7.2Eda-проектирование электронных устройств

EDA (Electronic Design Automation, автоматизация проектирования электрони­ки) – комплекс программных средств и библиотек стандартных элементов, обес­печивающий автоматизацию разработки электронных устройств, в первую очередь создания микросхем и печатных плат. Наиболее распространенными в России являются пакеты Pcad и Oread.

EDA-системы позволяют начать разработку с создания непосредственно принципиальной электрической схемы проектируемого устройства с использова­нием базы радиоэлектронных компонентов, промоделировать ее работу в различ­ных режимах. Затем эта схема преобразуется в заготовку проектируемой печатной платы с различной степенью автоматизации. Современные программные па­кеты позволяют выполнить автоматическую расстановку элементов и автомати­чески развести дорожки на чертеже многослойной печатной платы, соединяя тем самым выводы радиоэлектронных компонентов в соответствии с принципиаль­ной схемой.

Типичный состав EDA-комплекса:

• редактор принципиальных электрических схем;

• библиотека стандартных электронных компонент;

• редактор печатных плат;

• встроенные модули симуляции принципиальных схем и печатных плат;

• трансляторы данных;

• вспомогательные утилиты.

Модуль создания принципиальных схем представляет собой специализиро­ванный графический редактор, обеспечивающий выбор электронных компонент из библиотеки, размещение их на схеме и соединение линиями-проводниками. Электрические схемы выполняются без соблюдения масштаба. Реальное распо­ложение компонентов на монтажно-коммутационном поле не учитывается при рисовании электрических схем. В первую очередь рисунок схемы должен обеспе­чить компактность и ясность при чтении ее деталей. На электрической схеме изображаются символы компонентов, электрические связи между ними, тексто­вая информация, таблицы, буквенно-цифровые обозначения и основные надписи на форматке схемы. Поставляемые вместе с системой библиотеки электронных компонент обеспечивают как их графическое изображение на схеме, так и модели­рование логики и электронных параметров.

Пример создания принципиальной схемы показан на Рис. 7 .31.

Редактор печатных плат используется для размещения компонентов непо­средственно на монтажно-коммутационном поле, а также и для ручной, интерак­тивной или автоматической трассировки проводников. В интерактивном режиме курсором отмечаются начало и конец сегмента проводника, который сразу же трассируется с учетом препятствий. При этом соблюдаются все ограничения на проведение трассы, установленные пользователем.

Пример создания печатной платы показан на Рис. 7 .32.

Рис. 7.31 Редактор принципиальных электрических схем

Рис. 7.32. Редактор печатных плат

Благодаря ассоциативному сопряжению с модулем создания принципиальных схем редактор печатных плат может автоматически составить список соединений схемы и перенести на поле печатной платы изображения корпусов компонентов с указанием линий электрических соединений между их выводами. Затем вычер­чивается контур платы, на нем размещаются компоненты и, наконец, производит­ся трассировка проводников.

Важной компонентой современных редакторов печатных плат являются моду­ли автоматической трассировки проводников. Автотрассировщики вызываются из управляющей оболочки редактора печатных плат, в котором производится на­стройка стратегии трассировки. Информацию об особенностях трассировки от­дельных цепей можно с помощью стандартных атрибутов ввести на этапах созда­ния принципиальной схемы или печатной платы.

Вспомогательные утилиты используются для перенумерации компонентов, создания отчетов в требуемом формате, автоматического создания компонент, расчета паразитных параметров печатных плат, оформления конструкторской документации, размещения на чертежах схем или печатных плат различных диа­грамм и таблиц, составления различных списков и отчетов, которые динамически обновляются, таблиц сверловки, данных о структуре платы, технологической и учетной информации, размещения на чертежах схем списков соединений, выво­дов подключения питания и другой текстовой информации.

Важнейшим элементом EDA-системы являются трансляторы данных, обеспе­чивающих обмен проектной информацией с другими электронными САПР либо с MCAD-системами для окончательной конструктивной компоновки электрон­ных блоков в составе машиностроительных конструкций. В последнем случае транслятор создает трехмерную сборку в формате MCAD, состоящую из печатной платы и элементов. Возможно и решение обратной задачи – сохранение мо­дели MCAD в формате EDA CAD. Эту возможность удобно использовать в тех случаях, когда габариты печатной платы зависят от формы и размера корпуса прибора или отсека оборудования, в котором эта печатная плата будет эксплуати­роваться.

Развитием технологии трансляторов между EDA- и MCAD-системами явля­ется мехатроника – система средств совместного проектирования и моделиро­вания узлов точной механики с электронными, электротехническими и компью­терными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых модулей, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.