Dom » Izračuni » Sustavi računalno potpomognutog projektiranja (CAD) RES. Moskovsko državno sveučilište tiskarske umjetnosti Komponente procesa dizajna

Sustavi računalno potpomognutog projektiranja (CAD) RES. Moskovsko državno sveučilište tiskarske umjetnosti Komponente procesa dizajna

Automatizirani dizajn naziva se, provodi osoba u interakciji s računalom. Stupanj automatizacije može biti različit, a procjenjuje se udjelom projektantskih radova izvedenih na računalu bez ljudske intervencije. Ako je = 0, dizajn se naziva neautomatiziranim, ako je = 1 - automatskim.

Računalni sustav projektiranja je organizacijski i tehnički sustav koji se sastoji od skupa alata za automatizaciju dizajna koji su u interakciji s odjelima projektantska organizacija i izvođenje računalno potpomognutog projektiranja.

Razvoj složenih alata za automatizaciju projektiranja elektronički sustavi slijedi sljedeće ciljeve:

smanjenje rokova i troškova razvoja i implementacije proizvoda;

smanjenje broja pogrešaka u dizajnu;

osiguravanje mogućnosti promjene projektantskih rješenja i smanjenje vremena za provjeru i ispitivanje proizvoda.

Zadaci koji se rješavaju u različitim fazama projektiranja mogu se općenito podijeliti u tri skupine: sinteza i analiza. Zadatak analize je proučavanje ponašanja i svojstava sustava za zadane karakteristike vanjskog okruženja, njegovih komponenti i strukture sustava (ili njegovog modela). Prema općoj teoriji sustava, sinteza je proces generiranja funkcija i struktura koje su potrebne i dovoljne za dobivanje određenih rezultata. Identificirajući funkcije koje sustav implementira, određuju neki sustav za koji se zna samo što će raditi.

U tom smislu, faza sinteze funkcija naziva se apstraktna sinteza. Postoje i faze strukturne i parametarske sinteze. U strukturnoj sintezi utvrđuje se struktura objekta - skup njegovih sastavnih elemenata i načina njihova međusobnog povezivanja (kao dijela objekta i s vanjsko okruženje). Parametarska sinteza sastoji se u određivanju numeričkih vrijednosti parametara elemenata za danu strukturu i uvjete izvedbe (tj. potrebno je pronaći točku ili područje u prostoru unutarnjih parametara u kojem su ispunjeni određeni uvjeti).

Razvoj CAD-a veliki je znanstveni i tehnički problem. Unatoč velikim troškovima rada (50-200 kvalificiranih stručnjaka), stvaranje integriranog ARPA-a u različitim područjima tehnologije nužnost je uzrokovana rastućom složenošću projektnih objekata. S obzirom na gore navedeno, moguće je formulirati glavne zahtjeve koje CAD mora zadovoljiti:

1. Imati univerzalnu strukturu koja provodi principe dekompozicije i hijerarhije (blok-hijerarhijski pristup). Štoviše, projektni sustavi različitih razina hijerarhije moraju biti informacijski koordinirani. Informacijska konzistentnost znači da za sekvencijalne postupke projektiranja izlaz jednog od njih može biti ulaz za drugi i nisu potrebne nikakve transformacije.

2. Imati visok stupanj integracija. Stupanj integracije trebao bi biti takav da osigurava provedbu cjelokupnog puta projektiranja: od ideje do realizacije projekta. Važnu ulogu u osiguravanju integracije projektantskih alata imaju tzv. infrastrukture (okviri), CAD, koji omogućuju integraciju različitih projektantskih alata i podataka, te izvođenje upravljačkih funkcija pomoću jedinstvenog korisničkog sučelja.

3. Dizajn u stvarnom vremenu. Smanjenje vremena potrebnog za CAD interakciju s korisnikom osigurano je dostupnošću operativnih tehnička sredstva interakcija između programera i sustava, učinkovitost postupaka projektiranja itd.

4. CAD struktura mora biti otvorena, t.j. imaju svojstvo pogodnosti proširenja podsustava kada se poboljša.

5. Imajte kontrole za ulazne i izlazne informacije.

6. Imajte sredstva za automatsko unošenje promjena u projekt.

2. Struktura hardvera- softverski alati CAD

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

matematički softver (MO);

jezična potpora (LO);

softver (softver);

tehnička podrška (TO);

informacijska podrška (IS);

organizacijska potpora (OO);

ML uključuje: teoriju, metode, matematičke modele, algoritme koji se koriste u računalno potpomognutom dizajnu.

