корпусом. Для складирования электронных модулей необходимо искать пластиковые пакеты с металлическим покрытием, которые имеют высокую стойкость к влажности

Blog