93 Міністерство освіти і науки України

(найменування центрального органу управління освітою, власник)

Запорізький національний технічний університет

Конспект лекцій навчальної дисципліни

Методологія інженерного проектування

(шифр і назва навчальної дисципліни)

напрям підготовки 6.050702 Електромеханіка

(шифр і назва напряму підготовки)

спеціальність (з можливістю подальшого навчання) 8.05070201 Електричні машини і апарати, 8.05070207 Електромеханічне обладання енергоємних виробництв

(шифр і назва спеціальності)

спеціалізація_____________________________________________________________

(назва спеціалізації)

інститут, факультет, відділення Фізико-технічний інститут

електротехнічний факультет

(назва інституту, факультету, відділення)

Підготовлено: ст.. викладачем

Скрупською Л.С.

Запоріжжя – 2015 рік

1 Загальні відомості з автоматизації проектування

1.1 Основні визначення

Проектування - розробка технічної документації, що дозволяє виготовити заданий пристрій із заданими функціями для роботи в заданих умовах.

Стратегія проектування – функціональна декомпозиція. Вона визначається тим, що на першому етапі створюється абстрактна структура системи, яка задовольняє вимогам ТЗ. Потім вона розбивається на підсистеми, які разом реалізують функцію системи. Далі кожна підсистема може бути розбита на складові ще нижчого рівня і т.д., поки остання структура не буде складатись з неділимих компонентів. Для цього використовується концепція “чорного ящика”. Для чорного ящика розробляється функціональна специфікація, що включає зовнішній опис блоку (входи і виходи) і внутрішній опис – функцію або алгоритм роботи: Y = F(X,t), де X - вектор вхідних величин, Y- вектор вихідних величин, t – час.

Параметри компонентів, з яких складається система (пристрій), що проектується, будемо називати внутрішніми, параметри системи, по яких оцінюється його якість, — вихідними, параметри діючих на систему зовнішніх інформаційних сигналів — вхідними, а параметри навколишнього середовища — зовнішніми.

При декомпозиції функція F розбивається на більш прості функції F1, F2,…,Fк, між якими повинні бути встановлені визначені зв'язки, що відповідають прийнятому алгоритмові реалізації функції F.

У результаті розбивки кінцевим результатом є структура. Структура системи ієрархічна. Перехід від функції до структури – синтез. Синтез неоднозначний. Вибір найкращого варіанта здійснюється за результатами аналізу, коли перевіряється правильність роботи та деякі показники, що характеризують пристрій, задані, як правило, у ТЗ або ЧТЗ.

Декомпозиція функцій блоків виконується доти, поки не отримають типові функції, кожна з яких може бути реалізована тією або іншою мікросхемою або типовим рішенням. Якщо використовуються ПЛІС (програмовані користувачем логічні ІС), то декомпозиція виконується вже для цієї ПЛІС в відповідності до складу функціональних бібліотек САПР таких ПЛІС.

Процес проектування є багатокроковим і ітераційним з поверненням назад і переглядом раніше прийнятих рішень.

Проектна процедура – формалізована сукупність дій, виконання яких закінчуються прийняттям проектного рішення.

Проектне рішення – проміжний або остаточний опис об'єкта проектування, необхідне та достатнє для подальшого продовження або закінчення проектування.

Проектна операція - формалізована дія, що є частиною проектної процедури, алгоритм якої залишається незмінним для ряду інших проектних процедур.

Під автоматизованим проектуванням розуміється такий спосіб проектування, при якому систематично використовується ПК при раціональному розподілі функцій між людиною й ПК. На ПК вирішуються задачі, що піддаються формалізації, за умови, що рішення з її допомогою більш ефективне, ніж “ручне”. Необхідність рішення задач автоматизації проектування на основі системного підходу як у частині його організації, так і в частині апаратних обчислювальних засобів та їхнього програмно-математичного забезпечення, призвело до створення систем автоматизованого проектування (САПР).

САПР - це складна програмно-інформаційно-апаратна людино-машинна система, побудована по ієрархічному принципу, так що кожен рівень ієрархії відображає відповідний рівень проектування

САПР будується за агрегатним принципом, тобто це відкрита система, що розвивається з максимальним використанням уніфікованих модулів (окремих підсистем, технічних засобів і т.д.). Це дозволяє створити на основі базового варіанта САПР будь-якої потрібної користувачеві конфігурації.

Вимоги уніфікації програмних модулів передбачають їх повну інформаційну сумісність без переробки вхідних і вихідних даних.