LO je predstavljen skupom jezika koji se koriste u računalno potpomognutom dizajnu. Glavni dio LO-a su jezici komunikacije između osobe i računala.

Softver je skup strojnih programa i povezane dokumentacije. Dijeli se na sustavne i primjenjive. Uobičajene komponente softvera sustava su, na primjer, operativni sustavi, prevoditelji i slično. Ovi softverski alati namijenjeni su organizaciji funkcioniranja tehničkih sredstava, t.j. za planiranje i upravljanje računalnim 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 projektiranja.

Komponente TO su skup međusobno povezanih i međusobno povezanih tehničkih sredstava (na primjer, računala, sredstva za prijenos, unos, prikaz i dokumentiranje podataka) namijenjenih računalno potpomognutom projektiranju.

IO integrira podatke potrebne za računalno potpomognuto projektiranje. Mogu se prezentirati 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 centralizirano prikupljanje i kolektivno korištenje podataka u CAD-u. BND se sastoji od baze podataka (DB) i sustava za upravljanje bazom podataka (DBMS). DB - sami podaci, smješteni u memoriji računala i strukturirani u skladu s pravilima usvojenim u ovom BND-u. DBMS - skup softverskih alata koji osiguravaju funkcioniranje BND-a. Uz pomoć DBMS-a podaci se bilježe u BND, odabiru se na zahtjev korisnika i aplikacijskih programa itd.

Proces računalno potpomognutog projektiranja je uzastopna interakcija velikog broja softverskih modula. Interakcija modula očituje se uglavnom u upravljačkim vezama (uređeni prijelazi s izvršavanja jednog programskog modula na izvršenje drugog) i informacijama (korištenje istih podataka u različitim modulima) (vidi slike 1. i 2.).

Pri projektiranju složenih sustava značajan je upravo problem informacijske koordinacije različitih programskih modula. Postoje tri glavna načina implementacije informacijskih veza:

kroz prosljeđivanje parametara iz pozivajućeg programa u pozvani program;

preko opća područja(zone razmjene) međudjelujućih modula;

preko banke podataka.

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

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

Ako se isti moduli mogu uključiti u različite postupke projektiranja, komunicirati s mnogim modulima, tada je preporučljivo objediniti sredstva razmjene informacija. Takvo ujedinjenje provodi se uz pomoć BND koncepta. Glavna značajka informacija pohranjenih u BND-u je njihovo strukturiranje. Glavne prednosti razmjena informacija BND su kako slijedi:

Uklanjaju se ograničenja u pogledu broja servisiranih postupaka projektiranja;

Moguće je razvijati i modificirati softverski sustav;

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

Osiguran je integritet podataka.

Međutim, implementacija informacijskih poveznica kroz bazu podataka ima svoje nedostatke, uglavnom vezane uz značajno vrijeme utrošeno na traženje podataka u bazi podataka.

Riža. 1. Graf koji odražava kontrolne veze.

Riža. 2. Graf koji odražava veze prema informacijama.

Riža. 3. Implementacija informacijskih veza kroz DBMS.

3 . Sastav CAD elektroničkih sustava

Moderni CAD je složen softverski i hardverski sustav, koji se u znanstvenoj i tehničkoj literaturi naziva "radna stanica" (PC).

Riža. 3. Struktura radne stanice za projektiranje elektroničkih sustava.

Riža. 4. Struktura CAD softvera.

4 . Hijerarhijske razine reprezentacije elektroničkih uređaja

Glavna metoda projektiranja pomoću CAD-a je blok-hijerarhijska metoda ili metoda dekompozicije složenog objekta na podsustave (blokove, čvorove, komponente). U ovom slučaju, opis složenog sustava podijeljen je na hijerarhijske razine (razine apstrakcije) prema stupnju detalja u odražavanju svojstava sustava. Svaka razina prezentacije projekta ima svoj koncept sustava, podsustava, elementa sustava, zakon funkcioniranja elemenata sustava u cjelini, te vanjske utjecaje.

