 |
Классификация по видам сигнала
|
|
|
|
История развития САПР
Этапы развития
1 этап: - 50-е годы. В качестве инструмента инженера - логарифмическая линейка.
2 этап - 70-е годы. Появились первые программы схемотехнического моделирования. Разработка пакетов прикладных программ. Понятие САПР.
3 этап: - перспектива. Экспертные системы проектирования.
САПР – это организационно-техническая система, представляющая собой комплекс средств автоматизированного проектирования, взаимосвязанной с подразделениями проектной организации и выполняющая автоматизированное проектирование.
САПР – это не только некая программа, как EWB.
Классификация САПР по средствам обеспечения
1 ) Техническое обеспечение
«Железо». Жизненный цикл 5-7 лет.
70-е годы - ЭВМ, ввод данных с перфоленты. Затем появилась серия «ЕС», ввод данных с перфокарт. Пакетный режим работы.
80-е годы - мини ЭВМ линии СМ ЭВМ, ввод данных с клавиатуры. Диалоговый режим.
Конец 80-х появились персональные ЭВМ; темпы разработки резко ускорились.
2) Математическое обеспечение –
самый стабильный элемент САПР. Имеет неограниченный жизненный цикл.
Например, методы решений нелинейных алгебраических уравнений; методы решения дифференциальных и интегральных уравнений; методы оптимизации и т.д.
3) Программное обеспечение. Предполагает реализацию в виде отдельных модулей.
Пример:
а) модуль графического редактора, формирование схемы.
б) модуль моделирования аналогово-цифровых схем.
в) проектирование ПЛИСов.
г) модуль редактирования печатных плат.
д) модуль решения оптимизационных задач.
4) Информационное обеспечение
Библиотеки элементов и готовых решений
В будущем в экспертных системах проектировании информационное обеспечение будет составлять доминирующую часть системы. Будет включать: готовое решение, нулевые (начальные) приближения.
|
|
|
5) Лингвистическое обеспечение.
Предназначено для организации диалога пользователя с системой.
Входной язык: а) задание параметров моделирования;
б) отображение результатов.
в) передача данных внутри САПР.
6) Организационное обеспечение:
Определяет состав САПР, требования к пользователям.
7) Методическое обеспечение - определяет состав, правило отбора и эксплуатации
Классификация САПР по решаемым задачам
- разработка функциональной схемы;
- разработка принципиальной схемы;
- разработка конструкции;
- разработка технологии
Классификация САПР по решаемым задачам
| Функциональное проектирование | Схемотехническое проектирование | Конструкторское проектирование | Технологическое проектирование | |
| Результат проектирования | Функциональная схема. | Принципиальная схема | Конструкторская документация | Технологическая документация (маршрутная карта, операционная карта, карта эскизов, карта технологического процесса). |
| Программное обеспечение | Block Diagram, System View, Vis Sim | OrCad, Protel, Micro Wave Office, MicroCAP | PCAD | |
| Основополагающие российские стандарты | ЕСКД | ЕСКД | ЕСКД | ЕСТПП, ЕСТД |
Наблюдается тенденция слияния всех 4-х направлений в единый программный продукт.
2. Классификация задач схемотехнического проектирования.
Классификация по исходным данным и результату (дано – определить)
Моделирование. Применяется для разработки моделей полупроводниковых приборов, микросхем, блоков.
Дано: входной сигнал, выходной сигнал. Определить: модель
В теории систем эта задача называется задачей идентификации. Заключается в определении структуры модели и значений ее параметров. Параметры структуры определяют обычно на основе численных методов оптимизации.
|
|
|
Однократный анализ.
Дано: входной сигнал, модель. Определить: выходной сигнал.
y = f(x) – функция, связывающая вход и выход.
Y = F*X, где F - оператор (любой и нелинейный).
Примеры однократного анализа: анализ во временной области, анализ одной частотной точки в частотной области, анализ на постоянном токе в одной рабочей точке. Анализ в диапазоне токов, например 0,1÷1 А – неоднократный анализ (т.к. ток меняется).
Многовариантный анализ Отличается от 2-й задачи наличием диапазона изменения входного сигнала (диапазона изменения внутреннего параметра).
Дано: входной сигнал, модель, диапазон изменения входного сигнала. Определить: семейство выходных характеристик
Примеры многовариантного анализа: а) анализ в диапазоне частот, б) анализ на постоянном токе в диапазоне входных воздействий, в) статистический анализ при различных реализациях варьируемых параметров в пределах допуска, г) анализ в диапазоне температур.
Результат анализа - семейство выходных характеристик. Оптимальную зависимость среди полученного семейства выбирает при данном виде моделирования сам пользователь.
Параметрическая оптимизация
Дано: входное воздействие, диапазон изменяемых параметров, модель устройства, целевая функция (зависимость, позволяющая среди семейства выходных характеристик выбрать оптимальную). Определить: оптимальную выходную характеристику, оптимальное значение изменяемого параметра.
Синтез Задача синтеза по постановке близка к задаче моделирования и оптимизации.
Дано: входное воздействие, выходное воздействие. Определить: модель.
Задача синтеза, в общем виде в настоящее время не решена.
Пример решенной частной задачи синтеза: синтезировать фильтр с заданными характеристиками.
Классификация по области моделирования
временная область (анализируются устройства как в нелинейном так и в линейном режимах (модели в пространстве состояний))
частотная область (базируется обычно на линейном режиме: линейные модели, матричные формы представления)
На постоянном токе
В большинстве пакетов реализованы все 3 вида анализа. Возможен вариант, когда часть задачи решается во время области (нелинейные зависимости), а часть в частотной (матричные преобразования линейной цепи).
|
|
|
Классификация по динамичности моделируемых процессов
Критерий динамика – статистика.
Динамический процесс - изменение во времени.
а) непериодические процессы – динамические непериодические процессы – переходные процессы.
б) периодические динамические процессы – могут быть проанализированы, при этом периодический режим может быть получен 2-мя способами: через переходный процесс с нулевых начальных условий или подбором начальных условий вручную.
существуют алгоритмы автоматического формирования начальных условий (алгоритмический).
Периодические процессы можно наблюдать и в частотной области
Статический режим расчета присутствует и при анализе во временной области. Проводится предварительный расчет режима смещения. Если будет задавать НУ по постоянному току, то НУ могут изменяться.
Классификация по видам сигнала
Аналоговые сигналы, цифровые сигналы (Булева логика), Схемы с аналого-цифровые сигналами.
|
|
|
