Проектування засобів обчислювальної техніки в САПР PCAD 2008 (схема управління освітленням з будь-якого пульту ДУ)

Міністерство Освіти України

Чернівецький Національний Університет

Фізичний Факультет

Кафедра ЕОМ

7.09.1501 Комп’ютерні системи та мережі

Проектування засобів обчислювальної техніки в САПР PCAD 2008

(схема управління освітленням з будь-якого пульту ДУ)

/Курсова робота/

Виконала

Студентка 407 групи

 ________О.Я. Заяц

2008

ЗМІСТ

Вступ

Огляд сучасних САПР

Опис роботи в середовищі PCAD 2008

Опис схеми управління освітленням з будь-якого пульту ДУ

Висновки

Література

Вступ

При розгляді САПР необхідно врахувати поставлену задачу і в зв’язку з її вимогами обирати найбільш підходящу САПР. В роботі описується PCAD 2008 для побудови принципової схеми управління освітлення з будь-якого пульту ДУ та трасування плати, а також даний короткий огляд САПР які існують на сьогоднішній день.

1. Огляд систем автоматичного проектування

Відомо, що інтерфейс із схемним редактором ACCEL Schematic включений у версію 8.2 програми моделювання змішаних аналого-цифрових пристроїв Dr. Spice фірми Deutsch Research, у якій раніш були інтерфейси лише зі схемними редакторами OrCAD Capture 7.0, OrCAD Express/Capture 7.1, ViewLOGIC ViewDraw і Protel EDA Client. У результаті програма Dr. Spice 2008 A/D 8.2 із системою ACCEL EDA 13.0 утворили наскрізну систему проектування електронних пристроїв, що включає графічне введення і моделювання схем, розробку друкованих плат і випуск технічної документації для їхнього виготовлення Цю систему доцільно доповнити програмою авторозміщення й автотрасування SPECCTRA 7.1 фірми Cadence, що забезпечує в даний час кращі результати на платформі IBM PC.

Обмін даними між програмою Dr. Spice і ACCEL Schematic організований у такий спосіб. Спочатку в програмі Dr. Spice по команді Commands-Preferences вибирається ім'я графічного редактора схем ACCEL Schematic. Потім за допомогою ACCEL Schematic створюється схема моделюючого пристрою, куди за допомогою спеціальних символів CARD вводяться параметри всіх компонентів і директиви завдання на моделювання (останнє робити необов'язково, але тоді при кожній зміні схеми ці директиви потрібно вручну дописувати в текстовий файл завдання). По команді Utils-Generate Netlist створюється опис схеми у форматі PSpice. На цьому конфігурація програм закінчується. Тепер досить у програмі Dr. Spice по команді File-Open-Design Files вказати ім'я файлу схеми, як завантажиться графічний редактор ACCEL Schematic і в схему можна буде внести доповнення і зміни. По завершенні Utils-Generate Netlist керування повертається в Dr. Spice і по команді Simulation виконується моделювання. Для побудови графіків вузлових потенціалів і струмів галузей їхні імена вибираються зі списку перемінних або потрібний вузол або компонент вказується на схемі курсором (для цього виконується команда Commands-Cross Probing).

При моделюванні аналогових електронних пристроїв, у тому числі інтегральних схем, широко використовуються алгоритми SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis), розроблені наприкінці 70-х років в Університеті Берклі (Каліфорнія). На їхній основі створений ряд комерційних програм для ПК: HSPICE (фірма MetaSoftware), PSpice (MicroSim), IS_SPICE (Intusoft), Micro-Cap V (Spectrum Software), Analog Workbench (Cadence), Saber (Analogy), Dr. Spice і ViewSpice (Deutsch Research). Всі останні версії цих програм доповнені можливостями моделювання змішаних аналогово-цифрових пристроїв.