Upravo ti koncepti definiraju jednu ili drugu razinu hijerarhije prikaza uređaja. Podsustav je dio sustava koji je kombinacija nekih njegovih elemenata, identificiranih prema određenom funkcionalnom obilježju, a po svojoj namjeni funkcioniranja podređen je jedinom cilju funkcioniranja cjelokupnog sustava. Pod elementom sustava podrazumijeva se njegov dio koji obavlja određenu funkciju (funkcije) i nije podložan razgradnji na danoj razini razmatranja. Nedjeljivost elementa je pojam, ali nije fizičko vlasništvo ovaj element. Koristeći koncept elementa, dizajner zadržava pravo prelaska na drugu razinu na temelju dijela ili spajanjem više elemenata u jedan.

Na višoj hijerarhijskoj razini, cijeli složeni objekt smatra se skupom podsustava koji međusobno djeluju. Na sljedećoj hijerarhijskoj razini, podsustavi se promatraju zasebno kao sustavi koji se sastoje od nekih sastavnih dijelova (elemenata) i imaju veći detalj opisa. Ova hijerarhijska razina je razina podsustava. Broj hijerarhijskih razina je uvijek ograničen. Razine se odlikuju činjenicom da je skup tipova elemenata od kojih se može sastaviti projektni podsustav ograničen. Takav skup naziva se baza razine.

Metoda dekompozicije stvara ozbiljne probleme pri izradi CAD-a:

određivanje hijerarhijskih razina i osnova za njih;

razvoj softvera;

preslikavanje s jedne baze na drugu, itd.

Metoda hijerarhijskog prikaza projektiranog objekta koju koriste programeri elektronički sklopovi i sustava, može se temeljiti na dvije metode reprezentacije (opisa) elemenata: strukturnom i biheviorističkom.

Strukturna metoda omogućuje opis elementa sustava kao skupa međusobno povezanih elemenata niže razine, čime se utvrđuje temelj ove razine. Strukturni oblik hijerarhije projekta podrazumijeva proces dekompozicije ili cijepanja projekta tako da se na bilo kojoj razini koja je odabrana za modeliranje model sustava gradi kao skup međusobno povezanih elemenata definiranih za ovu razinu. Ovdje se odmah postavlja pitanje: kako su ti elementi definirani? Najčešće se formiraju pomoću elemenata sljedeće, niže razine. Dakle, kao što je prikazano na sl. 5, projekt se može predstaviti u obliku stabla, i različite razine hijerarhije apstrakcija odgovaraju njihovim razinama ovog stabla. Na razini lista stabla definira se ponašanje elemenata projekta najniže razine. Metoda ponašanja omogućuje opis elementa sustava u smislu ulazno/izlaznih ovisnosti pomoću određene procedure. Štoviše, ovaj je opis određen nekim vlastitim postupkom i nije opisan drugim elementima. Stoga se model ponašanja koristi za opisivanje elemenata na razini lista stabla projekta. Budući da model ponašanja projekta može postojati na bilo kojoj razini, različiti dijelovi projekta mogu imati opise ponašanja na različitim razinama.

Riža. 5. Projekt je predstavljen kao puno (a) i nepotpuno (b) stablo.

Na sl. 5(a) prikazuje "puno" stablo projekta, gdje je cijeli opis ponašanja formiran na istoj razini. Slika 5(b) prikazuje projekt u obliku nepotpunog stabla, gdje se opisi ponašanja odnose na različite razine. Ova situacija nastaje jer je često poželjno da programer izgradi i analizira odnose između komponenti sustava čak i prije nego što je dizajn dovršen. Dakle, nije potrebno imati specifikacije svih komponenti sustava, na primjer, na razini logičkih vrata, kako bi se projekt u cjelini mogao kontrolirati bez pogrešaka. Takvo upravljanje provodi se višerazinskim modeliranjem, odnosno modeliranjem u kojem opisi ponašanja komponentnih modela pripadaju različitim razinama hijerarhije. Važna dodatna prednost ovog pristupa je što poboljšava učinkovitost modeliranja.

Sa stajališta dizajnera hardvera, postoji šest glavnih razina hijerarhije, prikazanih na Sl. 6.

Riža. 6. Hijerarhijske razine zastupljenosti elektroničkih sustava.

To su sustav, mikrosklop (ili IC), registar, vrata, sklop i topološka razina. Slika pokazuje da hijerarhija razina prezentacije ima oblik krnje piramide. Širenje piramide prema dolje pokazuje povećanje stupnja detalja, t.j. broj elemenata koji se moraju uzeti u obzir pri opisivanju uređaja koji se projektira na ovoj razini.

