Информационные технологии радиоэлектронной САПР

14.1. Направления и состав информационных технологий радиоэлектронной САПР

В проектировании электронных средств выделяют три направления информационных технологий, обеспечивающих, соответственно, решение задач схемотехнического проектирования, конструирования и электродинамического моделирования [109].

В настоящее время для решения задач схемотехнического проектирования электронных средств применяется большое число пакетов программ [25]. Широкое распространение на платформе персонального компьютера находит система Design Lab, разработанная корпорацией Micro Sim. Основу системы составляют следующие программные модули:

• графический редактор принципиальных схем — Schematics, он же является управляющей оболочкой системы;
• моделирование аналого-цифровых устройств Pspice A/D;
• синтез цифровых устройств на базе интегральных схем (ИС) с программируемой логикой PLD/CPLD PL Syn;
• редактор входных сигналов (аналоговых и цифровых) Stm Ed;
• графическое отображение, обработка и документирование результатов моделирования Probe;
• идентификация параметров математических моделей диодов, биполярных, полевых и мощных МОП — транзисторов, биполярных статически индуцированных транзисторов, операционных усилителей, компараторов напряжения, регуляторов и стабилизаторов напряжения и магнитных сердечников по паспортным данным PARTS;
• графический редактор многослойных печатных плат и программа автотрассировки SPECCTRA фирмы Cadence PCB и Auto router;
• интерфейс с программой ХАСТ Step 6.0, предназначенной для проектирования электрически перепрограммируемых логических интегральных схем (ПЛИС) фирмы Xilinx (поддерживаются FPGA серий ХС2000, ХС3000, ХС4000, ХС5200 и X-BLOX, поставляется только в составе Design Lab) Micro Sim FPGA.

Системы Design Lab Design Center имеют графический редактор печатных плат, воспринимающий информацию о соединениях в формате P-CAD. Компоненты принципиальных схем в автоматическом или ручном режиме размещаются на сторонах печатной платы, затем возможна трассировка многослойных соединений, создание командных файлов для изготовления фотошаблонов и для сверлильных станков с ЧПУ. Предусмотрена передача данных в систему AutoCAD для выпуска конструкторской документации.

Широкое распространение в схемотехническом проектировании получили следующие системы:

• Система ЮАР (фирма Intusofi), которая отличается возможностью работы с измерительными устройствами.
• Система Super-Compact и Micro ware Harmonica (фирма Compact Software), в которой предусмотрено моделирование СВЧ-устройств.
• Системы Serenade, Super-Spice, Microware Success, Microware Explorer (фирма Ansoft), обеспечивающие моделирование и оптимизацию СВЧ и оптоэлектронных устройств, в том числе во временной области, систем радиофонии, электромагнитных полей и др. Имеются версии систем, ориентированные на Windows 95 (NT).
• Системы Micro CAP, Micro LOG (фирмы Spectrum Software), предназначенные для анализа и моделирования аналоговых и аналого-цифровых устройств (расчет переходных процессов, частотных характеристик, спектральный анализ и др.), а также цифровых устройств на логической основе.
• Система Or CAD фирмы Or CAD System Corp, позволяющая решать задачи схемотехнического и конструкторского проектирования. Следует заметить, что в 1998 г. корпорации Or CAD и Micro Sim объединились — это облегчает интеграцию программных продуктов Or CAD и Design Lab.

Система обеспечивает ввод и вывод на печать принципиальных схем, трассировку печатных плат, создание спецификаций, разведение проводников, шин, моделирование цифровых устройств, проектирование ПЛИС и др. Библиотека систем содержит более 2700 изображений компонентов РЭС.

Система состоит из программных модулей:

• Or CAD Capture — графический редактор схем;
• Or CAD Capture CIS (Component Information System) — графический редактор схем со средствами ведения баз данных компонентов, при этом через Internet возможен доступ к каталогу компонентов (более 200 000 наименований);
• Or CAD Pspice Optimizer — параметрическая оптимизация и др.

Версия Or CAD 9.2 функционирует на ПК (процессор Pentium, ОС Windows) с объемом ОЗУ не менее 32 Мб и 250 Мб дискового пространства.

Основным конкурентом системы Or CAD является пакет P-CAD (фирма Personal CAD System), который часто рассматривается как стандарт при выпуске конструкторской и технологической документации [17]. Поэтому списки соединений принципиальных схем, созданных в Or CAD ранних версий, передавались в P-CAD для вывода схем на принтер или плоттер. Пакет имеет открытую архитектуру, он позволяет проектировать печатные платы, имеющие до 500 элементов и 2000 связей.

Широкое применение находит также пакет AutoCAD (фирма AutoDesk), который представляет собой систему автоматизированной разработки чертежей, рисунков, схем в интерактивном режиме [106]. Важным достоинством пакета является возможность работы с трехмерной графикой, позволяющей строить реальные объекты (детали, дома, станки, одежду и др.), наблюдать их в различных ракурсах.

Рынок программных продуктов содержит большое число пакетов для решения разных задач моделирования. При разработке РЭС широкое применение находят следующие пакеты:

• Система Microware Office (фирма AWR) обеспечивает решение задач моделирования при проектировании высокочастотных интегральных и монолитных СВЧ-микросхем, антенн, СВЧ согласующих цепей и фильтров, усилителей, смесителей и др. Модули пакета написаны на языке C++ и позволяют интегрировать в себя новые методы моделирования.
• Система Genesys (фирма EAGLEWARE) обеспечивает высокоскоростное моделирование радиочастотных цепей и других элементов, по описанию моделирующего устройства позволяет синтезировать его топологию и представлять трехмерную анимационную картину распределения токов по проводникам. Пользовательский интерфейс системы полностью совпадает со стандартным интерфейсом ПО фирмы Microsoft.

К настоящему времени различными фирмами создано большое число программ автоматизированного проектирования в электронике (САПР-Э, или ECAD — Electronic Computer Aided Desing) ECAD, различающихся типами выполняемых проектных процедур и ориентацией на те или иные разновидности радиоэлектронных изделий [80]. Динамичное развитие радиоэлектроники предъявляет все более жесткие требования к САПР по эффективности и разносторонности выполняемых функций. В результате процесс обновления состава программного обеспечения в САПР происходит весьма динамично.