1.5 Типы объектов проектирования
Обычно все РЭУ разделяют на три типа: цифровые, аналоговые и аналого-цифровые.
К цифровым относят устройства, рабочие сигналы которых закодированы в виде чисел, обычно представляемых в двоичном коде цифрами 0 и 1. Для цифровых объектов не важна форма сигналов, а представляет интерес временные соотношения между сигналами, соответствующих каждой цифре. Поэтому при проектировании цифровых устройств обычно используют методы функционального моделирования.
К аналоговым относят устройства, информация о работе которых заключается в форме сигнала, его уровне, спектре и т.д. У аналоговых объектов бесконечному числу значений входного сигнала соответствует бесконечное количество значений выходного сигнала. Для анализа таких устройств используются методы функционального и преимущественно схемотехнического моделирования.
Аналого-цифровые устройства включают разного рода преобразователи аналог-код, код-аналог, спецвычислители и т.д. Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) содержит несколько входов и один выход. На входы подаются кодовые сочетания из “0” и “1”, а на выходе присутствует аналоговый сигнал (ток, напряжение). У ЦАП конечному числу значений входного сигнала соответствует конечное число значений выходного сигнала, причем это число определяется разрядностью входного кода. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) содержит один вход и несколько выходов. На вход подается аналоговый сигнал, а на выходах появляются кодовые сочетания из “0” и “1”. У АЦП бесконечному числу значений входного сигнала соответствует конечное число значений выходного сигнала. Диапазон входного сигнала, в пределах которого кодовая комбинация на выходе не изменяется, называется шагом. При проектировании таких устройств применяются гибридные методы моделирования на ЭВМ, когда аналоговые элементы моделируются методами схемотехнического моделирования на основе физического подхода, а цифровые элементы - методами функционального проектирования с широким использованием макромоделей.
1.6 Типы процессов проектирования
Каждый уровень проектирования включает решения задач синтеза (С), расчета (Р), анализа (А), оптимизации (О) и выпуска документации (Д). Совокупность этих этапов и их взаимодействие образуют процесс проектирования.
Теоретически различают два основных типа процессов проектирования: сверху вниз (от сложных блоков к более простым) и снизу вверх (от простых блоков к более сложным). Типовая схема проектирования сверху вниз изображена на рисунке 1.2.
В процессе проектирования сверху вниз РЭА высшего уровня сложности разбивается (декомпозируется) на более простые устройства. При этом для каждого из этих устройства формируется частное техническое задание (ЧТЗ), которое обеспечивается на более нижних уровнях проектирования. Далее процесс декомпозиции и формирования ЧТЗ повторяется для более простых устройств.
Указанный выше тип проектирования используется при разработке сложных объектов. Проектирование относительно простой РЭА ведется снизу вверх, когда техническое задание для устройств более высокого уровня формируется на основе результатов проектирования устройств нижнего уровня. Практически процесс разработки носит комбинированный характер: с одной стороны, проектирование сложной РЭА типа систем и устройств ведется сверху вниз, с другой, проектирование относительно простой РЭА типа элементов и узлов ведется снизу вверх. На некотором промежуточном этапе эти два независимых процесса встречаются, и производится процесс “покрытия” требований к функциональным узлам и элементам, выдвигаемых процессом сверху вниз, номенклатурой узлов и элементов, которые изготовлены по процессу снизу вверх. Граница, где встречаются эти процессы, непостоянна и зависит от типа РЭА, уровня технологии, сложившейся методики проектирования и т.д.
Поскольку формулировать частные задачи на основе более общих, как правило, легче, чем общие на основе частных, то проектирование сверху вниз предпочтительнее, чем снизу вверх.