U tablici. 1 prikazane su karakteristike razina - naznačeni su elementi strukture i prikaz ponašanja za svaku razinu.

Tablica 1. Hijerarhija modela

Razina	Strukturni primitivi	Formalni aparat za bihevioralno predstavljanje
Sustavno	CPU, prekidači, kanali, sabirnice, uređaji za pohranu itd.	Analiza sustava, teorija igara, teorija čekanja itd.
mikro krug	Mikroprocesori, RAM, ROM, UART itd.	Ulazno-izlazne ovisnosti, GSA
Registar	Registri, ALU, brojači, multipleksori, dekoderi	Teorija digitalnih automata, tablice istinitosti, GSA
ventil	Logička vrata, japanke	Algebra logike, sustavi logičkih jednadžbi
strujni krug	Tranzistori, diode, otpornici, kondenzatori	Teorija električnih krugova, sustavi linearnih, nelinearnih, diferencijalnih jednadžbi
Siličić	geometrijski objekti	Ne

Zapravo niži nivo, silicij, geometrijski oblici se koriste kao osnovni primitivi, koji predstavljaju područja difuzije, polisilicija i metalizacije na površini kristala silicija. Povezivanje ovih oblika, takoreći, oponaša proces proizvodnje kristala sa stajališta programera. Ovdje je reprezentacija samo čisto strukturalna (ne bihevioralna).

Na sljedećoj višoj razini, razini strujnog kruga, projektni prikaz se formira korištenjem međuveza tradicionalnih aktivnih i pasivnih elemenata električnog kruga: otpornika, kondenzatora te bipolarnih i MOS tranzistora. Povezivanje ovih komponenti koristi se za modeliranje ponašanja električnog kruga, izraženo u odnosu napona i struja.Diferencijalne jednadžbe se mogu koristiti za opisivanje ponašanja na ovoj razini.

Treća razina, razina logičkih vrata, tradicionalno igra glavnu ulogu u dizajnu digitalnih sklopova i sustava. Ovdje se koriste osnovni elementi, kao logička vrata I, ILI i NE i različite vrste japanki. Povezivanje ovih primitiva omogućuje obradu kombinacijskih i sekvencijalnih logičkih sklopova. Formalni aparat za opis ponašanja na ovoj razini je Booleova algebra.

Iznad razine vrata u hijerarhiji nalazi se razina registra. Ovdje su osnovni elementi komponente kao što su registri, brojači, multipleksori i aritmetičko-logičke jedinice (ALU). Bihejvioralno predstavljanje dizajna na razini registra moguće je korištenjem tablica istinitosti, tablica stanja i jezika za prijenos registra.

Iznad razine registra je razina čipa (ili IC). Na razini čipa, komponente kao što su mikroprocesori, glavni memorijski uređaji, serijski i paralelni portovi i kontroleri prekida djeluju kao elementi. Iako su granice čipa također granice modela značajki, moguće su i druge situacije. Dakle, skup čipova koji zajedno čine jedno funkcionalni uređaj, može se predstaviti kao jedan element. Ovdje je ilustrativan primjer modeliranje bit-modularnog procesora. Moguća je i alternativna opcija - kada elementi predstavljaju zasebne odjeljke jednog mikrokruga, na primjer, u fazi analize projektnog zadatka i dekompozicije. Glavna značajka ovdje je da element predstavlja veliki blok logike, gdje je za duge i često konvergentne putove obrade podataka potrebno prikazati ovisnosti izlaza o ulazima. Kao iu slučaju elemenata nižih razina, elementi razine čipa se ne grade hijerarhijski od jednostavnijih primitiva, već su objekti jednog modela. Dakle, ako trebate modelirati serijski I/O port (univerzalni asinkroni primopredajnik, UART), odgovarajući model se ne gradi jednostavnijim povezivanjem funkcionalni modeli blokove kao što su registri i brojači, gdje sam UART postaje osnovni model. Modeli ovog tipa važni su za OEM proizvođače koji kupuju čipove od drugih proizvođača, ali ne znaju njihovu unutarnju strukturu slojeva logičkih vrata, jer je to obično tajna tvrtke. Opis ponašanja modela na razini mikročipa izgrađen je na temelju ovisnosti ulaz-izlaz svakog specifičnog IS-algoritma koji implementira ovaj IS. Najviša razina je razina sustava. Elementi ove razine su procesor, memorija i prekidač (sabirnica) itd. Opis ponašanja na ovoj razini uključuje takve osnovne podatke i karakteristike kao što je, na primjer, pokazatelj brzine procesora u milijunima instrukcija u sekundi (megaflops) ili propusnost puta obrade podataka (bps). Iz tablice. 1 i gore, može se vidjeti da se strukturne ili bihevioralne karakteristike susjednih razina u određenoj mjeri preklapaju. Na primjer, GSA reprezentacija se može koristiti i na registru i na razini čipa. Međutim, strukturni prikaz za obje razine potpuno je različit, zbog čega su i razdvojeni. Razine mikrosklopa i sustava u biti su isti elementi, ali su potpuno različiti po svojim karakteristikama ponašanja. Dakle, bihevioralni modeli razine IS omogućuju izračunavanje detaljnih pojedinačnih reakcija u obliku cjelobrojnih i bitnih vrijednosti. A bihevioralni prikaz razine sustava ima ozbiljno ograničenje – služi prvenstveno za modeliranje propusnosti sustava ili određivanje stohastičkih parametara sustava. U praksi je prezentacija projekta na razini sustava prvenstveno se koristi za usporednu evaluaciju različitih arhitektura. Općenito, različite razine modela trebale bi se koristiti ako su zahtjevi, bilo bihevioralni ili strukturalni, različiti.

