часть 1.1

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных функций современного инженера является проектирование объектов того или иного назначения. И поскольку автоматизация проектно-конструкторских работ является одним из основных направлений научно-технического развития на современ­ной этапе и связана с повышение эффективности процессов разра­ботки технических изделий, современный инженер - специалист по ЭВМ - должен владеть вопросами организации и функционирования современных систем автоматизированного проектирования.

Дисциплина имеет целью дать студентам знания в области организации и функционирования современных систем автоматизированного проектирования радиоэлектронной аппаратуры, привить навыки ра­бота с системами автоматизированного проектирования печатных плат.

Исходя из поставленной цели, задачами дисциплины является-

- ознакомление с теоретическими основами автоматизации про­ектирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА);

- изучение основных видов обеспечения систем автоматизиро­ванного проектирования РЭА;

- изучение структуры технических средств автоматизированных рабочих мест (АРМ) проектировщика;

- изучение вснсвиых принципов построения математических мо­делей объектов проектирования в САПР на основе использования элементов теории графов;

- изучение глобальных проектных процедур многовариантного анализа технических решений в САПР;

- изучение основных аспектов автоматизации проектных процедур параметрического и структурного синтеза технических решений;

-          изучение алгоритмов автоматизации проектных опрганизаций конструкторского этапа проектирования РЭА (алгоритмы покрытия. типизации, компоновки, размещения и трассировки);

- получение практических навыков работа с системой автомати­зированного проектирования печатных плат PCAD.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать: .

- назначение и функциональные возможности современных систем автоматизированного проектирования (САПР):

- принципы организации современных САПР;

- проектные задачи,  решаемые современными системами автома­тизированного проектирования;

- состав и назначение автоматизированных рабочих мест проек­тировщика (АРМ-П);

- основные алгоритмы решения задач конструкторского проекти­рования радиоэлектронной аппаратуры с применением ЭВМ:

Для изучения  дисциплины необходимо знание дисциплин:

- "Основы теории систем":

- "Математические модели и расчеты на ЭВМ";

- "Моделирование систем ГА";

- "Схемотехника";

- "Основы проектирования ЭВМ".

Дисциплина "Основы  АРМ.  САПР  и АСНИ" является дисциплиной специализации по эксплуатации вычислительных машин, комплексов. систем и  сетей  в  плане подготовки инженеров по специальности 2201.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. КорячкоВ.П., Курейчик В.И.. Норенков И.П.   Теоретический основы САПР.     М.:Энергоиздат,1987.

2 Деньдобренко Б.Н , Малика А.С. Автоматизация конструирования РЭА    М.: Высш. шк.,. 1990.

3. Авдеев Е.В.. Еремин А.П.. Норенков И.П.. Песков И.И. Системы автоматизированного проектирования в радиоэлектроники. Спра­вочник.    М.: Радио и связь, 1986

4. Курейчик В.М. Математическое обеспечение конструкторского и технологического проектирования с применением САПР. Учебник для вузов.    М : Радио и связь, 1990

5. Вермишев Ю.Х.    Основы автоматизации проектирования.    М. :Радио и связь. 1988.

Дополнительная

1 Курейчик В. М, . Глушань В.М, Щербаков Л И   "Комбинаторные аппаратные модели и алгоритмы в САПР "    М.: Радио и связь, 1990

 2.Морозов К.К., Одинокоев В. Г . , Курейчик В. М. "Автоматизированное проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры. М.:  Радио и связь.,1983

 3. Системы автоматизированного проектирования.   В 9-ти книгах /Под ред. И.П.Норенкова. М,: Высш. шк. 1986

 

 

ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ П0 ТЕМАМ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Общая характеристика САПР

Процесс проектирования представляем собой комплекс работ по изысканиям, исследованию, расчетам и конструированию, имеющих целью получение описания, необходимого и достаточного для соз­дания нового изделия или реализации нового процесса, удовлетво­ряющих заданным требованиям. Это описание получается в резуль­тате преобразований некоторого первичного описания, представ­ленного в виде технического задания (ТЗ). Таким образом, расс­матриваемый процесс проектирования, как задача формирования на­иболее обоснованного проекта, является частъю жизненного цикла создания изделия, занимая место между процессом формирования технического задания на проектирование и процессом изготовления конкретного образца (технологической подготовкой производства).

