Dom » Izračuni » Sistemi za kompjutersko projektovanje (CAD) RES. Moskovski državni univerzitet štamparske umetnosti Komponente procesa dizajna

Sistemi za kompjutersko projektovanje (CAD) RES. Moskovski državni univerzitet štamparske umetnosti Komponente procesa dizajna

Automatizovano projektovanje se naziva, a sprovodi ga osoba u interakciji sa računarom. Stepen automatizacije može biti različit, a procjenjuje se udjelom projektantskih radova izvedenih na računaru bez ljudske intervencije. Ako je = 0, dizajn se naziva neautomatiziranim, ako je = 1 - automatskim.

Sistem kompjuterski potpomognutog projektovanja je organizacioni i tehnički sistem koji se sastoji od skupa alata za automatizaciju dizajna koji su u interakciji sa odeljenjima. projektantska organizacija i izvođenje kompjuterski potpomognutog dizajna.

Razvoj složenih alata za automatizaciju dizajna elektronski sistemi slijedi sljedeće ciljeve:

smanjenje rokova i troškova razvoja i implementacije proizvoda;

smanjenje broja grešaka u dizajnu;

osiguravanje mogućnosti promjene dizajnerskih rješenja i smanjenje vremena za provjeru i testiranje proizvoda.

Zadaci koji se rješavaju u različitim fazama projektovanja mogu se široko podijeliti u tri grupe: sinteza i analiza. Zadatak analize je proučavanje ponašanja i svojstava sistema za date karakteristike spoljašnjeg okruženja, njegovih komponenti i strukture sistema (ili njegovog modela). Prema opštoj teoriji sistema, sinteza je proces generisanja funkcija i struktura koje su neophodne i dovoljne za dobijanje određenih rezultata. Identifikovanjem funkcija koje sistem implementira, oni određuju neki sistem za koji se zna samo šta će raditi.

U tom smislu, faza sinteze funkcija naziva se apstraktna sinteza. Postoje i faze strukturne i parametarske sinteze. U strukturnoj sintezi određuje se struktura objekta - skup njegovih sastavnih elemenata i načina njihovog međusobnog povezivanja (kao dijela objekta i sa spoljašnje okruženje). Parametrijska sinteza se sastoji u određivanju numeričkih vrijednosti parametara elemenata za datu strukturu i uvjete izvedbe (tj. potrebno je pronaći tačku ili područje u prostoru unutrašnjih parametara u kojem su ispunjeni određeni uvjeti).

Razvoj CAD-a je veliki naučni i tehnički problem. Uprkos velikim troškovima rada (50-200 kvalifikovanih stručnjaka), stvaranje integrisanog ARPA u različitim oblastima tehnologije je neophodnost uzrokovana rastućom složenošću objekata dizajna. S obzirom na gore navedeno, moguće je formulirati glavne zahtjeve koje CAD mora zadovoljiti:

1. Imati univerzalnu strukturu koja implementira principe dekompozicije i hijerarhije (blok-hijerarhijski pristup). Štaviše, sistemi projektovanja različitih nivoa hijerarhije moraju biti informaciono koordinirani. Informaciona konzistentnost znači da za sekvencijalne procedure dizajna, izlaz jednog od njih može biti ulaz za drugi i nisu potrebne nikakve transformacije.

2. Imaju visok stepen integracije. Stepen integracije treba da bude takav da osigura implementaciju cjelokupnog puta dizajna: od ideje do realizacije projekta. Važnu ulogu u obezbeđivanju integracije alata za projektovanje imaju takozvane infrastrukture (okviri), CAD, koji obezbeđuju kako integraciju različitih alata za projektovanje i podataka, tako i izvođenje kontrolnih funkcija pomoću jednog korisničkog interfejsa.

3. Dizajn u realnom vremenu. Smanjenje vremena potrebnog za CAD interakciju sa korisnikom osigurano je dostupnošću operativnih tehničkih sredstava za interakciju programera sa sistemom, efikasnošću procedura projektovanja itd.

4. CAD struktura mora biti otvorena, tj. imaju svojstvo pogodnosti proširenja podsistema kada se poboljša.

5. Imajte kontrole za ulazne i izlazne informacije.

6. Imajte sredstva za automatsko unošenje promjena u projekat.

2. Struktura CAD hardversko-softverskog kompleksa

Sav hardver i softver koji čine osnovni CAD softver mogu se klasificirati prema njihovim funkcijama:

matematički softver (MO);

jezička podrška (LO);

softver (softver);

tehnička podrška (TO);

informaciona podrška (IS);

organizaciona podrška (OO);

ML uključuje: teoriju, metode, matematičke modele, algoritme koji se koriste u kompjuterskom projektovanju.

LO je predstavljen skupom jezika koji se koriste u kompjuterskom projektovanju. Glavni dio LO su jezici komunikacije između osobe i kompjutera.

Softver je skup mašinskih programa i prateće dokumentacije. Podijeljen je na sistemski i primijenjen. Uobičajene komponente sistemskog softvera su, na primjer, operativni sistemi, kompajleri i slično. Ovi softverski alati su dizajnirani da organizuju funkcionisanje tehničkih sredstava, tj. za planiranje i upravljanje računarskim procesom.

Aplikacijski softver kreiran je za potrebe CAD-a. Obično se predstavlja u obliku aplikacijskih softverskih paketa (APP), od kojih svaki služi određenoj fazi procesa projektovanja.

Komponente TO su skup međusobno povezanih i međusobno povezanih tehničkih sredstava (npr. računari, sredstva za prenos, unos, prikazivanje i dokumentovanje podataka) namenjenih kompjuterskom projektovanju.

IO integriše podatke potrebne za kompjuterski potpomognuto projektovanje. Mogu se predstaviti u obliku određenih dokumenata na različitim medijima, koji sadrže informacije referentne prirode o parametrima projektnog objekta, međurezultatima itd.

Glavni dio IO CAD-a je banka podataka (BND), koja je skup alata za centraliziranu akumulaciju i kolektivno korištenje podataka u CAD-u. BND se sastoji od baze podataka (DB) i sistema za upravljanje bazom podataka (DBMS). DB - sami podaci koji se nalaze u memoriji računara i strukturirani u skladu sa pravilima usvojenim u ovom BND-u. DBMS - skup softverskih alata koji osiguravaju funkcioniranje BND-a. Uz pomoć DBMS-a podaci se snimaju u BND, biraju se na zahtjev korisnika i aplikativnih programa itd.

Proces kompjuterski potpomognutog dizajna je sekvencijalna interakcija velikog broja softverskih modula. Interakcija modula se manifestuje uglavnom u kontrolnim vezama (uređeni prelazi sa izvršavanja jednog programskog modula na izvršenje drugog) i informacijama (upotreba istih podataka u različitim modulima) (videti slike 1 i 2).

Prilikom projektovanja složenih sistema značajan je upravo problem informacione koordinacije različitih programskih modula. Postoje tri glavna načina za implementaciju informativnih veza:

kroz prosleđivanje parametara iz pozivajućeg programa u pozvani program;

preko opšta područja(zone razmjene) interakcionih modula;

preko banke podataka.

Implementacija informacijskih veza putem prijenosa parametara znači da se prenose ili parametri ili njihove adrese. Koristi se sa relativno malom količinom prenesenih podataka i njihovom jednostavnom strukturom.

Implementacijom informacionih veza kroz zonu razmjene svaki modul mora slati podatke u zonu razmjene, prezentujući ih u obliku koji je prihvatljiv sa stanovišta zahtjeva bilo kojeg od ostalih modula. Budući da se zahtjevi za strukturom podataka svakog modula – potrošača podataka mogu pokazati različitim, način komunikacije kroz zone razmjene je relativno lak za implementaciju samo uz mali i stabilan broj informacionih veza. Primjenjuje se na softverske module unutar određenog PPP.

Ako isti moduli mogu biti uključeni u različite procedure dizajna, komunicirati sa mnogim modulima, onda je preporučljivo objediniti sredstva razmjene informacija. Takvo ujedinjenje se provodi uz pomoć BND koncepta. Glavna karakteristika informacija pohranjenih u BND-u je njihovo strukturiranje. Glavne prednosti razmjena informacija BND su kako slijedi:

Uklonjena su ograničenja u pogledu broja servisiranih postupaka projektovanja;

Moguće je razvijati i modificirati softverski sistem;

Moguće je modificirati modernizaciju tehničkih sredstava za pohranu podataka bez promjene RFP-a;

Integritet podataka je osiguran.

Međutim, implementacija informacionih veza kroz bazu podataka ima svoje nedostatke, uglavnom vezane za značajno vrijeme utrošeno na traženje podataka u bazi podataka.

Rice. 1. Grafikon koji odražava kontrolne veze.

Rice. 2. Grafikon koji odražava veze prema informacijama.

Rice. 3. Implementacija informacionih veza preko DBMS-a.

3 . Sastav CAD elektronskih sistema

Savremeni CAD je složen softverski i hardverski sistem, koji se u naučnoj i tehničkoj literaturi naziva "radna stanica" (PC).

Rice. 3. Struktura radne stanice za projektovanje elektronskih sistema.

Rice. 4. Struktura CAD softvera.

4 . Hijerarhijski nivoi predstavljanja elektronskih uređaja

Glavna metoda projektovanja pomoću CAD-a je blok-hijerarhijska metoda ili metoda dekompozicije složenog objekta na podsisteme (blokove, čvorove, komponente). U ovom slučaju, opis složenog sistema se deli na hijerarhijske nivoe (nivoe apstrakcije) prema stepenu detalja u reflektovanju svojstava sistema. Svaki nivo prezentacije projekta ima svoj koncept sistema, podsistema, elementa sistema, zakon funkcionisanja elemenata sistema kao celine i spoljašnje uticaje.

Upravo ovi koncepti definiraju jedan ili drugi nivo hijerarhije predstavljanja uređaja. Podsistem je dio sistema, koji je kombinacija nekih njegovih elemenata, identifikovanih prema određenoj funkcionalnoj osobini, a po svojoj svrsi funkcionisanja podređen je jedinstvenom cilju funkcionisanja čitavog sistema. Pod elementom sistema podrazumijeva se njegov dio koji obavlja određenu funkciju (funkcije) i ne podliježe dekompoziciji na datom nivou razmatranja. Nedjeljivost elementa je pojam, ali nije fizička svojina ovaj element. Koristeći koncept elementa, dizajner zadržava pravo prelaska na drugi nivo na osnovu dela ili kombinovanjem više elemenata u jedan.

Na višem hijerarhijskom nivou, čitav kompleksni objekat se smatra skupom podsistema u interakciji. Na sledećem hijerarhijskom nivou, podsistemi se posmatraju odvojeno kao sistemi koji se sastoje od nekih sastavnih delova (elemenata) i imaju detaljniji opis. Ovaj hijerarhijski nivo je nivo podsistema. Broj hijerarhijskih nivoa je uvijek ograničen. Nivoe karakteriše činjenica da je skup tipova elemenata od kojih se može sastaviti projektantski podsistem ograničen. Takav skup se naziva baza nivoa.

Metoda dekompozicije stvara ozbiljne probleme pri kreiranju CAD-a:

utvrđivanje nivoa hijerarhije i osnova za njih;

razvoj softvera;

preslikavanje s jedne baze na drugu, itd.

Metoda hijerarhijskog predstavljanja projektovanog objekta koju koriste programeri elektronska kola i sistema, mogu se zasnivati na dvije metode reprezentacije (opisa) elemenata: strukturnom i biheviorističkom.

Strukturna metoda omogućava opis elementa sistema kao skupa međusobno povezanih elemenata nižeg nivoa, čime se utvrđuje osnova ovog nivoa. Strukturni oblik projektne hijerarhije podrazumijeva proces dekompozicije ili cijepanja projekta tako da se na bilo kojem nivou koji je odabran za modeliranje, model sistema gradi kao skup međusobno povezanih elemenata definisanih za ovaj nivo. Ovdje se odmah postavlja pitanje: kako su ovi elementi definirani? Najčešće se formiraju pomoću elemenata sljedećeg, nižeg nivoa. Dakle, kao što je prikazano na sl. 5, projekat se može predstaviti u obliku stabla, i različitim nivoima hijerarhije apstrakcija odgovaraju njihovim nivoima ovog stabla. Na nivou lista drveta definiše se ponašanje elemenata projekta najnižeg nivoa. Metoda ponašanja omogućava opis elementa sistema u smislu ulazno/izlaznih zavisnosti korišćenjem određene procedure. Štaviše, ovaj opis je određen nekom vlastitom procedurom i nije opisan korištenjem drugih elemenata. Stoga se model ponašanja koristi za opisivanje elemenata na nivou lista stabla projekta. Budući da model ponašanja projekta može postojati na bilo kojem nivou, različiti dijelovi projekta mogu imati opise ponašanja na različitim nivoima.

Rice. 5. Projekat je predstavljen kao puno (a) i nepotpuno (b) stablo.

Na sl. 5(a) prikazuje "puno" stablo projekta, gdje je cijeli opis ponašanja formiran na istom nivou. Slika 5(b) prikazuje projekat u obliku nekompletnog stabla, gdje se opisi ponašanja odnose na različite nivoe. Ova situacija nastaje jer je često poželjno da programer izgradi i analizira odnose između komponenti sistema čak i prije nego što je dizajn završen. Dakle, nije potrebno imati specifikacije svih komponenti sistema, na primjer, na nivou logičkih kapija, da bi se projektom u cjelini moglo kontrolisati odsustvo grešaka. Takvo upravljanje se vrši pomoću višerazinskog modeliranja, odnosno modeliranja u kojem opisi ponašanja komponentnih modela pripadaju različitim nivoima hijerarhije. Važna dodatna prednost ovog pristupa je što poboljšava efikasnost modeliranja.

Sa stanovišta dizajnera hardvera, postoji šest glavnih nivoa hijerarhije, prikazanih na Sl. 6.

Rice. 6. Hijerarhijski nivoi predstavljanja elektronskih sistema.

To su sistem, mikrokolo (ili IC), registar, kapija, kolo i topološki nivoi. Slika pokazuje da hijerarhija nivoa prezentacije ima oblik skraćene piramide. Širenje piramide naniže pokazuje povećanje stepena detalja, tj. broj elemenata koji se moraju uzeti u obzir pri opisivanju uređaja koji se projektuje na ovom nivou.

U tabeli. 1 prikazane su karakteristike nivoa - naznačeni su elementi strukture i reprezentacija ponašanja za svaki nivo.

Tabela 1. Hijerarhija modela

Nivo	Strukturni primitivi	Formalni aparat za bihejvioralno predstavljanje
Sistemski	CPU, prekidači, kanali, magistrale, uređaji za skladištenje itd.	Analiza sistema, teorija igara, teorija čekanja itd.
mikrokolo	Mikroprocesori, RAM, ROM, UART itd.	Ulazno-izlazne zavisnosti, GSA
Registrirajte se	Registri, ALU, brojači, multipleksori, dekoderi	Teorija digitalnih automata, tablice istinitosti, GSA
ventil	Logičke kapije, japanke	Algebra logike, sistemi logičkih jednačina
kolo	Tranzistori, diode, otpornici, kondenzatori	Teorija električnih kola, sistemi linearnih, nelinearnih, diferencijalnih jednačina
Silicic	geometrijski objekti	br

Zapravo niži nivo, silicijum, geometrijski oblici se koriste kao osnovni primitivi, koji predstavljaju područja difuzije, polisilicijuma i metalizacije na površini silicijumskog kristala. Povezivanje ovih oblika, takoreći, imitira proces proizvodnje kristala sa stanovišta programera. Ovdje je reprezentacija samo čisto strukturalna (ne ponašanja).

Na sljedećem višem nivou, nivou kola, projektna reprezentacija se formira upotrebom međuveza tradicionalnih aktivnih i pasivnih elemenata električnog kola: otpornika, kondenzatora i bipolarnih i MOS tranzistora. Povezivanje ovih komponenti se koristi za modeliranje ponašanja električnog kola, izraženog u smislu odnosa između napona i struja.Diferencijalne jednačine se mogu koristiti za opisivanje ponašanja na ovom nivou.

Treći nivo, nivo logičkih vrata, tradicionalno igra glavnu ulogu u dizajnu digitalnih kola i sistema. Ovdje se koriste osnovni elementi, kao logička kapija I, ILI i NE i različite vrste japanki. Povezivanje ovih primitiva omogućava obradu kombinacionih i sekvencijalnih logičkih kola. Formalni aparat za opis ponašanja na ovom nivou je Bulova algebra.

Iznad nivoa kapije u hijerarhiji je nivo registra. Ovdje su osnovni elementi komponente kao što su registri, brojači, multipleksori i aritmetičko-logičke jedinice (ALU). Bihejvioralno predstavljanje dizajna na nivou registra moguće je korišćenjem tabela istinitosti, tabela stanja i jezika za prenos registra.