Posljednji koncept koji se odnosi na hijerarhijski prikaz projekta je takozvani prozor projekta.

Ovaj se pojam odnosi na grupu razina projektnog stabla s kojima svaki pojedini programer radi. Dakle, projektni prozor za razvoj VLSI pokriva razine silicija, sklopova, vrata, registra i mikrosklopa. Dizajner računala, s druge strane, obično je zainteresiran za prozor koji se proteže kroz vrata, registar, čip i razine sustava. Upravo je koncept projektnog prozora temelj za dizajn na više razina. Kako složenost VLSI raste, postat će nepraktično uključiti razinu vrata u prozor dizajna, budući da se stotine tisuća logičkih vrata mogu postaviti na jedan čip. Razina registra, iako je sigurno manje složena od razine vrata, također može sadržavati neobavezne detalje za one koji su zainteresirani samo za VLSI I/O signale.

Dakle, sa stajališta programera stroja, sam VLSI će postati element projekta.

Riža. 7. Primjer implementacije prezentacijskih razina višeprocesorskog sustava.

Kontrolni rad na temu:

Faze projektiranja elektroničkih sustava

Odluka o dizajnu - srednji opis projektiranog objekta, dobiven na jednoj ili drugoj hijerarhijskoj razini, kao rezultat postupka (odgovarajuće razine).

Postupak projektiranja sastavni je dio procesa projektiranja. Primjeri postupaka projektiranja su sinteza funkcionalnog dijagrama projektiranog uređaja, modeliranje, verifikacija, usmjeravanje interkonekcija na tiskanoj pločici itd.

Projektiranje elektrane podijeljeno je u faze. Faza je specifičan slijed postupaka projektiranja. Opći slijed faza dizajna je sljedeći:

izrada tehničkih specifikacija;

projektni ulaz;

arhitektonski dizajn;

funkcionalan i logičan dizajn;

dizajn kruga;

topološki dizajn;

izrada prototipa;

određivanje karakteristika uređaja.

Izrada TOR-a. Utvrđuju se zahtjevi za projektirani proizvod, njegove karakteristike i formiraju se projektni zadaci.

Unos projekta. Svaka faza projektiranja ima svoja vlastita ulazna sredstva, štoviše, mnogi sustavi alata pružaju više od jednog načina za opisivanje projekta.

Učinkoviti su grafički i tekstualni uređivači visoke razine za opis projekta modernih sustava dizajna. Ovi uređivači omogućuju dizajneru da nacrta blok dijagram velikog sustava, dodjeljuje modele pojedinačnim blokovima i povezuje potonje putem sabirnica i signalnih putova. Urednici, u pravilu, automatski povezuju tekstualne opise blokova i veza s pripadajućim grafičkim slikama, čime se osigurava složeno modeliranje sustava. To omogućuje inženjerima sustava da ne mijenjaju svoj uobičajeni stil rada: i dalje mogu razmišljati, skicirajući blok dijagram svog projekta kao na komadu papira, dok će se u isto vrijeme unositi i akumulirati točne informacije o sustavu.

Logičke jednadžbe ili dijagrami sklopova često se vrlo prikladno koriste za opisivanje osnovne logike sučelja sučelja.