В результате проектирования некоторого объекта формируется проектное решение или совокупность проектных решений, представ-ленных на выходном языке, удовлетворяющих заданным требованиям и необходимых для создания обьекга проектирования   Проектные решения оформляется в виде проектных докуйентов, совокупность которых составляет полный результат проектирования - проект.

Рассматривая структуру процесса проектирования РЭА выделяют типичную последовательность выволнения его этапов:

- системный (системотехнический): формирование структурной схемы и определение системных параметров проектируемого уст­ройства;

- функциональный (схемотехнический): формирование функцио­нальных схем отдельных узлов, входящих в состав структурной схемы, полученной на первом этапе;

- конструкторский: проектирование конструкции устройства на основе сформированных ня втором этапе проектирования функциональных схем;

- технологический: определение методов и средств изготовле­ния спроектированной конструкции.

Автоматизированное проектирование связывают с использованием вычислительных средств и методов для выполнения проектных работ при рациональном использовании творческих способностей человека и вычислительных возможностей ЭВМ

Рассмотрим основные задачи этапов проектирования и возмож­ности их формализации.

Задачи системного этапа проектирования являются трудноформа-лизуемыми, поэтому на этом этапе, в основном, используются творческие возможности разработчиков. Вычислительные машины на этом этапе применяются для просмотра различных вариантов сис­темных решений, принимаемых разработчиком. С этой целью, на ос­нове методов системного анализа создаются имитационные и анали­тические модели, описывающиее взаимосвязь и взаимодействие от­дельных блоков проектируемого устройства.

Схемотехнический этап проектирования включает три проектные операции:

- логическое проектирование функциональной схемы;

- моделирование ее работы:

- выработка диагностических тестов. Задачи САПР на этом этапе заключаются в автоматизированном фор­мировании математической модели объекта на основе спроектиро­ванной функциональной схемы и анализе ее работы при различных входных условиях.

Одним из важнейших этапов  проектирования, обеспечивающих вы­пуск необходимой проектной конструкторско-технологаческой доку­ментация для изготовления и эксплуатации РЭА, является конс­трукторский этап.  Исходной информацией для этого этапа служит функциональная схема проектируемой системы или устройства.   Ос­новными задачами, решаемыми средствами автоматизированного проектирования на этом этапе, являются.

- задачи покрытия и типизации, заключающиеся в эквивалентном преобразовании функциональной схемы разрабатываемого устройства в схему соединений конструктивных элементов (микросхем, моду­лей, полупроводниковых и гибридных БИС и т п.);

- задача компоновки, состоящая в распределении полученных в результате решения первой задачи конструктивных элементов 1-го уровня иерархии между конструктивными модулями (i+1)-го уровня иерархии (напр., распределения микросхем между типовыми конс-труктивами печатных плат);

- задача размещения конструктивных элементов внутри конс­труктива следующего иерархического уровня, в состав которого эти элементы были включены в результате решения задачи компо­новки;

- задача трассировки монтажных соединения между размещенными конструктивными элементами.

С автоматизацией технологического этапа проектирования свя­заны три основных задачи,

- проектирование технологических процессов;

- проектирование технологической оснастки;

- проектирование управляющих технологических программ для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ).

Опыт создания средств автоматизированного проектирования по­казывает, что имеются две основные группы факторов, определяю­щие их широкое использование. Первая группа связана с совер-шенствованирм методов проектирования на основе автоматизации процесса математического моделирования и процедуры поиска реше­ний .Вторая группа связана с заменой наиболее трудоемких рутин­ных проектных работ (к числу которых относятся работы по формированию

и выпуску конструкторской и технологической документации) формальными программными процедурами.