Iznad nivoa registra je nivo čipa (ili IC). Na nivou čipa, komponente kao što su mikroprocesori, glavni memorijski uređaji, serijski i paralelni portovi i kontroleri prekida deluju kao elementi. Iako su granice čipa također granice modela karakteristika, moguće su i druge situacije. Dakle, skup čipova koji zajedno čine jedno funkcionalni uređaj, može se predstaviti kao jedan element. Ilustrativan primjer ovdje je modeliranje bit-modularnog procesora. Moguća je i alternativna opcija - kada elementi predstavljaju odvojene dijelove jednog mikrokola, na primjer, u fazi analize projektnog zadatka i dekompozicije. Glavna karakteristika ovdje je da element predstavlja veliki blok logike, gdje je za duge i često konvergentne puteve obrade podataka potrebno predstaviti ovisnosti izlaza o ulazima. Kao iu slučaju elemenata nižih nivoa, elementi nivoa čipa nisu izgrađeni hijerarhijski od jednostavnijih primitiva, već su objekti jednog modela. Dakle, ako trebate modelirati serijski I/O port (univerzalni asinhroni primopredajnik, UART), odgovarajući model se ne gradi jednostavnijim povezivanjem funkcionalni modeli blokovi kao što su registri i brojači, gdje sam UART postaje osnovni model. Modeli ovog tipa su važni za OEM proizvođače koji kupuju čipove od drugih proizvođača, ali ne znaju njihovu unutrašnju strukturu slojeva logičkih kapija, jer je to obično tajna kompanije. Opis ponašanja modela na nivou mikročipa izgrađen je na osnovu zavisnosti od ulaza i izlaza svakog specifičnog IS-algoritma koji implementira ovaj IS. Najviši nivo je sistemski nivo. Elementi ovog nivoa su procesor, memorija i prekidač (sabirnica) itd. Opis ponašanja na ovom nivou uključuje osnovne podatke i karakteristike kao što je, na primjer, indikator brzine procesora u milionima instrukcija u sekundi (megaflops) ili propusnost putanje obrade podataka (bps). Iz tabele. 1 i gore, može se vidjeti da se strukturne ili bihevioralne karakteristike susjednih nivoa u određenoj mjeri preklapaju. Na primjer, GSA reprezentacija se može koristiti i na registru i na nivou čipa. Međutim, strukturna reprezentacija za oba nivoa je potpuno različita, zbog čega su i razdvojeni. Nivoi mikrokola i sistema su u suštini isti elementi, ali su potpuno različiti po svojim karakteristikama ponašanja. Dakle, bihevioralni modeli nivoa IS omogućavaju izračunavanje detaljnih individualnih reakcija u obliku cjelobrojnih i bitnih vrijednosti. A bihejvioralna reprezentacija nivoa sistema ima ozbiljno ograničenje – služi prvenstveno za modeliranje propusnosti sistema ili određivanje stohastičkih parametara sistema. U praksi se sistemski pogled na dizajn prvenstveno koristi za uporednu evaluaciju različitih arhitektura. Općenito, različite razine modela treba koristiti ako su zahtjevi, bilo bihevioralni ili strukturalni, različiti.

Posljednji koncept koji se odnosi na hijerarhijsko predstavljanje projekta je takozvani prozor projekta.

Ovaj termin se odnosi na grupu nivoa stabla projekta sa kojima radi svaki pojedinačni programer. Dakle, prozor projekta za razvoj VLSI pokriva nivoe silicijuma, kola, kapija, registra i mikro kola. Dizajner računara, s druge strane, obično je zainteresovan za prozor koji obuhvata nivo kapije, registra, čipa i sistema. Koncept prozora projekta je osnova za dizajn na više nivoa. Kako složenost VLSI raste, postat će nepraktično uključiti nivo kapije u prozor dizajna, budući da se stotine hiljada logičkih kapija može postaviti na jedan čip. Nivo registra, iako je sigurno manje složen od nivoa kapije, može takođe sadržati opcione detalje za one koji su zainteresovani samo za VLSI I/O signale.

Dakle, sa stanovišta programera mašine, sam VLSI će postati element projekta.

Rice. 7. Primjer implementacije nivoa prezentacije višeprocesorskog sistema.

Kontrolni rad na temu:

Faze projektovanja elektronskih sistema

Odluka o dizajnu - srednji opis projektovanog objekta, dobijen na jednom ili drugom hijerarhijskom nivou, kao rezultat postupka (odgovarajućeg nivoa).

Procedura projektovanja je sastavni deo procesa projektovanja. Primeri postupaka projektovanja su sinteza funkcionalnog dijagrama projektovanog uređaja, modeliranje, verifikacija, usmeravanje interkonekcija na štampanoj ploči, itd.

Projektiranje elektrane podijeljeno je na faze. Faza je specifičan niz postupaka projektovanja. Opšti redoslijed faza dizajna je sljedeći:

priprema tehničkih specifikacija;

input projekta;

arhitektonski dizajn;

funkcionalan i logičan dizajn;

dizajn kola;

topološki dizajn;

izrada prototipa;

određivanje karakteristika uređaja.

Izrada TOR. Utvrđuju se zahtjevi za projektovani proizvod, njegove karakteristike i formiraju se projektni zadaci.

Projektni ulaz. Svaka faza projektovanja ima svoja sredstva za unos, štaviše, mnogi sistemi alata pružaju više od jednog načina da se opiše projekat.

Grafički i tekstualni uređivači visokog nivoa za opis projekta savremenih sistema dizajna su efikasni. Ovi uređivači omogućavaju dizajneru da nacrta blok dijagram velikog sistema, dodijeli modele pojedinačnim blokovima i poveže potonje preko magistrala i signalnih putanja. Urednici, po pravilu, automatski povezuju tekstualne opise blokova i veza sa odgovarajućim grafičkim slikama, čime se obezbjeđuje složeno modeliranje sistema. To omogućava sistemskim inženjerima da ne mijenjaju svoj uobičajeni stil rada: oni i dalje mogu razmišljati, skicirajući blok dijagram svog projekta kao na komadu papira, dok će se u isto vrijeme unositi i akumulirati tačne informacije o sistemu.

Logičke jednačine ili dijagrami kola se često vrlo dobro koriste za opisivanje logike osnovnog interfejsa.

Tablice istine su korisne za opisivanje dekodera ili drugih jednostavnih logičkih blokova.

Jezici opisa hardvera koji sadrže konstrukcije tipa državnog stroja obično su mnogo efikasniji za predstavljanje složenijih logičkih funkcionalnih blokova, kao što su kontrolni blokovi.

Arhitektonsko projektovanje. Predstavlja dizajn ED do nivoa prenosa signala od CPU-a i memorije, memorije i KDPP-a. U ovoj fazi utvrđuje se sastav uređaja u cjelini, određuju se njegove glavne hardverske i softverske komponente.

One. projektovanje čitavog sistema sa njegovom predstavom na visokom nivou radi provere ispravnosti arhitektonskih odluka radi se po pravilu u onim slučajevima kada je u principu razvijen novi sistem i potrebno je pažljivo razraditi sva arhitektonska pitanja.

U mnogim slučajevima, kompletno projektovanje sistema zahteva uključivanje neelektričnih komponenti i efekata u strukturu kako bi se testirali u jednom simulacionom paketu.

Kao elementi ovog nivoa koriste se: procesor, memorija, kontroleri, magistrale. Prilikom izgradnje modela i modeliranja sistema koriste se metode teorije grafova, teorije skupova, teorije Markovljevih procesa, teorije redova čekanja, kao i logičko-matematičkih sredstava za opisivanje funkcionisanja sistema.

U praksi se planira izgradnja parametrizovane arhitekture sistema i odabir optimalnih parametara za njegovu konfiguraciju. Stoga se odgovarajući modeli moraju parametizirati. Konfiguracijski parametri arhitektonskog modela određuju koje će funkcije biti implementirane u hardveru, a koje u softveru. Neke od opcija konfiguracije za hardver su:

broj, dubina bita i propusni opseg sistemskih magistrala;

vrijeme pristupa memoriji;

veličina keš memorije;

broj procesora, portova, blokova registara;

· kapacitet bafera za prenos podataka.

A opcije konfiguracije softvera uključuju, na primjer:

opcije planera

određivanje prioriteta zadataka;

interval "odvoza smeća";

maksimalno dozvoljeni CPU interval za program;

parametri podsistema za upravljanje memorijom (veličina stranice, veličina segmenta, kao i distribucija datoteka po sektorima diska;

Konfiguracijski parametri komunikacijskog medija:

vrijednost intervala vremenskog ograničenja;

veličina fragmenta;

parametri protokola za otkrivanje i ispravljanje grešaka.

Rice. 1 - Redoslijed postupaka projektovanja u fazi arhitektonskog projektovanja

U interaktivnom dizajnu na nivou sistema, funkcionalne specifikacije na nivou sistema se prvo uvode u obliku dijagrama toka podataka, a tipovi komponenti se biraju za implementaciju različitih funkcija (slika 1). Ovdje je glavni zadatak razviti arhitekturu sistema koja će zadovoljiti specificirane zahtjeve u pogledu funkcionalnosti, brzine i troškova. Greške na arhitektonskom nivou su mnogo skuplje od odluka koje se donose tokom fizičke implementacije.

