МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

Таганрогский технологический институт

Федерального государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Южный федеральный университет»

Приоритетный национальный проект «Образование» (2006-2007 г.г.)

В.В. Марков

Промышленные САПР

Учебное пособие

Таганрог

2007

УДК 681.324.(075.8)

Марков В.В. Промышленные САПР: Учебное пособие. – Таганрог, Изд-во Технологического института ЮФУ, 2007. – 107 с.

Учебное пособие содержит лекционные материалы дисциплины «Промышленные САПР». Приведены цели и задачи дисциплины, даны основные понятия и сведения о системах автоматизированного проектирования, используемых в электронной промышленности. Изучаются типовые маршруты проектирования базовых объектов проектирования и возможности использования промышленных САПР для их реализации. Дана методика оценки эффективности систем проектирования и рекомендации по их выбору для нужд конкретного предприятия.

Пособие является теоретической поддержкой электронного образовательного ресурса по курсу «Промышленные САПР», разработанного в рамках проекта «Инновационные образовательные технологии».

Для студентов специальности 230104 – «Системы автоматизированного проектирования», а также может быть полезна студентам других специальностей, изучающих курсы, связанные с проблемами автоматизации проектирования электронно-вычислительной аппаратуры.

Табл.: 2; илл.: 12; библиогр.: 10 назв.

Печатается в рамках аналитической ведомственной программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2006 – 2008 гг.), гранты РНП.2.1.2.3193 и РНП.2.1.2.2238 и Приоритетного национального проекта «Образование» (2006 – 2007 гг.).

Рецензенты:

Кафедра прикладной математики и вычислительной техники Ростовской-на-Дону государственной академии сельскохозяйственного машиностроения (заведующий кафедрой – профессор, д.т.н., Ю.О. Чернышев).

Н.И.Витиска – профессор, д.т.н., первый проректор Таганрогского государственного педагогического института

© Марков В.В., 2007

ISBN 978-5-8327-0256-8

© Технологический институт ЮФУ, 2007

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5

1 САПР и объекты проектирования в промышленности. 7

1.1 Классификация САПР 7

1.2 Понятие «промышленной» САПР 13

1.3 Основные объекты проектирования и производства в электронной промышленности 14

2 Промышленные системы автоматизированного проектирования электронных систем и устройств 18

2.1 САПР программируемых логических интегральных схем 18

2.1.1 Обобщенная технология проектирования ПЛИС 18

2.1.2 САПР производителей (вендоров) ПЛИС 20

2.1.2.1 САПР фирмы Actel Сo 21

2.1.2.2 САПР фирмы ALTERA 24

2.1.2.3 САПР фирмы ATMEL 27

2.1.2.4 САПР фирмы MINC Inc. 28

2.1.3 Универсальные САПР, поддерживающие проектирование ПЛИС 34

2.1.3.1 САПР Synopsys 35

2.1.3.2 САПР Cadence 47

2.1.3.3 САПР Mentor Graphics 49

2.2 Подсистемы САПР, решающие отдельные задачи проектирования 51

2.2.1 Spice-подобные схемные симуляторы 52

2.2.2 Пакеты решения отдельных задач конструктор- ского проектирования 58

2.3 САПР цифро-аналоговой и смешанной аппаратуры 62

2.3.1 САПР Mentor Graphics 63

2.3.2 САПР фирмы ACCEL Technologies (ACCEL EDA) 67

2.3.3 САПР P-CAD 68

2.3.4 САПР CADSTAR (ZUKEN Ltd.) 74

2.3.5 Advanced CAM Technologies (ACT) 77

3 Оценка эффективности и выбор САПР 78

3.1 Составляющие эффективности САПР 78

3.2 Методика расчета неэкономических показателей 80

3.3 Экономические показатели эффективности САПР 83

3.4 Организация проведения расчетов по экономической эффективности 84

3.5 Методы расчета экономической эффективности САПР 86

ЛИТЕРАТУРА 90

Введение

Бурный прогресс в электронике, обеспечивающей элементную базу современных вычислительных систем, обуславливает высокие темпы развития вычислительной техники, возможность совершенствования ее архитектуры. Современные нанотехнологии позволяют создавать СБИС с десятками и сотнями миллионов транзисторов на кристалле. Среди них микропроцессоры зарубежных компаний Intel, AMD, Cyrix, Motorola, DEC, Sun и др.; микросхемы динамической памяти фирм-производителей Hitachi, Hyundai, Samsung, OKI, Toshiba, Micron и др.; микросхемы со сложными программируемыми и перепрограммируемыми структурами, разрабатываемые усилиями многих фирм, среди которых ведущими являются Xilinx, Altera, Actel и некоторые другие. В отличие от зарубежной, отечественная элементная база компьютеров, начиная с 80-х годов прошлого века, существенно отстает и не может обеспечить создание конкурентоспособной вычислительной техники.

Очевидно, что, ввиду сложности разрабатываемых электронных узлов и конструкций, актуальной задачей является по возможности более полная автоматизация трудоемких процессов, встречающихся при проектировании конструкций. Многообразие изделий и методологий проектирования изделий электронной техники в свою очередь породило большое число отличных друг от друга САПР. Исторически САПР складывались как средство автоматизации оформления графической и текстовой части документации. Эта тенденция легко прослеживается и сейчас. Программное обеспечение САПР представляет собой, как правило, специализированный профессиональный графический редактор, снабженный соответствующими инструментами проектирования и инженерных расчетов. Очень важно в этом смысле отметить разницу между системой проектирования и графическим редактором. Говоря о «соответствующих» программных инструментах, мы будем иметь в виду выраженную в той или иной степени направленность используемых в конкретной САПР программных продуктов на решение определенных проектных задач, каждая из которых обладает своей спецификой и характеристиками. Отсюда большое разнообразие систем автоматизированного проектирования на каждой из стадий создания объекта. Поэтому знакомство с «квалификационными» признаками современных САПР представляет и практический интерес в том числе. Не меньший интерес представляют и вопросы выбора наиболее эффективной системы для решения задач конкретного промышленного предприятия. Решение проблемы в данном случае достигается не только на основании назначения и возможностей той или иной САПР, но и с привлечением методик оценки эффективности существующих систем проектирования. Обсуждению перечисленных выше вопросов и посвящен лекционный курс дисциплины «Промышленные САПР».

Дисциплина «Промышленные САПР» является важной составляющей программы подготовки специалистов по специальности 230104 – САПР. Программа дисциплины предусматривает знакомство с современными средствами автоматизированного проектирования, помогает развивать творческое мышление, расширяет кругозор, усиливает успешную социализацию студентов. В рамках освоения дисциплины будущие специалисты приобретают практические навыки работы в среде современных САПР. Развивающий аспект обучения по дисциплине предполагает формирование и развитие логического мышления (анализа, синтеза, сравнения, умозаключения), мотивационной сферы, умения работать в команде, таких черт характера, как трудолюбие, воля, целеустремленность, активность, умение учиться. В результате изучения дисциплины студент должен знать основные принципы организации современных САПР и формирования технологий процессов проектирования, иметь навыки работы в среде промышленных систем проектирования.