2.Функции, общие характеристики и примеры cad/cam/cae…

Функции CAD-систем в радиоэлектроники подразделяют на функции двухмерного (2D) и трехмерного (3D) проектирования. К функциям 2D относятся черчение, оформление конструкторской документации; к функциям 3D – получение трехмерных моделей, метрические расчеты, реалистичная визуализация, взаимное преобразование 2D и 3D моде­лей. Среди CAD-систем различают «легкие» и «тяжелые» системы. Первые из них ориентированы преимущественно на 2D графику, срав­нительно дешевы и менее требовательны в отношении вычислитель­ных ресурсов. Вторые ориентированы на геометрическое моделирова­ние (3D), более универсальны, дороги, оформление чертежной доку­ментации в них обычно осуществляется с помощью предварительной разработки трехмерных геометрических моделей. С ростом возможно­стей персональных ЭВМ грани между «тяжелыми» и «легкими» CAD/CAM-системами постепенно стираются. Наиболее известны сле­дующие CAE/CAD/CAM-системы в радиоэлектронике. «Тяжелые» си­стемы: SolidWorks; Pro/Engineer, CATIA, EUCLID, CADDS.5 и др. «Лег­кие» системы: AutoCAD; АДЕМ; bCAD; Caddy; КОМПАС; СПРУТ; Кредо. Функции САЕ-систем довольно разнообразны, так как связаны с про­ектными процедурами анализа, моделирования, оптимизации проект­ных решений. САЕ-систем прежде всего включают про-граммы для следующих процедур:•моделирование полей физических величин, в том числе анализ прочности, который чаще всего выполняется в соот­ветствии с МКЭ;•расчет состояний и переходных процессов на макро­уровне;•имитационное моделирование сложных производственных си­стем на основе моделей массового обслуживания и сетей Петри. ТРи­АНА; SIwave; Speed XP; Flotherm; Основные функции САМ-систем: •разработка технологических процессов, •синтез управляющих про­грамм для технологического оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), •моделирование процессов обработки, в том числе построение траекторий относительного движения инструмента и заго­товки в процессе обработки, •генерация постпроцессоров для конкрет­ных типов оборудования с ЧПУ (NC – Numerical Control), •расчет норм времени обработки. Genesis 2000; CAM350; CAMMaster; GerbTool; CAMtastic; Trilogy 5000; Enterprise 3000. Electronic Design Automation (EDA, автоматизация проектирования электронных приборов) — ком­плекс программных средств для облегчения разработки электронных устройств, создания микросхем и печатных плат. Комплекс позволяет создать принципиальную электрическую схему проектируемого устрой­ства с помощью графического интерфейса, создавать и модифициро­вать базу радиоэлектронных компонентов, проверять целостность сиг­налов на ней. Введённая схема непосредственно или через промежу­точный файл связей может быть преобразована 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. Системы автоматизации проектирования электроники могут иметь возможность моделирования разрабатываемого устройства и исследо­вания его работы до того, как оно будет воплощено в аппаратуру. P-CAD;OrCAD;Electric;Proteus;KiCad;gEDA;TopoR;QUCS

8.Матрицы преобразования.

Матрицы преобразования, действуют на точки объекта при его перемещении и повороте. Трансляция При трансляции объекта на величины а,b и с в направлениях x, y и z соответственно по отношению в начальному положению, в котором модельная система координат совпадала с мировой, мировые координаты точек объекта в новом положении (Xw, Yw Zw) вычисляются следующим образом:

X w= Xm+a; Yw=Ym+b; Zw=Zm + с/ В этой формуле числа Хт, Ym, Zm являются также модельными координатами точки. Формула может быть записана в матричной форме:

В ращение Пусть объект поворачивается на угол G вокруг оси х мировой системы координат вместе со своей модельной си­стемой, которая, как и в предыдущем слу­чае, изначально совпадает с мировой. Мировые координаты точки объекта в но­вом положении (Xw, Yw Zw) могут быть получены из исходных мировых координат этой точки (Хm, Ym, Zm), совпадающих с ее текущими координатами в модельной системе. Соотношение между (Xw, Yw Zw) и (Хm, Ym, Zm) становится очевидным после проецирова­ния на плоскость yz. Получаем равенства: Xw= Хm; Yw = Lcos(θ + a) =L(cosθcosa-sinθsina) =Lcosacosθ-Lsinasinθ = Ymcosθ-Zmsinθ; Zw = Lsin(θ + a) =L(sinθcosa-cosθsina) =Lcosasinθ-Lsinacosθ = Ymsinθ-Zmcosθ;. Равенства могут быть запи­саны в матричной форме. Отображение состоит в вычислении координат точки в некоторой системе координат по известным координатам той же точки в другой системе координат. Рассмотрим две системы координат. Предположим, что координаты (X2,Y2,Z2) точки Р в системе координат х2 у2 z2 должны быть вычислены по координатам (X1,Y1,Z1 )той же точки в системеx1 y1 z1 Далее, предположим, что вычисление производится применением матрицы преобразования Т_1-2 к известным координатам: [Х2 Y2 Z2 ]^T = Т_1-2 [X1 Y1 Z1]^T Записав матрицу Т_1-2 в явном виде, мы получим следующее выражение: