- •93 Міністерство освіти і науки України
- •Конспект лекцій навчальної дисципліни
- •1 Загальні відомості з автоматизації проектування
- •1.1 Основні визначення
- •Рівні та задачі проектування
- •1.3 Способи проектування
- •2 Математичні моделі
- •2.1 Загальні уявлення про математичні моделі
- •3 Автоматизація системного проектування
- •3.1 Постановка задачі
- •3.2 Способи структурного моделювання
- •3.3 Типові задачі структурного моделювання
- •3.4 Організація структурного моделювання
- •4 Автоматизація функціонально-логічного проектування
- •4.1 Постановка задачі
- •4.2 Функціональне моделювання аналогової реа
- •4.3 Функціональне моделювання цифрових пристроїв
- •4.3.1 Постановка задачі
- •Моделювання на рівні регістрових передач
- •4.3.3 Логічне моделювання
- •5 Автоматизація схемотехнічного проектування
- •5.1 Постановка задачі
- •5.2 Математичні моделі елементів електронних пристроїв
- •5.3 Макромоделі імс
- •5.4 Формування рівнянь електричної схеми
- •5.5 Математичні методи схемотехнічного моделювання
- •5.6 Програми схемотехнічного моделювання
- •5.6.1 Програма маес-п
- •5.6.2 Вхідні мови програм схемотехніческого моделювання
- •5.6.3 Функціональне моделювання за допомогою програми маес-п
- •6 Автоматизація конструкторського проектування
- •Постановка задачі
- •6.2 Конструкторське проектування систем на пліс
- •6.3 Алгоритми компоновки
- •6.4 Алгоритми розміщення
- •6.5 Алгоритми трасування
- •7 Принципи побудови сапр
- •7.1 Загальні положення
- •7.2 Класифікація сапр
- •7.3 Види забезпечення сапр
- •7.3.1 Математичне забезпечення
- •Лінгвістичне забезпечення
- •7.3.3 Інформаційне забезпечення
- •7.3.4 Програмне забезпечення
- •7.3.5 Технічне забезпечення
- •7.3.6 Організаційне і методичне забезпечення
- •7.4 Тенденції автоматизованого проектування електронних пристроїв
- •Список літератури
- •Додаток а Математичні моделі елементів електронних пристроїв а.1 Модель напівпровідникового діода
- •А.2 Моделі біполярного транзистора
- •А.3 Моделі польових транзисторів
- •3.2.4 Модель багатообмоточного трансформатора
- •Додаток б Формування ммс за допомогою методу вузлових потенціалів
- •Література
1.3 Способи проектування
При проектуванні ЕРВ використовують різні методи,. основними з яких є:
- неавтоматизований розрахунок;
- фізичне моделювання;
- натурне макетування;
- математичне моделювання на ПК.
Неавтоматизований розрахунок виконується по заздалегідь
отриманих формулах. Недоліки неавтоматизованого розрахунку — низька точність, обмежені функціональні можливості і т.д. — загальновідомі і не мають потреби в обговоренні.
Фізичне моделювання - це дослідження об'єктів однієї фізичної природи за допомогою об'єктів, що мають іншу фізичну природу, але однаковий з першими математичний опис. В основі фізичного моделювання лежить звичайно принцип електрофізичних аналогій. Як спосіб проектування електронних об'єктів він використовується досить рідко, частіше його застосовують для вивчення супутніх роботі схем теплових і інших процесів, математичне моделювання яких занадто складно і трудомістко.
Натурне макетування — один з найбільш старих і розповсюджених способів проектування електронних об'єктів. Його головна перевага - максимальна вірогідність результатів, обумовлена роботою з реальними схемами, а не їхніми наближеними моделями. Крім того, макетування приваблює наочністю одержуваних результатів. У той же час макетування має ряд значних недоліків. Основні з них - висока вартість, тривалість створення макету, обмежені можливості макетування.
Під математичним моделюванням на ПК розуміється весь комплекс питань, пов'язаних зі складанням математичної моделі пристрою і її використанням на ПК у процедурах розрахунку, аналізу, оптимізації і синтезу. У порівнянні з макетуванням математичне моделювання на ПК має наступні переваги.
У задачах розрахунку за допомогою моделі можна знайти вихідні параметри схем або їхні характеристики, які не можна безпосередньо виміряти на макеті через недоступність точок виміру, що особливо характерно для інтегральних схем.
У задачах аналізу моделювання дозволяє проаналізувати вихідні параметри і характеристики схеми в граничних і аварійних режимах, фізична реалізація яких небезпечна для макета. Крім того, моделювання дозволяє виконати, наприклад, розрахунок серійної придатності й аналіз різних статистичних характеристик схеми без її запуску в серію, аналіз впливу на схему зовнішніх умов без реальних кліматичних і інших випробувань, аналіз нереалізованих на макеті залежностей вихідних параметрів схеми від внутрішніх, наприклад, залежностей вихідних параметрів схеми від внутрішніх параметрів транзистора.
У задачах оптимізації можливості макета обмежені невеликим числом елементів, які регулюються, тоді як у моделі можна варіювати будь-які параметри, домагаючись максимального поліпшення вихідних параметрів.
У задачах синтезу моделювання виконує перевірку правильності функціонування синтезованих схем шляхом розрахунку їхніх математичних моделей. Очевидно, це можна зробити набагато швидше, ніж виконати макетування кожної синтезованої схеми.
Разом з тим варто відзначити, що не можна цілком замінити макетування моделюванням. Перераховані переваги моделювання мають місце лише в тому випадку, якщо проектувальник має у своєму розпорядженні добре відпрацьований комплекс програм, що містять перевірені, досить точні моделі елементів електронного об'єкта, що гарантують достовірність результатів проектування. Якщо ж необхідно спроектувати нову оригінальну схему, то макетування цієї схеми може виявитися більш прийнятним із-за неточності моделей, які використовуються в програмі.
Крім того, навіть проектуючи схему шляхом її моделювання, розроблювачі схем часто перевіряють остаточні результати проектування на дослідному макеті, однак, зрозуміло, такий спосіб проектування не можна назвати макетуванням, хоча зрештою і приходиться мати справу з макетом.