Arhitektonski modeli su važni i odražavaju logiku ponašanja sistema i njegove vremenske karakteristike, što omogućava identifikaciju funkcionalnih problema. Imaju četiri važne karakteristike:

oni precizno predstavljaju funkcionalnost hardverskih i softverskih komponenti koristeći apstrakcije podataka visokog nivoa u obliku tokova podataka;

arhitektonski modeli apstraktno predstavljaju tehnologiju implementacije u obliku vremenskih parametara. Specifična tehnologija implementacije određena je specifičnim vrijednostima ovih parametara;

arhitektonski modeli sadrže dijagrame koji omogućavaju mnogim funkcionalnim blokovima da dijele (dijele) komponente;

Ovi modeli bi trebali omogućiti parametrizaciju, kucanje i ponovnu upotrebu;

Modeliranje na nivou sistema omogućava programeru da proceni alternativne opcije dizajna sistema u smislu njihove funkcionalnosti, performansi i cene.

Sistem alata za dizajn odozgo prema dolje (ASIC Navigator, Compass Design Automation) za ASIC-ove i sisteme.

Pokušaj oslobađanja inženjera od projektovanja na nivou kapije.

Logički asistent (logički asistent);

asistent dizajna;

ASIC Synthesizez (ASIC sintisajzer);

test asistent;

To je jedinstveno okruženje za dizajn i analizu. Omogućava vam da kreirate ASIC specifikaciju unosom grafičkih i tekstualnih opisa vaših projekata. Korisnici mogu opisati svoje projekte koristeći većinu metoda unosa visokog nivoa, uključujući dijagrame toka, Bulove formule, dijagrame stanja, VHDL i Verilog izjave i još mnogo toga. Sistemski softver će podržati ove metode unosa kao osnovu cjelokupnog naknadnog procesa dizajna ASIC sistema.

Ukupna arhitektura dizajniranog ASIC-a može se predstaviti kao međusobno povezani funkcionalni blokovi bez uzimanja u obzir njihove fizičke podjele. Ovi blokovi se zatim mogu opisati na način koji najbolje odgovara karakteristikama svake funkcije. Na primjer, korisnik može opisati kontrolnu logiku dijagramima stanja, aritmetičke funkcionalne blokove dijagramima toka podataka i algoritamske funkcije sa VHDL-om. Konačni opis može biti kombinacija tekstualnog i grafičkog materijala i služi kao osnova za analizu i implementaciju ASIC-a.

Podsistem Logic Assistant konvertuje primljenu specifikaciju u kod ponašanja VHDL jezika. Ovaj kod se može obraditi korištenjem VHDL sistema modeliranja treće strane. Modifikacija specifikacije na nivou ponašanja omogućava unošenje promjena i otklanjanje grešaka u početnim fazama dizajna.

Design Assistant

Kada je specifikacija verifikovana, može se prikazati na ASIC instrumentu. U početku, međutim, korisnik mora odlučiti kako najbolje implementirati takav projekat visokog nivoa. Opis dizajna može se mapirati na jedan ili više nizova vrata ili IC-a na osnovu standardnih elemenata.

Dising Assistant pomaže korisnicima da procijene različite opcije kako bi postigli najbolju moguću implementaciju. D.A. određuje procijenjenu veličinu matrice, moguće metode pakiranja, potrošnju energije i procijenjeni broj logičkih vrata za svaku opciju dekompozicije i za svaki tip ASIC-a na zahtjev korisnika.

Korisnik tada može interaktivno izvršiti analizu šta-ako, istražiti alternativna tehnička rješenja s različitim dekompozicijama dizajna, ili organizirati i pomjeriti standardne elemente za slučaj nizova vrata. Tako korisnik može pronaći optimalan pristup koji zadovoljava zahtjeve specifikacije.

ASIC sintisajzer

Jednom kada je određena opcija dizajna odabrana, njen opis ponašanja mora se pretvoriti u prikaz razine logičke kapije. Ovaj postupak je vrlo radno intenzivan.

Na nivou kapije kao strukturni elementi se mogu izabrati: logička kapija, okidači, a kao sredstva opisa - tabele istinitosti, logičke jednačine. Kada se koristi nivo registra, strukturni elementi će biti: registri, sabirači, brojači, multiplekseri i alati za opis – tabele istinitosti, mikrooperacioni jezici, prelazne tabele.

Takozvani logički simulacijski modeli ili jednostavno simulacijski modeli (IM) postali su široko rasprostranjeni na funkcionalno-logičkom nivou. MI odražavaju samo eksternu logiku i vremenske karakteristike funkcionisanja projektovanog uređaja. Po pravilu, u IM, interne operacije i interna struktura ne bi trebalo da budu slične onima koje postoje u stvarnom uređaju. Ali simulirane operacije i vremenske karakteristike funkcionisanja, u formi kako se eksterno posmatraju, u IM treba da budu adekvatne onima koje postoje u stvarnom uređaju.

Modeli ove faze se koriste za provjeru ispravnosti implementacije navedenih algoritama za funkcioniranje funkcionalnog ili logičkog kola, kao i vremenski dijagrami uređaja bez specifične hardverske implementacije i uzimajući u obzir karakteristike baze elemenata. .

Ovo se radi metodama logičkog modeliranja. Pod logičkim modeliranjem podrazumijeva se kompjuterska simulacija rada funkcionalnog kola u smislu kretanja informacija predstavljenih u obliku logičkih vrijednosti "0" i "1" od ulaza kola do njegovog izlaza. Provjera funkcionisanja logičkog kola uključuje i provjeru logičkih funkcija implementiranih od strane kola i provjeru vremena (prisustvo kritičnih puteva, rizika od kvara i sukoba signala). Glavni zadaci koji se rješavaju uz pomoć modela ovog nivoa su verifikacija funkcionalnih i strujnih dijagrama, analiza dijagnostičkih testova.

Projektovanje kola je proces razvoja dijagrama kola, specifikacija u skladu sa zahtjevima projektnog zadatka. Projektovani uređaji mogu biti: analogni (generatori, pojačala, filteri, modulatori itd.), digitalni (razna logička kola), mješoviti (analogno-digitalni).

U fazi projektovanja kola, elektronski uređaji su predstavljeni na nivou kola. Elementi ovog nivoa su aktivne i pasivne komponente: otpornik, kondenzator, induktor, tranzistori, diode itd. Tipični fragment kola (gejt, okidač, itd.) se takođe može koristiti kao element nivoa kola. Elektronsko kolo dizajniranog proizvoda je kombinacija idealnih komponenti koja precizno odražava strukturu i elementarni sastav dizajniranog proizvoda. Pretpostavlja se da idealne komponente kola omogućavaju matematički opis sa datim parametrima i karakteristikama. Matematički model komponente elektronskog kola je ODE u odnosu na varijable: struju i napon. Matematički model uređaja predstavljen je skupom algebarskih ili diferencijalnih jednadžbi koje izražavaju odnos između struja i napona u različitim komponentama kola. Matematički modeli tipičnih fragmenata kola nazivaju se makromodeli.

Faza projektovanja kola uključuje sledeće procedure projektovanja:

Strukturna sinteza - konstrukcija ekvivalentnog kola projektovanog uređaja

proračun statičkih karakteristika uključuje određivanje struja i napona u bilo kojem čvoru kola; analiza strujno-naponskih karakteristika i proučavanje uticaja parametara komponenti na njih.

Proračun dinamičkih karakteristika sastoji se u određivanju izlaznih parametara kola u zavisnosti od promene unutrašnjih i eksternih parametara (jednovarijantna analiza), kao i u proceni osetljivosti i stepena širenja u odnosu na nominalne vrednosti izlazni parametri, u zavisnosti od ulaznih i eksternih parametara elektronskog kola (multivarijantna analiza).

· parametarska optimizacija, koja određuje takve vrijednosti unutrašnjih parametara elektronskog kola, koji optimiziraju izlazne parametre.

Pravi se razlika između dizajna odozgo prema dolje (top-down) i odozdo prema gore (bottom-up). U dizajnu odozgo prema dolje, prvi se izvode koraci koji koriste više razine predstavljanja uređaja nego koraci koji koriste niže hijerarhijske razine. U dizajnu odozdo prema gore, redoslijed je obrnut.

Kada se pogleda stablo dizajna, mogu se prepoznati dva koncepta dizajna: dizajn odozdo prema gore (odozdo prema gore) i dizajn odozgo prema dolje (od vrha prema dolje). Ovdje se riječ "gore" odnosi na korijen drveta, a riječ "dolje" odnosi se na lišće. Sa top-down dizajnom, posao može početi već kada programer već zna samo funkcije root-a - i on (ili ona) prije svega podijeli root u skup primitiva osnovnog nivoa.

