
- •Курс лекций
- •Оглавление.
- •Введение
- •1. Проектирование. Типовая логическая схема проектирования.
- •1.1. Основные определения процесса проектирования
- •1.2. Системы проектирования.
- •1.3.Стадии и этапы проектирования.
- •1.4. Подходы к конструированию на основе компьютерных технологий.
- •2. Системы автоматизации подготовки производства, управления производством, технической подготовки производства.
- •2.1. Cad/cam системы.
- •2.2.Комплексные автоматизированные системы.
- •3. Системы автоматизированного проектирования. Структура и разновидности сапр.
- •3.1 Концепция формирования сапр, как инструмента для разработки объекта
- •3.2. Разновидности сапр.
- •4. Сапр как сложная система.
- •4.1. Функциональные подсистемы.
- •4.2. Обеспечение сапр - виды, назначение.
- •5. Математическое Обеспечение сапр.
- •5.1. Состав и функции мо сапр.
- •5.2.Общая модель объекта проектирования.
- •5.3. Задачи анализа, оптимизации и синтеза.
- •5.4. Задачи структурного и параметрического синтеза.
- •5.5. Задачи оптимизации.
- •5.6. Задачи линейного программирования
- •5.6.1. Модель задачи лп.
- •5.6.3. Геометрическая интерпретация задачи лп
- •5.6.4. Основная идея методов решения задач лп
- •5.6.5.Симплекс-метод решения задач линейного программирования
- •6.Лингвистическое Обеспечение сапр.
- •6.1.Состав и функции ло сапр.
- •6.2. Языки проектирования и требования к ним
- •6.3. Языки описания схем и моделирования.
- •7.Техническое обеспечение сапр
- •7.1. Системные требования.
- •7.2. Функциональные требования.
- •7.3. Технические требования.
- •7.4. Организационно-эксплуатационные требования.
- •7.5. Состав и функции то сапр
- •8. Основы машинной графики и вычислительной геометрии.
- •8.1. Методы машинной графики.
- •8.2. Основные способы хранения графической информации.
- •2. Поэлементный протокол построения.
- •8.3. Способы представления графических элементов.
- •3. Табулированная функция.
- •8.4. Примеры вычислительной геометрии.
- •8.5. Преобразования координат в 2d пространстве.
- •9. Геометрическое моделирование
- •9.1. Виды геометрических моделей
- •9.2. Система unigraphics. (cad/cam – система).
- •5.Разработка технологического процесса для изготовления детали с применением модуля Manufacturing/Обработка.
- •9.2.1.Модуль Modeling/Моделирование.
- •Преимущества твердотельного моделирования:
- •9.2.2. Модуль Assemblies/Сборки.
- •Основные характеристики модуля.
- •Термины и определения.
- •Анализ сборки
- •Клонирование сборок.
- •Виды с разнесенными компонентами.
- •Фильтрация компонентов.
- •9.2.3.МодульManufacturing/Обработка.
- •Модули Manufacturing:
- •Модуль Lathe - Токарная обработка
- •10. Основы конструкторского проектирования.
- •10.1. Основные задачи коммутационно-монтажного проектирования.
- •10.1.1. Принцип проектирования сборочных единиц
- •10.1.2. Основная задача в сапр эвм
- •10.1.3. Основная задача конструкторского проектирования в сапр иэт
- •10.1.4. Проблема оптимизации задачи проектирования
- •10.2. Основные сведения теории графов
- •10.3. Матричные эквиваленты для алгебраического задания графов
- •10.4. Графотеоретические модели монтажного пространства и коммутационных схем.
- •10.4.1. Определение монтажного пространства
- •10.4.2. Модели коммутационной схемы
- •10.4.3. Полная математическая модель коммутационной схемы
- •11. Постановка и методы решения задач конструкторского проектирования
- •11.1. Задача покрытия
- •11.1.1. Исходные данные для задачи покрытия
- •11.2. Задача разбиения
- •11.2.1. Исходные данные для задачи разбиения
- •11.3. Задача размещения
- •11.3.1. Исходные данные для задачи размещения
- •11.3.2. Главная цель задачи размещения
- •11.4. Задача трассировки
- •11.4.1. Исходные данные для решения задач трассировки
- •11.4.2. Перечень проводников
- •11.4.5. Трассировка соединений
- •Список литературы.