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

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

Dizajn arhitekture. Predstavlja dizajn ED do razine prijenosa signala CPU-a i memorije, memorije i KDPP-a. U ovoj fazi utvrđuje se sastav uređaja kao cjeline, određuju se njegove glavne hardverske i softverske komponente.

Oni. projektiranje cijelog sustava s njegovim prikazom na visokoj razini radi provjere ispravnosti arhitektonskih odluka obično se radi u onim slučajevima kada je temeljno novi sustav te je potrebno pažljivo razraditi sva arhitektonska pitanja.

U mnogim slučajevima, cjeloviti dizajn sustava zahtijeva uključivanje neelektričnih komponenti i učinaka u strukturu kako bi se testirali u jednom simulacijskom paketu.

Kao elementi ove razine koriste se: procesor, memorija, kontroleri, gume. Prilikom izgradnje modela i modeliranja sustava ovdje se koriste metode teorije grafova, teorije skupova, teorije Markovljevih procesa, teorije čekanja, kao i logičkih i matematičkih sredstava za opisivanje funkcioniranja sustava.

U praksi se planira izgraditi parametriziranu arhitekturu sustava i odabrati optimalne parametre za njegovu konfiguraciju. Stoga se odgovarajući modeli moraju parametizirati. Konfiguracijski parametri arhitektonskog modela određuju koje će se funkcije implementirati u hardver, a koje u softver. Neke od opcija konfiguracije za hardver su:

broj, dubina bita i širina pojasa sistemskih sabirnica;

vrijeme pristupa memoriji;

veličina predmemorije;

broj procesora, portova, blokova registra;

· kapacitet međuspremnika za prijenos podataka.

A opcije konfiguracije softvera uključuju, na primjer:

opcije planera

određivanje prioriteta zadataka;

interval "odvoza smeća";

maksimalno dopušteni CPU interval za program;

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

Konfiguracijski parametri komunikacijskog medija:

vrijednost intervala timeouta;

veličina fragmenta;

parametri protokola za otkrivanje i ispravljanje pogrešaka.

Riža. 1 - Slijed postupaka projektiranja u fazi arhitektonskog projektiranja

U interaktivnom dizajnu na razini sustava, funkcionalne specifikacije na razini sustava prvo se uvode u obliku dijagrama toka podataka, a tipovi komponenti se odabiru za implementaciju različitih funkcija (slika 1.). Ovdje je glavni zadatak razviti arhitekturu sustava koja će zadovoljiti navedene funkcionalne, brzinske i troškovne zahtjeve. Pogreške na arhitektonskoj razini puno su skuplje od odluka donesenih tijekom fizičke implementacije.

Arhitektonski modeli su važni i odražavaju logiku ponašanja sustava i njegove vremenske značajke, što omogućuje prepoznavanje funkcionalnih problema. Imaju četiri važne karakteristike:

oni točno predstavljaju funkcionalnost hardverskih i softverskih komponenti koristeći apstrakcije podataka visoke razine 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 omogućuju mnogim funkcionalnim blokovima da dijele (dijele) komponente;

Ovi modeli bi trebali omogućiti parametriranje, tipkanje i ponovnu upotrebu;

Modeliranje na razini sustava omogućuje programeru da procijeni alternativne mogućnosti dizajna sustava u smislu njihove funkcionalnosti, performansi i cijene.

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

Pokušaj oslobađanja inženjera od projektiranja na razini vrata.

Logički asistent (logički asistent);

asistent dizajna;

ASIC Synthesizez (ASIC sintisajzer);

test asistent;

To je jedinstveno okruženje za dizajn i analizu. Omogućuje vam stvaranje ASIC specifikacije unosom grafičkih i tekstualnih opisa vaših projekata. Korisnici mogu opisati svoje projekte koristeći većinu metoda unosa visoke razine, uključujući dijagrame toka, Booleove formule, dijagrame stanja, VHDL i Verilog izjave i još mnogo toga. Softver sustava će podržati ove metode unosa kao osnovu cijelog naknadnog procesa projektiranja ASIC sustava.

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

Podsustav Logic Assistant pretvara primljenu specifikaciju u kod ponašanja VHDL jezika. Ovaj se kod može obraditi korištenjem VHDL sustava modeliranja treće strane. Modificiranje specifikacije na razini ponašanja omogućuje uvođenje promjena i otklanjanje pogrešaka u početnim fazama dizajna.