Nakon toga, programer nastavlja raditi s osnovnim nivoom i dijeli primitive ovog nivoa. Ovaj proces se nastavlja sve dok ne dođe do lisnih čvorova projekta. Da bi se okarakterizirao dizajn odozgo prema dolje, važno je napomenuti da je podjela na svakom nivou optimizirana prema jednom ili drugom objektivnom kriteriju. Ovdje podjela nije vezana okvirom „onoga što već postoji“.

Termin "dizajn odozdo prema gore" nije sasvim ispravan u smislu da proces projektovanja još uvijek počinje definicijom korijena stabla, ali se u ovom slučaju podjela vrši uzimajući u obzir koje su komponente već dostupne i mogu se koristiti kao primitivi; drugim riječima, programer, prilikom cijepanja, mora poći od toga koji će sastavni dijelovi biti predstavljeni u lisnim čvorovima. Ovi "donji" dijelovi će se prvo dizajnirati. Dizajn odozgo prema dolje izgleda kao najprikladniji pristup, ali njegova slabost je to što rezultirajuće komponente nisu „standardne“, što povećava cijenu projekta. Stoga se čini da je kombinacija metoda dizajna odozdo prema gore i odozgo prema dolje najracionalnija.

Predviđa se da će velika većina inženjera elektronskog i kompjuterskog dizajna koristiti metodologiju odozgo prema dolje. Oni će, zapravo, postati sistemski inženjeri, sa značajnim dijelom svog vremena koji će potrošiti na bihevioralni dizajn proizvoda.

Trenutno se projektovanje elektronskih sistema odvija po metodologiji odozdo prema gore, pri čemu je prva faza procesa projektovanja obično unos opisa kola na strukturnom nivou (očigledno, na nivou IC-a i diskretnih komponenti) . Nakon utvrđivanja strukture, uvodi se opis ponašanja ovog sistema na jednom ili drugom jeziku za opisivanje ove opreme i vrši se modulacija. U ovom slučaju, elektronski dio projekta se izvodi ručno, odnosno bez upotrebe alata za dizajn.

Komplikovanost projektovanih sistema dovodi do toga da programeri praktično gube sposobnost intuitivnog analiziranja projekta, odnosno procene kvaliteta i karakteristika specifikacije dizajna sistema. A modeliranje na nivou sistema korišćenjem arhitektonskih modela (kao prvi korak u procesu projektovanja odozgo prema dole) predstavlja takvu priliku.

U slučaju dizajna odozgo prema dolje, dvije gore opisane faze dizajna odozdo prema gore izvode se obrnutim redoslijedom. Dizajn odozgo prema dolje fokusira se na bihevioralno predstavljanje sistema koji se razvija, a ne na njegovu fizičku ili strukturnu reprezentaciju. Naravno, krajnji rezultat top-down dizajna je također strukturalni ili šematski prikaz dizajna.

Poenta je da dizajn odozgo prema dolje zahtijeva arhitektonske modele sistema, dok dizajn odozdo prema gore zahtijeva strukturne modele.

Prednosti (za sve CAD sisteme):

1) Metodologija projektovanja odozgo prema dole je preduslov za paralelno projektovanje: koordiniran razvoj hardverskih i softverskih podsistema.

2) Uvođenje metode odozgo prema dolje olakšano je sredstvima logičke sinteze. Ovi alati omogućavaju transformaciju logičkih formula u fizički ostvarive opise nivoa logičkih kapija.

na taj način:

pojednostavljena fizička implementacija

Efikasno korištenje vremena za dizajn

tehnološki predlošci se efikasno koriste

Međutim, za složene projekte, čija se skala izražava u nekoliko stotina hiljada logičkih kapija, poželjno je imati mogućnost globalne optimizacije kroz modeliranje i analizu na nivou sistema.

3) Metodologija projektovanja odozgo prema dolje zasniva se na činjenici da se specifikacija projekta automatski kreira prema početnim funkcionalnim zahtjevima. Funkcionalni zahtjevi su početna komponenta u dizajnu složenih sistema. Zbog toga, ovaj pristup smanjuje vjerovatnoću neoperativnog sistema. U mnogim slučajevima, kvar projektiranog sistema je uzrokovan neusklađenošću između funkcionalnih zahtjeva i specifikacija dizajna.

4) Još jedna potencijalna prednost dizajna odozgo prema dolje je to što omogućava razvoj efikasnih testova za verifikaciju i validaciju dizajna, kao i test vektora za kontrolu proizvedenih proizvoda.

5) Rezultati modeliranja na nivou sistema mogu poslužiti kao osnova za kvantitativnu procjenu projekta već u početnim fazama projektovanja. U kasnijoj fazi, modeliranje na nivou logičkih vrata je potrebno za verifikaciju i validaciju dizajna. Homogeno okruženje dizajna će vam omogućiti da uporedite rezultate simulacije dobijene u prvoj i narednim fazama projektovanja.

Slični sažetci:

Početni podaci, opšta struktura i glavne faze projektovanja sistema vizije. Razmatranje funkcija i njegova implementacija na bazi jednočipnog mikroprocesora KR1810. Razvoj hardvera i proračun vremena rada programa.

Karakteristike paketa CAD aplikacija. Proučavanje karakteristika SCADA-sistema, koji mogu značajno ubrzati proces kreiranja vrhunskog softvera. Analiza okruženja alata za razvoj aplikacija za prikupljanje podataka i kontrolu Genie.

Proučavanje tehničkih karakteristika i sastava elementarne baze savremenog računara. Razvoj distributera satova. Sinteza opcija implementacije čvorova na razini funkcionalnih kola primjenom formalnih i heurističkih tehnika dizajna.

Analiza opcija za implementaciju kombinacionog kola za različite tipove programabilnih logičkih integrisanih kola (FPGA). Karakteristike softverskih paketa Decomposer i WebPACK ISE. Opis sabirača na VHDL jeziku, njegova sinteza pomoću paketa Decomposer.

Tipični dijagram procesa kompjuterski potpomognutog projektovanja OIE. Klasifikacija projektnih zadataka rješavanih u procesu projektovanja OIE. CAD struktura, matematički softver, lingvistički softver. Dijaloški jezici, njihove vrste i vrste.

Dizajn modernog elektronskim sredstvima i karakteristika postojeće metode njihovu konstrukciju. Državni standardi registracija projektne dokumentacije, njihovo evidentiranje i skladištenje u birou tehničke dokumentacije. Vrste nosača informacija.

Metode i faze projektovanja radioelektronske opreme. Uloga programskog jezika u automatizovani sistemi ah dizajn mašine. kratak opis računari koji se koriste u rešavanju problema automatizacije projektovanja REA.

Dizajniranje uređaja koji obavlja funkciju osmobitnog sinkronog registra obrnutog pomaka i sinkronog reverznog skaliranja. Dizajn i proračun uređaja za okidanje. Sinteza strukture projektovanog uređaja.

Proučavanje osnovnih principa izgradnje baza podataka – imenovanog skupa podataka koji odražava stanje objekata i njihovih odnosa u predmetnoj oblasti koja se razmatra. Sistem upravljanja bazom podataka. Koncepti njihove izgradnje i faze projektovanja.

Softverski alati za projektovanje radiotehničkih uređaja. Glavne tehničke mogućnosti programa Microsoft Word. Uporedne karakteristike programa za matematičke proračune. Programi za modeliranje procesa u radioelektronskim kolima.

Principi projektovanja kompleksa tehničkih sredstava automatizovanih sistema upravljanja. Zahtjevi za specijalizovanim uređajima i troškovi njihove implementacije. Uređaji za kodiranje grafičkih informacija. Grafički ploteri i semafori.

Suština tehnike dizajna kola japanki, faze apstraktne i strukturne sinteze. Tablica karakteristika RS flip-flop pobudnih funkcija, dizajn PCB. P-CAD sistem i uslovno grafičko označavanje elemenata.

Razvoj kompjuterskih komunikacija. Zahtjevi za ekonomske informacije. Osobine informacionih procesa u preduzećima. Problemi implementacije informacione tehnologije u humanitarnoj oblasti. Metodologija informacionog istraživanja od strane preduzeća.

Algoritamske metode se široko koriste za mjerenje i izračunavanje parametara matematičkih modela radio komponenti u kompjuterskom projektovanju elektronskih kola. Za njihovo projektovanje koriste se elektronski računari.

Optimizacija upravljanja u različitim sferama ljudske djelatnosti. Klasifikacija automatizovanih sistema za upravljanje informacijama. Metode projektovanja i faze razvoja. Strukturna shema, memorijski kapacitet, izlaz i oprema za prikaz.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Test na ovu temu:

Faze projektovanja elektronskih sistema

Odluka o dizajnu - srednji opis projektovanog objekta, dobijen na jednom ili drugom hijerarhijskom nivou, kao rezultat postupka (odgovarajućeg nivoa).

