2.3.1. Технические средства
Технические средства — это совокупность ЭВМ и периферийных средств для ввода, хранения, переработки информации, передачи программ и данных, организации взаимодействия проектировщика с ППО САПР и изготовления машинными методами проектной документации. Состав и организационная структура технических средств САПР БИС определяется требуемой производительностью, т. е. числом проектируемых БИС в единицу времени (например, в год).
В последние годы в связи с резким увеличением выпуска мини- и микроЭВМ число организационных структур технических средств САПР возросло. Среди них можно выделить:
1) персональный профессиональный компьютер с соответствующей периферией, обеспечивающий сквозное проектирование элементов и фрагментов БИС;
2) профессиональные персональные компьютеры в локальной сети ЭВМ для выхода на мощные вычислительные средства;
3) рабочую станцию, обеспечивающую сквозное проектирование БИС;
4) рабочие станции в локальный сети ЭВМ;
5) открытые вычислительные системы;
6) интеллектуальную инженерную САПР БИС на основе персональных ЭВМ с необходимым набором периферийных устройств;
7) использование средств Интернета.
2.3.2. Программные средства проектирования
Общесистемные программные средства (ОПС) представляют совокупность системных программ, организующую выполнение прикладных программ на технических средствах САПР. Часть ПО, предназначенную для планирования и организации ввода/вывода, подготовки и отладки программ, распределения ресурсов и обработки данных, называют операционной системой. Операционная система состоит из обрабатывающих программ, составляющих подсистему подготовки программ (внешнее ПО), и управляющих, образующих подсистему исполнения программ (внутреннее ПО).
Прикладное программное обеспечение (ППО) представляет совокупность пакетов прикладных программ (ППП) Для всех этапов проектирования БИС и инструкций по их Использованию. Прикладное программное обеспечение САПР БИС должно состоять из набора ППП, причем для каждого этапа проектирования должен использоваться свой ППП. Необходимо, чтобы в пределах каждого ППП использовались единые правила для описания исходных данных.
ППП должны иметь в своем составе программы, позволяющие решать такие задачи, как:
1) структурный синтез (логической и электрической схем, топологии и компонентов);
2) составление математической модели (логической и электрической схем, топологии и компонентов);
3) решение математической модели (логической и электрической схем, топологии и компонентов);
4) оптимизация (числа логических элементов БИС, физической структуры и геометрических размеров компонентов, параметров пассивных и активных компонентов электрической схемы, числа пересечений межкомпонентных соединений в топологической схеме);
5) статистический анализ (компонентов, логической, электрической и топологической схем).
Структура прикладного программного обеспечения (ППО) представлена на рис. 2.1. Изучение структуры ППО позволяет сделать ряд важных практических выводов.
На рис. 2.1, например, видно, что решение четвертой и пятой задач достигается соответствующим образом организованным многократным решением третьей задачи. Отсюда можно сделать вывод, что трудоемкость проектирования БИС с известными математическими моделями определяется в основном трудоемкостью решения экстремальных и статистических задач. Исследование этих двух классов задач с точки зрения снижения трудоемкости проектирования представляет значительный интерес.
Если в пределах одного ППП число программ велико (10...20), то пользоваться ими затруднительно по соображениям трудоемкости. Естественным решением этой проблемы является интеграция отдельных программ в более крупные. Наиболее простым является их последовательное объединение в пределах одного ППП. Однако возможно и параллельное объединение, т. е. решение с помощью одной программы задач из различных этапов проектирования.
Для обеспечения взаимодействия программ в маршрутах проектирования необходимо их информационное обеспечение, т. е. адаптация к работе с информационными массивами соответствующей структуры. Оно представляет собой совокупность каталогов, справочников и библиотек на машинных носителях информации, в которых содержатся сведения об унифицированных элементах, математических моделях, численных значениях параметров и т. д., и обеспечивает формирование, хранение и выдачу необходимой для проектирования изделия информации, информационное согласование, реализацию справочных функций, накопление и передачу опыта проектировщиков (создание и использование базы знаний).
Примечание: в подсистеме схемотехнического проектирования массив параметров элементов для подпрограмм элементов удобно составить в виде подмассивов, каждый из которых включает в себя параметры одного элемента. Однако тот же массив для подпрограммы интегрирования ДУ явными методами целесообразно скомпоновать по-другому, выделив в отдельные подмассивы значения емкостей и индуктивностей. А для программы статистического анализа параметры компонентов желательно группировать по принципу одинаковости законов распределения и т. д.
Информационная согласованность программ обеспечивается построением общей для соглашаемых программ БАЗЫ ДАННЫХ (БД) — совокупности всех тех данных, которые
обрабатываются в более, чем одной программе. Основной способ информационного согласования программ — структура с централизованной БД, общей для всех программ ППО. Совокупность программ, создающих и обслуживающих БД называется системой управления базой данных (СУБД). БД и СУБД вместе образуют банк данных.