Засновник фірми Deutsch Research Джеффрі Дойч (Jeffrey T. Deutsch) у свій час брав участь у розробці SPICE. Модифікації, внесені їм у Dr. Spice, дозволили поліпшити збіжність алгоритмів розрахунку режиму нелінійних схем по постійному струмові і збільшити швидкість розрахунку перехідних процесів (як затверджує фірма, у порівнянні з PSpice приблизно в 1,5 рази). При розрахунку перехідних процесів користувач може вибрати метод інтегрування: за замовчуванням застосовується стандартний метод трапецій, а при включенні опції METHOD=Gear використовується метод Гира, характеризується підвищеним ступенем збіжності (за рахунок збільшення часу обчислень). При включенні в завдання на моделювання опції CHECKPOWER=On розраховуються миттєві потужності, що розсіюються на компонентах, що порівнюються з гранично припустимими значеннями (вони задаються за допомогою параметрів POWER, що включаються в математичні моделі).

Моделі аналогових компонентів виконані в стандарті SPICE, що дозволяє обмінюватися бібліотеками математичних моделей з аналогічними програмами. Тут, щоправда, є одне виключення: для феромагнітних матеріалів використовується модель Джона Чена (John Chan), більш точна, чим зухвала багато дорікань модель Джилса -- Атертона (Jiles і Atherton), застосовувана в програмі PSpice. Що стосується моделей типових цифрових компонентів (вентилів, тригерів, лічильників, ПЗУ й ін.), то вони простіші, ніж у PSpice: враховуються тільки затримки поширення сигналів і не приймаються в увагу вхідні і вихідні опори.

У програмі Dr. Spice виконується стандартний аналіз характеристик: розраховуються режими нелінійних ланцюгів по постійному струмові, перехідні процеси, спектри сигналу, частотні характеристики і спектральні щільності шуму лінеаризованих ланцюгів. Проводиться статистичний аналіз впливу розкиду параметрів компонентів по методу Монте-Карло і різноманітний аналіз при варіації температури або одного з параметрів компонентів схеми або їхніх моделей. Передбачено електронну обробку графіків результатів моделювання, однак тут можливостей трохи менше, ніж у програмі Probe системи DesignLab.

У цілому однозначно віддати перевагу одній із систем проектування досить важко: усі вони мають свої сильні і слабкі сторони (наприклад, програма Micro-Cap V, версія 2.0 дозволяє одночасно варіювати до десятьох параметрів і будувати трьохвимірні графіки). Можна сказати, що систему DesignLab 8.0, що включає в себе схемний редактор, програму моделювання PSpice, графічний редактор друкованих плат MicroSim PCBoards, програму SPECCTRA і ряд допоміжних програм (синтез аналогових фільтрів і пристроїв програмувальної логіки, оптимізатор параметрів, розрахунок параметрів моделей по паспортне даним, моделювання з обліком паразитних параметрів друкованих плат), доцільно використовувати у випадках, коли основні проблеми зв'язані зі схемотехнічним проектуванням. Тоді можна змиритися з недосконалістю графічного редактора друкованих плат MicroSim PCBoards і використовувати його в основному для переносу схеми на плату, а розміщення компонентів і трасування провідників виконувати за допомогою програми SPECCTRA (при необхідності список з'єднань схеми через файл *.alt можна відразу передати в програми P-CAD або ACCEL P-CAD PCB для розробки друкованих плат, але тоді порушиться "гаряча" зв'язок між редакторами схем і друкованих плат). Якщо ж основна увага приділяється конструкторській розробці складних багатошарових друкованих плат, а проблеми моделювання виникають епізодично, то має сенс використовувати систему ACCEL EDA і програму моделювання Dr. Spice.

Демонстраційну версію Dr. Spice 2008 A/D 8.2 (розмір архівного файлу 10,5 Мбайт) можна одержати через Internet, звернувшись на вузол, або по електронній пошті. Робітники і демонстраційні версії Dr. Spice працюють під керуванням Windows 3.1, Windows 95, Windows NT 3.5.1 і більш пізніх версій, при цьому необхідний процесор і486DX або Pentium. Мінімальний обсяг ОЗУ 8 Мбайт, вільне місце на жорсткому диску 12 Мбайт.