10.1.2. Основная задача в сапр эвм
Основная задача в САПР ЭВМ для любого уровня проектирования конструкции — коммутационно-монтажное объединение конструктивных узлов предшествующего уровня. При этом обеспечивается физическое воплощение заданной функциональной схемы в конструкцию некоторого узла ЭВМ. Функциональное деление узлов ЭВМ (базовые логические элементы, триггеры, регистры, счетчики, сумматоры, устройства ввода — вывода и т. п.) также имеет вид иерархического дерева, поэтому первая задача коммутационно-монтажного проектирования -— задача компоновки, при которой определяется однозначное соответствие между функциональным и конструктивным делением проектируемого устройства. Задача компоновки имеет два основных аспекта:
1) покрытие функциональной схемы узла схемой соединения типовых конструктивных элементов, например преобразование функциональной схемы соединений базовых логических элементов в схему соединения интегральных микросхем и дискретных радиоэлементов;
2) разбиение схемы соединения типовых конструктивных элементов на подсхемы с целью компоновки конструктивных узлов более высокого уровня иерархии, например распределение микросхем по типовым элементам замены (ТЭЗам), ТЭЗов по панелям и панелей по стойкам ЭВМ,
Вторая задача коммутационно-монтажного проектирования — задача размещения, т. е. определение точного местоположения типовых конструктивных элементов в монтажном пространстве конструктивного узла более высокого уровня иерархии, например размещение микросхем в различных посадочных местах на плате ТЭЗа.
Наиболее трудоемкая задача коммутационно-монтажного проектирования—задача трассировки, т.е. определение точных путей проводников, которые должны оптимальным образом соединить между собой типовые конструктивные элементы данного конструктивно-технологического уровня. В ЭВМ на разных уровнях проектирования различают две разновидности задачи трассировки: трассировка печатного монтажа; трассировка проводных соединений.
Для каждого способа реализации соединений используются свои специфические критерии оптимизации и ограничения.
10.1.3. Основная задача конструкторского проектирования в сапр иэт
Основная задача конструкторского проектирования в САПР изделий электронной техники (ИЭТ) – проектирование топологии ИС, которое представляет собой процесс преобразования функциональной схемы ИС в послойные конструкторские чертежи интегральной структуры, таблицы координат угловых точек для дальнейшего изготовления комплектов фотошаблонов и другие формы конструкторской документации. При этом можно выделить три основных класса задач:
1) компоновка, которая включает в себя покрытие функциональной схемы ИС схемой соединения типовых логических звеньев (фрагментов) ИС и распределение логических звеньев ИС по секциям;
2) размещение отдельных логических звеньев, как топологических элементов на пластине кристалла;
3) трассировка межэлементных тонкопленочных многослойных соединений.
10.1.4. Проблема оптимизации задачи проектирования
Все вышеуказанные задачи коммутационно-монтажного (топологического для ИС) проектирования неразрывно связаны между собой и подчинены решению проблемы разработки оптимального варианта конструкции ЭВМ (ИС). Однако большая трудоемкость их решения не позволяет осуществить глобальную оптимизацию на всех этапах коммутационно-монтажного проектирования. Поэтому указанные задачи решаются последовательно с использованием на каждом этапе частных критериев оптимизации и определенного набора ограничений, учитывающих требования общей задачи коммутационно-монтажного проектирования.
Во всех рассмотренных случаях задача компоновки имеет много общего в смысле требований и ограничений на разных конструктивно-технологических уровнях проектирования, поэтому можно рассматривать обобщенную задачу компоновки элементов в узлы.
Задачи размещения и трассировки в большей степени зависят от принятой конструктивной и технологической базы и имеют свои специфические критерии оптимизации и ограничения на каждом уровне проектирования.
Основные задачи коммутационно-монтажного проектирования удобно формулировать в терминах теории графов, так как граф, сохраняя наглядность и содержательность отображаемого объекта, позволяет также строить формальные алгоритмы преобразований графа и при использовании своих матричных эквивалентов легко обрабатывается на ЭВМ. Кроме того, появляется возможность для решения задач компоновки, размещения и трассировки использовать разработанные методы и алгоритмы известных задач теории графов: выбора, коммивояжера, обобщенной задачи Штейнера, квадратичной задачи о назначении и др. (см. [1]).