30. Магистральный и канальный алгоритмы трассировки.
Алгоритмы ориентированны на построение трасс в таких монтажных платах, где между рядами и столбцами элементов можно провести совокупность горизонтальных и вертикальных магистралей (рис. 11.8). Совокупность магистралей называют каналом.К таким платам относятся некоторые типы ДПП, большие гибридные и монолитные интегральные схемы. В таком монтажном пространстве цепь представляет собой последовательность горизонтальных и вертикальных отрезков магистралей с переходными контактами со слоя на слой. В местах сопряжения отрезков.
В алгоритмах трассировки на основе представления о каналах можно выделить две основные части: распределение отрезков трасс по каналам с учетом их равномерной загрузки и определение положения отрезков на магистралях. В первой части алгоритма для каждой цепи строят возможные на данной системе каналов деревья Штейнера, т. е. определяют сеть возможных каналов цепи. При наложении сетей отдельных цепей на основную сеть каналов выбирают те реализации связывающих деревьев, которые обеспечивают равномерную загрузку каналов. Например, при реализации связывающего дерева, показано на рис. 11.9 сплошной линией, будет занята часть магистрали третьего вертикального канала, а пунктирной – второго. Так как отрезок может занимать не всю длину магистрали, число проводников, назначенных в канал может превышать число ее магистралей.
Во второй части алгоритма для определения положения отрезков на магистралях множество М отрезков, отнесенных к каналу, разбивают на Кmнепересекающихся подмножеств М I ,II= 1,…,K. Причем, проводники, отнесенные к одной магистрали, т. е. включенные в подмножество М I , не должны перекрываться, чтобы не было наложения отрезков разных цепей.
Эффективный алгоритм распределения отрезков по магистралям канала заключается в следующем: 1) упорядочиваем отрезки множества М по начальной координате; 2) формируем подмножества М i, последовательно включая в них те отрезки, у которых начальная координата больше конечной координаты предыдущего отрезка. Результаты работы алгоритма даны на рис. 11.10.
31. Структура, принципы построения и виды обеспечения сапр.
Проектирование называется автоматизированным, если преобразование исходного описания объекта в окончательное, необходимое для его создания, осуществляется взаимодействием человека и ЭВМ. Наиболее широко применяется интерактивный режим работы.
Методология САПР включает следующие основные этапы: определение круга задач, подлежащих автоматизированному решению и содержательную постановку этих задач. Выбор аппарата формализации проектируемых объектов, т. е. разработку их математических моделей; формальную постановку задач конструкторского проектирования; выбор или разработку методов или алгоритмов их решения; реализацию методов и алгоритмов в виде соответствующих пакетов программ.
Система автоматизированного проектирования (САПР) – организационно-техническая система, представляющая собой комплекс программно-аппаратных средств, взаимосвязанных с коллективом разработчиков ( пользователей системы) и выполняющая человеко-машинный процесс проектирования новых изделий.
САПР могут работать автономно или сопрягаться с гибкими автоматизированными производствами (ГАП) и могут входить в интегрированные производственные системы (ИПС). В РФ САПР разрабатываются и эксплуатируются на основе ЕСКД, ЕСПД, ЕСТПП и ГОСТов на компоненты САПР, а также используются стандарты ISO и американские национальные стандарты.
Принципы построения САПР:
САПР – человеко-машинная система;
САПР должна отвечать требованиям сквозного проектирования;
необходимо обеспечить совмещение традиционного и автоматизированного проектирования;
все звенья системы должны быть информационно согласованны;
САПР должна быть открытой, т.е. должно обеспечиваться наращивание и модернизация системы.
Классификация САПР ведется по следующим признакам:
По объектам проектирования: 1) изделий машиностроения, приборостроения и радиоэлектроники; 2) технологических процессов для вышеуказанных изделий; 3) объектов строительства и архитектуры; 4) организационных систем – объектов информатики.
По функциональным возможностям: 1)объектные, выполняющие проектные процедуры для проектирования однородных изделий; 2) инвариантные, выполняющие некоторый набор унифицированных проектных процедур для некоторого класса изделий.
На основе комплексности: 1) одноэтапные – легкие; 2) многоэтапные – средние; 3) комплексные – тяжелые.
По количеству уровней в структуре технического обеспечения: 1) одноуровневые; 2) двухуровневые; 3) многоуровневые.
На основе приведенной классификации рассмотрим разновидности САПР. По функциям: 1) приложению; 2) целевому назначению; 3) масштабам (комплексности решаемых задач); 3) характеру базовой подсистемы - ядра САПР.
Первый признак различает: САПР общего машиностроения – машиностроительные САПР (MCAD Mechanical CAD); САПР для радиоэлектроники, называемые ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation).
Из этого вида более специализированные системы: САПР БИС, САПР летательных аппаратов, САПР электрических машин и т. п.
По целевому назначению выделяют: САПР, обеспечивающие различные аспекты проектирования, так в составе MCAD создана сквозная САПР CAE / CAD / CAM. Среди них различают:
САПР функционального проектирования, иначе САПР-Ф или CAE (Computer Aided Engineering) системы;
конструкторские САПР общего применения (машиностроительные) – САПР – К, или CAD – системы;
технологические САПР общего машиностроения – САПР-Т (АСТПП) или CAM (Computer Aided Manufacturing);
по масштабам различают отдельные программно-методические комплексы (ПМК), например, комплекс анализа дискретных электронных схем, системы ПМК печатных плат. Сюда же относятся САПР с уникальными архитектурами ПО (software) и ТО (hardware).
По характеру базовой подсистемы различают:
САПР на базе компьютерной графики и геометрического моделирования, что является графическим и геометрическим ядром системы (существуют унифицированные графические ядра – это ядра Parasolid фирмы EDS Unigraphics и ACIS фирмы Intergraph;
САПР на базе СУБД, где перерабатывается большой объем данных;
САПР на базе конкретного прикладного пакета (автономно используемые ПМК). Часто такие САПР относят к CAE. Примеры: ПМК имитационного моделирования, синтеза и анализа схем, расчета прочности по методу конечных элементов;
комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. К ним относятся комплексные САПР машиностроения CAE / CAD /CAM. САПР БИС, которые включают в себя СУБД и подсистемы проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, топологии кристаллов, тестов.
САПР и их место среди других автоматизированных систем. Структура САПР включает подсистемы проектирующие и обслуживающие. Первые составляют ядро системы на уровне программных, информационных и лингвистических средств. Типовая структура ядра САПР показана на рис. 13.2. Последние обеспечивают функционирование проектирующих подсистем и образуют системную среду (оболочку) САПР.
Типичные обслуживающие подсистемы САПР: подсистема управления проектными данными (PDM – Product Data Management); управляющая процессом проектирования (DesPM – Design Process Management); пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ; разработки и сопровождения ПО САПР (CASE – Computer Aided Software Engineering); обучающие подсистемы для освоения пользователями проектных технологий, реализуемых в САПР. Структура ядра программного обеспечения САПР дана на рис. 13.3.