Плюсы моделирования и использования САПР P-CAD, Altium Designer, MicroCap

On 11.09.2013 by nikellanjilo

Введение
На сегодняшний день существует большое количество САПР, позволяющее разрабатывать, проектировать и моделировать электронные схемы. В данной статье (докладе, отчете) приведены основные плюсы пакетов программ Microcap, Altium Designer и P-cad 2006 и рассмотрена их совместная работа.
Плюсы замены моделирования макетированием
На сегодняшний день не нужно говорить о полезности персональных компьютеров при моделировании радиоэлектронных цепей, в которых существует возможность сборки необходимых макетов для дальнейшего анализа. Из неоспоримых плюсов является то, что САПР дают полную и наглядную информацию о протекающих в схемах процессах. Удобная и быстрая замена компонентов, источников сигналов, подборка нужных элементов одним кликом – все это ускоряет и упрощает процесс разработки, делает его «живым» и актуальным для дальнейшей оптимизации. Собрание элементной базы, базы схем – является злободневным вопросом в современных отечественных компаниях по разработке радиоэлектронных средств. Скорейший глобальный уход от методов макетирования и приход к моделированию схем сделает большей рывок в развитии проектирования и тестирования, составления технических условий, создания datasheet’ов и SPICE моделей элементов.
Плюсы:

  1. 1. Простота и легкость проектирования
  2. 2. Наглядность
  3. 3. Ускорение технологического и конструкторского процесса
  4. 4. Простота чтения и «включения» нового сотрудника в работу над проектом
  5. 5. Экономическая выгода – отсутствие затрат на создание макета схемы, покупки составляющих
  6. 6. Моральное устаревание макетирования
  7. 7. Обмен документацией с другими фирмами, отделами

Обоснование выбора САПР

Altium Designer. Работа над всеми частями проекта ведётся в единой управляющей оболочке Design Explorer, что позволяет разработчику контролировать целостность проекта на всех этапах проектирования. Таким образом, изменения, внесённые на любом этапе разработки, автоматически передаются на все связанные стадии проекта. В дополнение к мощным средствам разработки, Altium Designer имеет широкие возможности импорта и экспорта сторонних систем проектирования и поддерживает практически все стандартные форматы выходных файлов. Плюсы во всех отношениях,  включая трассировку шин, дифференциальных пар, автоматический своппинг пинов и так далее. Удобная интерактивная трассировка. Помимо разработки плат в нем можно разрабатывать и отлаживать проекты на FPGA, анализировать электронные схемы и многое другое.
P-CAD 2006. Довольно распространенная в российских компаниях программа с уже существующими библиотеками на отечественные элементы, поддерживает возможность осуществления разводки печатных плат, цифрового, аналого-цифрового проектирования (Protel Advanced Sim), обеспечивает возможность выполнять анализ по самым различным параметрам(постоянному току, частоте, спектральным характеристикам, шуму, температуре, переходным процессам), а также статический анализ методом Монте-Карло, расчет передаточной функции, нулей и полюсов.
MicroCap DEMO. Интуитивно понятная и довольно простая в изучении программа по моделированию электрических схем. Поддерживает возможность создания собственных библиотек компонентов (подобная функция существует и в Altium Designer), моделирование по любому из выбранных параметров.

Основные проблемы

На сегодняшний момент практически во всех российских компаниях и предприятиях по разработке и моделированию аппаратуры остро стоит вопрос о пополнении «виртуальной» базы радиоэлектронных компонентов – будь то Footprint’ы (посадочные места), 3D- модели – модели внешнего вида, кои можно из справочных данных на элемент(datasheet), но основная проблема состоит в создании SPICE моделей – электрических моделей.
Всего существует несколько вариантов их создания:

  • 1. Использования модели зарубежного аналога компонента
  • 2. Создание собственной модели в программе Model в Microcap, либо во встроенной программе Altium Designer’a используя ТЗ(технические задания), справочную литературу и харектериограф.

В данной статье рассматривается вопрос создание библиотек элементов SPICE, работающие как в Microcap, так и в AD, создание footprint’ов, 3D- моделей в Altium Designer, создание и моделирование схемы, разводка печатной платы, рассматривается возможность написания VHDL-моделей.
VHDL модели и их основное преймущество представляет собой:
Эксплутанщионщик радиоаппаратуры аппаратуры, найдя в комплекте документации HDL-описание устройства и тестирующей программы, на их базе может осуществлять модернизацию схем, может использовать HDL – модели при поиске неисправностей в схеме и доработке контрольных тестов.
Эффективно решаются задачи тренинга в сфере проектирования и эксплуатации радиоэлектронного оборудования.
Позволяет упростить стыковку продуктов различных фирм, обмен библиотеками компонент, и проектов, модернизацию отдельных подсистем САПР.

Имитационное проектирование.

Этим методом можно решить большое количество задач:

  1. 1. Анализ и оценка материалов структур ЦС (цифровых схем) и МО (математического обеспечения), рассматриваемого как система массового обслуживания с точки зрения производительности, быстродействия, времени обслуживания заявок.
  2. 2. Проверка алгоритмов отдельных устройств.
  3. 3. Помогает проверять схемы с учетом задержек в проводах, анализировать и синтезировать тесты контроля и т.п.
  4. 4. Расчет электрических схем компонентов, анализ переходных процессов и исследование влияния разброса параметров электронных компонент.

В ходе моделирования можно выделить ряд этапов:

  • 1. Определение границ исследуемой системы, методы их решения.
  • 2. Подготовка исходных данных
  • 3. Формализация моделируемого процесса и построение его математической модели
  • 4. Построение моделирующего алгоритма
  • 5. Создание теста, отладка и верификация модели
  • 6. Реализация экспериментов на модели
  • 7. Оптимизация модели и при необходимости постановка новых экспериментов на ней
  • 8. Анализ конечных результатов и их документирование

.

Добавить комментарий