Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Электроника

Средства автоматизированного проектирования электронных устройств

Автоматизированное проектирование электронных устройств

Нередко электронное устройство, разработанное чисто теоретически, на практике оказывается неработоспособным. Причинами этого могут являться не только ошибки в схеме, но и действие дестабилизирующих факторов, отклонения реальных значений параметров элементов от теоретических. Поэтому процесс разработки электронного устройства, как правило, включает в себя этап макетирования, на котором инженер-проектировщик изготавливает макеты отдельных частей, или устройства в целом, измеряет сто реальные параметры. Использование систем автоматизированного проектирования (САПР) позволяет с помощью ПЭВМ провести весь цикл проектирования электронного устройства, который включает в себя следующие этапы:

  • • разработку структуры и принципиальной схемы устройства;
  • • анализ характеристик устройства в различных режимах работы с учетом возможного разброса параметров элементов;
  • • размещение элементов на печатной плате и разводка печатных проводников;
  • • разработку конструкции устройства и выпуск конструкторской документации.

Современные программы САПР работают в диалоговом режиме, т.е. разработчик – пользователь САПР – осуществляет ввод в ПЭВМ исходной схемы, ввод параметров элементов непосредственно на экране монитора с помощью мыши и клавиатуры. При этом система выводит на экран подсказки в виде меню, варианты продолжения диалога, указания пользователю, какую информацию и как нужно ввести, справочную информацию из файлов "Help". Широко применяется технология "drag and drop", заключающаяся в том, что пользователь щелчком мыши но пиктограмме осуществляет выбор нужного из предлагаемых системой элементов и установку его в выбранном месте чертежа схемы. Такой интерфейс называют "дружественным" по отношению к пользователю.

Для автоматизированного проектирования создаются библиотеки модулей, обеспечивающих математическое моделирование работы стандартных элементов электронных схем. Модели создаются как для дискретных полупроводниковых элементов – диодов, биполярных и полевых транзисторов, тиристоров, так и для целых устройств. К стандартным аналоговым устройствам относятся ОУ, компараторы, устройства на магнитных сердечниках (дроссели, трансформаторы). Список стандартных цифровых устройств гораздо шире. Сюда входят разообразные логические элементы, комбинационные устройства – дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры, умножители, а также последовательностные устройства – разнообразные виды триггеров, счетчики, регистры, полупроводниковые ЗУ. На основе моделей отдельных элементов можно создавать макромодели, состоящие из множества элементов. В результате процесс создания принципиальной схемы разбивается на три этапа.

  • 1. Выбор нужных элементов и устройств и размещение их в поле схемы.
  • 2. Установка электрических связей между элементами с помощью проводников.
  • 3. Ввод для каждого компонента схемы численных параметров, позволяющих с помощью имеющейся математической модели описать его работу.

Результаты работы устройства можно получить в виде графиков, временных диаграмм, численных значений выходных параметров. При этом получится оценка работы для номинальных значений параметров элементов схемы. В действительности любой элемент электронной схемы имеет некоторый диапазон изменения параметров, оговоренный в технических условиях. Так, например, действительные значения резисторов и конденсаторов могут принимать любые значения в пределах допустимых отклонений от номинала; для транзисторов оговариваются допустимые пределы изменения коэффициента β, максимальный ток коллектора и т.п.; для цифровых элементов важны пределы изменения задержки прохождения сигнала с входа на выход. Путем ввода крайних значений, соответствующих допустимым границам изменения параметра элемента, можно оценить работоспособность устройства с учетом возможного разброса параметров его элементов при его изготовлении.

Хотя моделирование работы устройств существенно упрощает процесс проектирования, необходимо отмстить, что оно все равно не может абсолютно точно описать работу устройства. Это связано с упрощениями в математических моделях, описывающих работу элементов, а также наличием различных паразитных параметров – емкостей, сопротивлений, связанных с конструкцией устройства. Наиболее достоверными получаются результаты моделирования цифровых устройств.

После разработки принципиальной схемы осуществляется автоматизированная разработка печатной платы – одностороннее или двухстороннее размещение элементов и трассировка соединений (разводка проводников печатной платы). Наконец, разрабатывается конструкторская и технологическая документация, включая управляющие программы для технологического оборудования (например, управляющую программу для сверления отверстий в печатной плате).

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы