Разработка САПР электронной аппаратуры

Следует иметь в виду, что в процессе разработки программы отладка занимает обычно (50–90)% времени. Это зависит от сложности алгоритма, используемого языка программирования, ЭВМ и операционной системы с имеющимися средствами отладки. После завершения отладки программ формируется эксплуатационная документация и документация сопровождения. Правила оформления программной документации регламентируются государственными стандартами, входящими в состав Единой системы программной документации.

Аналогично этапам проектирования, кодирования и отладки при испытаниях используется принцип «сверху–вниз» в сочетании с технологией вертикальных слоев. В соответствии с этим в первую очередь проверяется основная версия ПИО, а затем, по мере накопления тестовых данных и добавления новых расширенных функций, проверяется очередная версия системы. Достоинством такого подхода является более равномерное распределение во времени моментов обнаружения ошибок.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите системы автоматизации предприятия.

2. Какие виды работ выполняются в АСНИ?

3. Что понимается под ГПС и какие задачи она решает?

4. Приведите функциональную структуру ГПС.

5. Приведите двухконтурную структуру программно-информационного обеспечения ГПС.

6. Приведите график жизненного цикла САПР в условиях её разработки и в условиях её адаптации.

7. Какие требования предъявляются к ПМК?

8. Назовите состав общесистемного ядра САПР.

9. Перечислите основополагающие принципы создания САПР.

10. Приведите структурную схему САПР.

11. Приведите структурную схему программно-технического комплекса САПР.

2. ЭА как объект проектирования в САПР

2.1. Категории, виды и классы ЭА

Проблема автоматизации проектирования электронной аппаратуры (ЭА) и соответственно разработка для неё САПР требует классификации ЭА. Удобно классифицировать ЭА по назначению, по принципам функционирования, по объектам установки и конструктивным особенностям.

В соответствии с классификацией по назначению ЭА делится на следующие категории:

• аппаратура и устройства вычислительной техники;

• аппаратура приема, обработки и кодирования информации;

• аппаратура связи, навигации и РЛС малой мощности;

• аппаратура дальней связи и гидроакустические системы;

• аппаратура наземной и бортовой ЭА большой мощности.

Перечисленные категории ЭА состоят из определенных видов устройств, отличающихся принципом функционирования. Из наиболее широко применяемых видов ЭА можно выделить: цифровую, аналоговую, цифроаналоговую, сверхвысокочастотную, акустоэлектронную и электромеханическую аппаратуру. Существует ряд других видов ЭА, например лазерно-графическая, криогенная и др. При рассмотрении проблем автоматизации перечисленные виды составляют практически всю современную ЭА. Каждый вид ЭА отличается, прежде всего, физическими процессами, протекающими в устройствах. Это приводит к принципиальным отличиям в методах проектирования аппаратуры на всех этапах ее создания. Например, «инженеры-цифровики» используют математический аппарат функций алгебры логики, а «инженеры-аналоги» – аппарат дифференциального и интегрального исчислений.

Каждый вид аппаратуры включает множество классов устройств, обладающих особенностями функционирования. Например, в акустоэлектронной аппаратуре классы составляют: фильтры, генераторы, линии задержки, пьезопреобразователи и др. При разработке САПР каждый класс аппаратуры требует создания своего пакета программ функционального проектирования. Для одного вида ЭА, как правило, создается единый пакет программ технического проектирования, учитывающий конструкторскую специфику каждого класса. Но и такой подход не всегда удается реализовать. Например, не существует САПР, ориентированной сразу на несколько базовых технологий изготовления БИС.

По виду объекта установки (рис. 2.1) ЭА подразделяется на бортовую, морскую, наземную и бытовую.

Рис. 2.1. Классификация ЭА по виду объекта установки

Каждая из этих категорий делится на группы. Отличие в проектировании и конструировании этих категорий аппаратуры заключается в учете влияния различных дестабилизирующих факторов. К таким факторам относятся:

• механические (вибрации, удары, ускорения);

• климатические (температура, пыль, удары атмосферного давления, влажность);

• радиационные (-, - и -излучения).

Поэтому при разработке САПР ЭА необходимо знание особенностей объектов-носителей и климатических факторов.

Ракетная и космическая ЭА реализуется в моноблоках с конфигурацией, определяемой выделенным для ЭА отсеком, но в отдельных случаях возможна блочная реализация аппаратуры.

Самолётная и вертолётная ЭА, как правило, реализуется по блочному принципу. При этом блоки имеют законченное конструктивное решение с быстросъёмным механическим и электрическим соединением. Характерной особенностью таких конструкций блоков является применение шасси, в которое вставляются функциональные узлы.