Procedura projektovanja je sastavni deo procesa projektovanja. Primjeri postupaka projektovanja su sinteza funkcionalnog dijagrama projektovanog uređaja, modeliranje, verifikacija, usmjeravanje interkonekcija na štampana ploča itd.

Projektiranje elektrane podijeljeno je na faze. Faza je specifičan niz postupaka projektovanja. Opšti redoslijed faza dizajna je sljedeći:

izrada TK;

input projekta;

arhitektonski dizajn;

funkcionalno-logički dizajn;

dizajn kola;

topološki dizajn;

izrada prototipa;

određivanje karakteristika uređaja.

Izrada TOR. Utvrđuju se zahtjevi za projektovani proizvod, njegove karakteristike i formiraju se projektni zadaci.

Projektni ulaz. Svaka faza projektovanja ima svoja sredstva za unos, štaviše, mnogi sistemi alata pružaju više od jednog načina da se opiše projekat.

Grafički i tekstualni uređivači opisa projekta visokog nivoa su efikasni. savremeni sistemi dizajn. Ovi uređivači omogućavaju dizajneru da nacrta blok dijagram velikog sistema, dodijeli modele pojedinačnim blokovima i poveže potonje preko magistrala i signalnih putanja. Urednici, po pravilu, automatski povezuju tekstualne opise blokova i veza sa odgovarajućim grafičkim slikama, čime se obezbjeđuje složeno modeliranje sistema. To omogućava sistemskim inženjerima da ne mijenjaju svoj uobičajeni stil rada: oni i dalje mogu razmišljati, skicirajući blok dijagram svog projekta kao na komadu papira, dok će se u isto vrijeme unositi i akumulirati tačne informacije o sistemu.

Logičke jednačine ili dijagrami kola se često vrlo dobro koriste za opisivanje logike osnovnog interfejsa.

Tablice istine su korisne za opisivanje dekodera ili drugih jednostavnih logičkih blokova.

Jezici opisa hardvera koji sadrže konstrukcije tipa državnog stroja obično su mnogo efikasniji za predstavljanje složenijih logičkih funkcionalnih blokova, kao što su kontrolni blokovi.

One. projektovanje čitavog sistema sa njegovom predstavom na visokom nivou radi provere ispravnosti arhitektonskih odluka obično se radi u slučajevima kada se razvija fundamentalno novi sistem i sva arhitektonska pitanja treba pažljivo razraditi.

U mnogim slučajevima, kompletno projektovanje sistema zahteva uključivanje neelektričnih komponenti i efekata u strukturu kako bi se testirali u jednom simulacionom paketu.

broj, cifra i propusnost sistem guma;

vrijeme pristupa memoriji;

veličina keša;

broj procesora, portova, blokova registara;

kapacitet bafera za prenos podataka.

A opcije konfiguracije softvera uključuju, na primjer:

opcije planera;

prioritet zadataka;

interval "odvoza smeća";

maksimalno dozvoljeni CPU interval za program;

parametri podsistema za upravljanje memorijom (veličina stranice, veličina segmenta, kao i distribucija datoteka po sektorima diska;

Konfiguracijski parametri komunikacijskog medija:

vrijednost intervala vremenskog ograničenja;

veličina fragmenta;

parametri protokola za otkrivanje i ispravljanje grešaka.

Rice. 1 - Redoslijed postupaka projektovanja u fazi arhitektonskog projektovanja

Arhitektonski modeli su važni i odražavaju logiku ponašanja sistema i njegove vremenske karakteristike, što omogućava identifikaciju funkcionalnih problema. Imaju četiri važne karakteristike:

oni precizno predstavljaju funkcionalnost hardverskih i softverskih komponenti koristeći apstrakcije podataka visokog nivoa u obliku tokova podataka;

arhitektonski modeli apstraktno predstavljaju tehnologiju implementacije u obliku vremenskih parametara. specifična tehnologija implementacije specificiraju specifične vrijednosti za ove parametre;

arhitektonski modeli sadrže dijagrame koji omogućavaju mnogim funkcionalnim blokovima da dijele (dijele) komponente;

ovi modeli moraju biti parametrizovani, tipični i višekratni;

Modeliranje na nivou sistema omogućava programeru da proceni alternativne opcije dizajna za sistem u smislu kako se one uklapaju. funkcionalnost, pokazatelji učinka i troškova.

Sistem alata za dizajn odozgo prema dolje (ASIC Navigator, Compass Design Automation) za ASIC-ove i sisteme.

Pokušaj oslobađanja inženjera od projektovanja na nivou kapije.

Logički asistent (logički asistent);

asistent dizajna;

ASIC Synthesizez (ASIC sintisajzer);

Podsistem Logic Assistant konvertuje primljenu specifikaciju u kod ponašanja VHDL jezika. Ovaj kod se može obraditi korištenjem VHDL sistema modeliranja treće strane. Modifikovanje specifikacije na nivou ponašanja, omogućava da se promene i otklone greške ranim fazama dizajn.

Design Assistant

Dising Assistant pomaže korisnicima da procijene različite opcije kako bi postigli najbolju moguću implementaciju. D.A. određuje procijenjenu veličinu kristala na zahtjev korisnika, mogući načini paketi, potrošnja energije i procijenjeni broj logičkih kapija za svaku opciju dekompozicije i za svaki tip ASIC-a.

ASIC sintisajzer

Jednom kada je određena opcija dizajna odabrana, njen opis ponašanja mora se pretvoriti u prikaz razine logičke kapije. Ovaj postupak je vrlo radno intenzivan.

Ovo se radi metodama logičkog modeliranja. Pod logičkim modeliranjem podrazumijeva se kompjuterska simulacija rada funkcionalnog kola u smislu kretanja informacija predstavljenih u obliku logičkih vrijednosti "0" i "1" od ulaza kola do njegovog izlaza. Provjera funkcionisanja logičkog kola uključuje i provjeru logičkih funkcija implementiranih od strane kola i provjeru vremena (prisustvo kritičnih puteva, rizika od kvara i sukoba signala). Glavni zadaci koji se rješavaju uz pomoć modela ovog nivoa su provjera funkcionalnosti i dijagrami kola, analiza dijagnostičkih testova.

Faza projektovanja kola uključuje sledeće procedure projektovanja:

strukturna sinteza - konstrukcija ekvivalentnog kola projektovanog uređaja

proračun statičkih karakteristika uključuje određivanje struja i napona u bilo kojem čvoru kola; analiza strujno-naponskih karakteristika i proučavanje uticaja parametara komponenti na njih.

proračun dinamičkih karakteristika sastoji se u određivanju izlaznih parametara kola u zavisnosti od promene unutrašnjih i eksternih parametara (jednovarijantna analiza), kao i u proceni osetljivosti i stepena širenja u odnosu na nominalne vrednosti izlazni parametri, u zavisnosti od ulaznih i eksternih parametara elektronskog kola (multivarijantna analiza).

parametarska optimizacija, koja određuje takve vrijednosti unutrašnjih parametara elektronskog kola koje optimiziraju izlazne parametre.

Poenta je da dizajn odozgo prema dolje zahtijeva arhitektonske modele sistema, dok dizajn odozdo prema gore zahtijeva strukturne modele.

Prednosti (za sve CAD sisteme):

1) Metodologija projektovanja odozgo prema dole je preduslov za paralelno projektovanje: koordiniran razvoj hardverskih i softverskih podsistema.

2) Uvođenje metode odozgo prema dolje olakšano je sredstvima logičke sinteze. Ovi alati omogućavaju transformaciju logičkih formula u fizički ostvarive opise nivoa logičkih kapija.

na taj način:

pojednostavljuje fizičku implementaciju

efikasno korištenje vremena za dizajn

tehnološki predlošci se efikasno koriste

Međutim, za složene projekte, čija se skala izražava u nekoliko stotina hiljada logičkih kapija, poželjno je imati mogućnost globalne optimizacije kroz modeliranje i analizu na nivou sistema.

Slični dokumenti

Pojam, zadaci i problemi automatizacije projektovanja složenih elektronskih sistema. Struktura CAD hardversko-softverskog kompleksa. Opis nivoa mikročipa, registra, gejta i silikona predstavljanja višeprocesorskih sistema.

sažetak, dodan 11.11.2010

Modeliranje audio frekvencijskog pojačala (UMZCH) kako bi se provjerila usklađenost njegovih karakteristika tehnički zahtjevi za ovu vrstu uređaja. Proučavanje glavnih postupaka projektovanja u fazi projektovanja kola.

seminarski rad, dodan 07.07.2009

sažetak, dodan 12.10.2008

disertacija, dodana 15.12.2008

Sistem za modeliranje kola za elektronske uređaje. Matematički opis kontrolnih objekata; određivanje parametara tehnoloških objekata. Evaluacija indikatora kvaliteta ACS-a. Proračun linearnog kontinuirani sistemi, njihovu strukturnu optimizaciju.

kurs predavanja, dodato 06.05.2013

Analiza stanje tehnike dizajn primopredajnih radio uređaja. Opis sistema za podršku odlučivanju, izgledi za upotrebu takvih sistema u oblasti projektovanja. Proračun propusnog opsega visokofrekventne putanje prijemnika.

rad, dodato 30.12.2015

Osnovne metode projektovanja i razvoja elektronskih uređaja. Proračun njihovih statičkih i dinamičkih parametara. Praktična upotreba MicroCap 8 paket za simulaciju kola za modeliranje pojačala u frekvencijskom i vremenskom domenu.

seminarski rad, dodan 23.07.2013

Načini rada, vrste tehničkih sredstava sistema televizijskog video nadzora, faze i algoritam projektovanja. Opcije za odabir monitora i najpopularnijih uređaja za snimanje. Klasifikacija kamera, karakteristike unutrašnje i eksterne instalacije.

sažetak, dodan 25.01.2009

sažetak, dodan 20.02.2011

Metode i faze projektovanja radioelektronske opreme. Uloga programskog jezika u automatizovanim sistemima projektovanja mašina. Kratak opis računara koji se koriste u rešavanju problema automatizacije projektovanja REA.

Odluka o dizajnu - srednji opis projektovanog objekta, dobijen na jednom ili drugom hijerarhijskom nivou, kao rezultat postupka (odgovarajućeg nivoa).

Projektiranje elektrane podijeljeno je na faze. Faza je specifičan niz postupaka projektovanja. Opšti redoslijed faza dizajna je sljedeći:

izrada TK;

input projekta;

arhitektonski dizajn;

funkcionalno-logički dizajn;

dizajn kola;

topološki dizajn;

izrada prototipa;

određivanje karakteristika uređaja.

Izrada TOR. Utvrđuju se zahtjevi za projektovani proizvod, njegove karakteristike i formiraju se projektni zadaci.

Projektni ulaz. Svaka faza projektovanja ima svoja sredstva za unos, štaviše, mnogi sistemi alata pružaju više od jednog načina da se opiše projekat.

Logičke jednačine ili dijagrami kola se često vrlo dobro koriste za opisivanje logike osnovnog interfejsa.

Tablice istine su korisne za opisivanje dekodera ili drugih jednostavnih logičkih blokova.

Jezici opisa hardvera koji sadrže konstrukcije tipa državnog stroja obično su mnogo efikasniji za predstavljanje složenijih logičkih funkcionalnih blokova, kao što su kontrolni blokovi.

U mnogim slučajevima, kompletno projektovanje sistema zahteva uključivanje neelektričnih komponenti i efekata u strukturu kako bi se testirali u jednom simulacionom paketu.

broj, dubina bita i propusni opseg sistemskih magistrala;

vrijeme pristupa memoriji;

veličina keša;

broj procesora, portova, blokova registara;

kapacitet bafera za prenos podataka.

A opcije konfiguracije softvera uključuju, na primjer:

opcije planera;

prioritet zadataka;

interval "odvoza smeća";

maksimalno dozvoljeni CPU interval za program;

parametri podsistema za upravljanje memorijom (veličina stranice, veličina segmenta, kao i distribucija datoteka po sektorima diska;

Konfiguracijski parametri komunikacijskog medija:

vrijednost intervala vremenskog ograničenja;

veličina fragmenta;

parametri protokola za otkrivanje i ispravljanje grešaka.

Rice. jedan

Arhitektonski modeli su važni i odražavaju logiku ponašanja sistema i njegove vremenske karakteristike, što omogućava identifikaciju funkcionalnih problema. Imaju četiri važne karakteristike:

oni precizno predstavljaju funkcionalnost hardverskih i softverskih komponenti koristeći apstrakcije podataka visokog nivoa u obliku tokova podataka;

arhitektonski modeli sadrže dijagrame koji omogućavaju mnogim funkcionalnim blokovima da dijele (dijele) komponente;

ovi modeli moraju biti parametrizovani, tipični i višekratni;

Modeliranje na nivou sistema omogućava programeru da proceni alternativne opcije dizajna sistema u smislu njihove funkcionalnosti, performansi i cene.

Sistem alata za dizajn odozgo prema dolje (ASIC Navigator, Compass Design Automation) za ASIC-ove i sisteme.

Pokušaj oslobađanja inženjera od projektovanja na nivou kapije.

Logički asistent (logički asistent);

asistent dizajna;

ASIC Synthesizez (ASIC sintisajzer);

Napomena: Predavanje daje osnovne definicije, svrhu i principe kompjuterski potpomognutog projektovanja (CAD). Date su suština i shema funkcionisanja CAD-a. Prikazano je mjesto CAD RES među ostalim automatiziranim sistemima. Razmatraju se struktura i varijante CAD-a. Osnovna svrha predavanja je da pokaže suštinu procesa projektovanja OIE, osnovne principe projektovanja. Posebna pažnja je posvećena sistematski pristup na projektovanje dizajna i tehnologije proizvodnje OIE

4.1. Definicija, svrha, svrha

Po definiciji, CAD je organizacijski i tehnički sistem koji se sastoji od kombinacije skupa alata za automatizaciju dizajna i tima stručnjaka iz odjela. projektantska organizacija, izvođenje kompjuterskog projektovanja objekta, koji je rezultat aktivnosti projektantska organizacija [ , ].

Iz ove definicije proizilazi da CAD nije alat za automatizaciju, već sistem aktivnosti ljudi u projektovanju objekata. Stoga se automatizacija projektovanja kao naučna i tehnička disciplina razlikuje od uobičajene upotrebe računara u procesima projektovanja po tome što razmatra pitanja izgradnje sistema, a ne skup pojedinačnih zadataka. Ova disciplina je metodološka po tome što generalizira karakteristike koje su zajedničke različitim specifičnim aplikacijama.

Idealna šema funkcioniranja CAD-a prikazana je na sl. 4.1.

Rice. 4.1.

Ova shema je idealna u smislu potpune usklađenosti sa formulacijom prema postojećim standardima i neusklađenosti sa stvarnim sistemima u kojima se svi projektni radovi ne izvode pomoću alata za automatizaciju i ne koriste svi dizajneri ove alate.

Dizajneri, kao što definicija implicira, pripadaju CAD-u. Ova izjava je sasvim legitimna, budući da je CAD sistem automatizovanog, a ne automatskog projektovanja. To znači da dio projektantskih operacija može i uvijek će obavljati čovjek. Istovremeno, u naprednijim sistemima će udio posla koji obavlja osoba biti manji, ali će sadržaj tih radova biti kreativniji, a uloga osobe u većini slučajeva odgovornija.

Iz definicije CAD-a proizilazi da je svrha njegovog funkcionisanja dizajn. Kao što je već spomenuto, dizajn je proces obrade informacija, koji u konačnici dovodi do potpunog razumijevanja dizajniranog objekta i metoda za njegovu proizvodnju.

U praksi neautomatizovanog projektovanja, kompletan opis projektovanog objekta i metoda za njegovu izradu sadrži dizajn proizvoda i tehnička dokumentacija. Nazivi koji još nisu legalizovani za uslov kompjuterskog projektovanja finalni proizvod dizajn, koji sadrži podatke o objektu i tehnologiji njegove izrade. U praksi se i dalje naziva "projekat".

Dizajn je jedna od najsloženijih vrsta intelektualnog rada koje osoba obavlja. Štaviše, proces dizajniranja složenih objekata je izvan moći jedne osobe i provodi ga kreativni tim. Ovo zauzvrat čini proces dizajna još složenijim i teškim za formalizaciju. Za automatizaciju takvog procesa potrebno je jasno znati šta je to zapravo i kako ga provode programeri. Iskustvo pokazuje da su proučavanje procesa dizajna i njihova formalizacija davali stručnjacima s velikim poteškoćama, stoga se automatizacija dizajna provodila posvuda u fazama, dosljedno pokrivajući sve nove projektne operacije. Shodno tome, postepeno su stvarani novi sistemi i unapređivani stari sistemi. Što je sistem na više delova podeljen, teže je pravilno formulisati početne podatke za svaki deo, ali je lakše optimizovati.

Dizajn Automatizacija Objekt su rad, radnje osobe koje obavlja u procesu dizajna. A ono što dizajniraju se zove objekt dizajna.

Osoba može dizajnirati kuću, auto, tehnološki proces, industrijski proizvod. Isti objekti su dizajnirani za dizajniranje CAD-a. Istovremeno, CAD proizvodi su odvojeni (CAD I) i CAD tehnološkim procesima (CAD TP).

dakle, dizajnerski objekti nisu projektiranje objekata automatizacije. U industrijskoj praksi objekt automatizacije dizajna je ukupnost radnji dizajnera koji razvijaju proizvod ili tehnološki proces, ili oboje, te izradu rezultata razvoja u obliku projektne, tehnološke i pogonske dokumentacije.

Podjelom cjelokupnog procesa projektovanja na faze i operacije, možete ih opisati pomoću određenih matematičkih metoda i odrediti alate za njihovu automatizaciju. Tada je potrebno razmotriti odabrano projektne operacije i alati za automatizaciju u kompleksu i pronađite načine da ih konjugirate jedinstveni sistem odgovara postavljenim ciljevima.

Prilikom projektovanja kompleksnog objekta, razno projektne operacije se ponavljaju mnogo puta. To je zbog činjenice da je dizajn proces koji se prirodno razvija. Počinje izradom opšte koncepcije projektovanog objekta, na osnovu - nacrt dizajna. Dalja približna rješenja (procjene) nacrt dizajna specificirano u svim narednim fazama projektovanja. Općenito, takav proces se može predstaviti kao spirala. Na donjem zavoju spirale je koncept projektovanog objekta, na vrhu - konačni podaci o projektovanom objektu. Na svakom okretu spirale, sa stanovišta tehnologije obrade informacija, izvode se identične operacije, ali u sve većem obimu. Dakle, instrumentalno alati za automatizaciju ponavljajuće operacije mogu biti iste.

U praksi je vrlo teško riješiti problem formaliziranja cjelokupnog procesa projektovanja u potpunosti, ali ako je barem dio projektantskih operacija automatiziran, to će se ipak opravdati, jer će omogućiti daljnji razvoj kreiranog CAD-a zasnovanog na naprednija tehnička rješenja i sa manje resursa.

Općenito, za sve faze dizajna proizvoda i proizvodne tehnologije, mogu se razlikovati sljedeće glavne vrste tipičnih operacija obrade informacija:

pretraživanje i odabir iz različitih izvora potrebnih informacija;
analiza odabranih informacija;
izvođenje proračuna;
donošenje dizajnerskih odluka;
registracija dizajnerskih rješenja u obliku prikladnom za dalju upotrebu (u narednim fazama dizajna, tijekom proizvodnje ili rada proizvoda).

Automatizacija navedenih operacija obrade informacija i procesa upravljanja informacijama u svim fazama projektovanja je suštinu funkcionisanja modernog CAD-a.

Koje su glavne karakteristike sistema kompjuterski potpomognutog projektovanja i njihove fundamentalne razlike od metoda automatizacije „zadataka“?

Prvo karakteristična karakteristika je prilika integrisan rješavanje općeg projektantskog problema, uspostavljanje bliske veze između pojedinih zadataka, odnosno mogućnost intenzivne razmjene informacija i interakcije ne samo pojedinačnih procedura, već i faza projektovanja. Na primjer, u odnosu na fazu tehničkog (projektovanja) projektovanja, CAD RES omogućava rješavanje problema rasporeda, postavljanja i rutiranja u bliskoj vezi, što treba da bude ugrađeno u hardver i softver sistema.

Što se tiče sistema višeg nivoa, može se govoriti o uspostavljanju bliskih informacijska komunikacija između sklopa i tehničkih faza dizajna. Ovakvi sistemi omogućavaju stvaranje elektronskih sredstava koja su efikasnija u smislu skupa funkcionalnih, dizajnerskih i tehnoloških zahtjeva.

Druga razlika između CAD RES je interaktivni način rada dizajn, koji kontinuirani proces dijalog"čovek-mašina". Koliko god bile složene i sofisticirane formalne metode projektovanja, ma koliko velika snaga računarskih alata, nemoguće je stvoriti složenu opremu bez kreativnog učešća čovjeka. Sistemi za automatizaciju dizajna po svom dizajnu ne bi trebali zamijeniti dizajnera, već djelovati kao moćan alat za njegovu kreativnu aktivnost.

Treća karakteristika CAD RES je mogućnost simulacijsko modeliranje elektronski sistemi u uslovima rada bliskim realnim. Simulacija omogućava predviđanje reakcije projektovanog objekta na razne smetnje, omogućava dizajneru da "vidi" plodove svog rada u akciji bez izrade prototipa. Vrijednost ove CAD karakteristike leži u činjenici da je u većini slučajeva izuzetno teško formulirati sistem kriterijum efikasnosti RES. Efikasnost je povezana sa velikim brojem zahteva različite prirode i zavisi od velikog broja parametara OIE i eksternih faktora. Stoga je u složenim projektantskim problemima gotovo nemoguće formalizirati proceduru za pronalaženje optimalnog rješenja prema kriteriju efikasnosti kompleksa. Simulacija omogućava testiranje razne opcije odluke i biraju najbolje, i to brzo i uzimaju u obzir sve vrste faktora i smetnji.

Četvrta karakteristika je značajna komplikacija softvera i informatička podrška dizajn. Ne govorimo samo o kvantitativnom, obimnom povećanju, već i o ideološkoj zamršenosti, koja je povezana s potrebom stvaranja jezika komunikacije između dizajnera i računara, razvijene banke podataka, programi za razmjenu informacija između sastavni dijelovi sistemi, programi za projektovanje. Kao rezultat dizajna nastaju novi, napredniji OIE koji se od svojih analoga i prototipova razlikuju po većoj efikasnosti zbog upotrebe novih fizičkih fenomena i principa rada, naprednijoj bazi elemenata i strukture, poboljšanim dizajnom i progresivnim tehnološkim procesima.

4.2. Principi kreiranja sistema kompjuterski potpomognutog projektovanja u građevinarstvu i tehnologiji

Kada kreiraju CAD sistem, oni se rukovode sledećim sistemskim principima:

Princip inkluzija je da su zahtjevi za kreiranje, rad i razvoj CAD-a određeni složenijim sistemom koji uključuje CAD kao podsistem. Takve složen sistem to može biti, na primjer, integrisani sistem ASNI - CAD - sistemi upravljanja procesima preduzeća, CAD industrije itd.
Princip jedinstvo sistema obezbjeđuje osiguranje integriteta CAD-a kroz komunikaciju između njegovih podsistema i funkcionisanje CAD kontrolnog podsistema.
Princip složenost zahtijeva koherentnost dizajna pojedinih elemenata i cijelog objekta u cjelini u svim fazama projektiranja.
Princip informaciono jedinstvo određuje konzistentnost informacija pojedinačni podsistemi i CAD komponente. To znači da softver CAD komponente treba da koristi uobičajene termine, simbole, konvencije, programske jezike specifične za domenu i načine predstavljanja informacija, koje obično utvrđuje relevantni normativni dokumenti. Princip jedinstva informacija predviđa, posebno, smještanje svih datoteka koje se više puta koriste u dizajnu različitih objekata u bankama podataka. Zbog jedinstva informacija, rezultati rješavanja jednog problema u CAD-u bez ikakvog preuređivanja ili obrade primljenih nizova podataka mogu se koristiti kao početne informacije za druge projektne probleme.
Princip kompatibilnost da li su jezici, kodovi, informacije i specifikacije strukturne veze između podsistema i CAD komponenti moraju biti koordinirane kako bi se osiguralo zajedničko funkcioniranje svih podsistema i održavanje otvorena struktura CAD uopšte. Dakle, uvođenje bilo kakvog novog hardvera ili softvera u CAD ne bi trebalo dovesti do bilo kakvih promjena u već korištenim alatima.
Princip invarijantnost predviđa da CAD podsistemi i komponente trebaju biti, ako je moguće, univerzalni ili tipični, tj. invarijantni projektiranim objektima i specifičnostima industrije. Za sve CAD komponente to je, naravno, nemoguće. Međutim, mnoge komponente, kao što su programi za optimizaciju, obrada nizova podataka i druge, mogu se učiniti istim za različite tehničke objekte.

Kao rezultat dizajna nastaju novi, napredniji OIE, koji se od svojih analoga i prototipova razlikuju po većoj efikasnosti zbog upotrebe novih fizičkih fenomena i principa.

Sistemi za kompjutersko projektovanje (CAD) RES. Moskovski državni univerzitet štamparske umetnosti Komponente procesa dizajna

3 . Sastav CAD elektronskih sistema

4 . Hijerarhijski nivoi predstavljanja elektronskih uređaja

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Slični dokumenti

4.1. Definicija, svrha, svrha

4.2. Principi kreiranja sistema kompjuterski potpomognutog projektovanja u građevinarstvu i tehnologiji

Popularno