Pomoćnik za dizajn

Nakon što je specifikacija provjerena, može se prikazati na ASIC instrumentu. U početku, međutim, korisnik mora odlučiti kako najbolje provesti takav projekt visoke razine. Opis dizajna može se preslikati na jedan ili više polja vrata ili IC-a na temelju standardnih elemenata.

Dising Assistant pomaže korisnicima da procijene niz opcija za postizanje najbolje moguće implementacije. D.A. određuje procijenjenu veličinu matrice, moguće metode pakiranja, potrošnju energije i procijenjeni broj logičkih vrata za svaku opciju dekompozicije i za svaku vrstu ASIC-a na zahtjev korisnika.

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

ASIC sintisajzer

Nakon što je odabrana određena opcija dizajna, njen opis ponašanja mora se pretvoriti u prikaz razine logičkih vrata. Ovaj postupak je vrlo radno intenzivan.

Na razini vrata mogu se odabrati sljedeće kao strukturni elementi: logička vrata, okidači, a kao sredstva opisa - tablice istinitosti, logičke jednadžbe. Kada se koristi razina registra, strukturni elementi bit će: registri, zbrajači, brojači, multiplekseri i opisni alati - tablice istinitosti, mikrooperacijski jezici, prijelazne tablice.

Takozvani logički simulacijski modeli ili jednostavno simulacijski modeli (IM) postali su rašireni na funkcionalno-logičkoj razini. MI odražavaju samo vanjsku logiku i vremenske značajke funkcioniranja dizajniranog uređaja. U pravilu, u IM-u, interne operacije i unutarnja struktura ne bi smjele biti slične onima koje postoje u stvarnom uređaju. Ali simulirane operacije i vremenska obilježja funkcioniranja, u obliku kako se promatraju izvana, u IM-u trebaju biti primjerene onima koje postoje u stvarnom uređaju.

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

To se radi metodama logičkog modeliranja. Pod logičkim modeliranjem podrazumijeva se računalna simulacija rada funkcionalnog sklopa u smislu pomicanja informacija predstavljenih u obliku logičkih vrijednosti "0" i "1" od ulaza sklopa do njegovog izlaza. Provjera funkcioniranja logičkog kruga uključuje i provjeru logičkih funkcija koje sklop implementira i provjeru vremena (prisutnost kritičnih putova, rizika od kvara i sukoba signala). Glavni zadaci koji se rješavaju uz pomoć modela ove razine su provjera funkcionalnih i strujnih dijagrama, analiza dijagnostičkih testova.

Projektiranje strujnog kruga je proces izrade dijagrama strujnih kola, specifikacija u skladu sa zahtjevima projektnog zadatka. Projektirani uređaji mogu biti: analogni (generatori, pojačala, filtri, modulatori i sl.), digitalni (razni logički sklopovi), mješoviti (analogno-digitalni).

U fazi projektiranja sklopa, elektronički uređaji su predstavljeni na razini sklopa. Elementi ove razine su aktivne i pasivne komponente: otpornik, kondenzator, induktor, tranzistori, diode itd. Tipični fragment kruga (vrata, okidač, itd.) također se može koristiti kao element razine kruga. Elektronički sklop dizajniranog proizvoda kombinacija je idealnih komponenti koja točno odražava strukturu i elementarni sastav dizajniranog proizvoda. Pretpostavlja se da idealne komponente kruga dopuštaju matematički opis sa zadanim parametrima i karakteristikama. Matematički model komponente elektroničkog kruga je ODE s obzirom 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 strujnog kruga. Matematički modeli tipičnih fragmenata kola nazivaju se makromodeli.

Faza projektiranja kruga uključuje sljedeće postupke projektiranja:

Strukturna sinteza - konstrukcija ekvivalentnog sklopa projektiranog uređaja

izračun statičkih karakteristika uključuje određivanje struja i napona u bilo kojem čvoru kruga; analiza strujno-naponskih karakteristika i proučavanje utjecaja parametara komponenti na njih.

Proračun dinamičkih karakteristika sastoji se u određivanju izlaznih parametara kruga ovisno o promjeni unutarnjih i vanjskih parametara (analiza jedne varijante), kao i u procjeni osjetljivosti i stupnja širenja u odnosu na nominalne vrijednosti izlazni parametri, ovisno o ulaznim i vanjskim parametrima elektroničkog sklopa (multivarijacijska analiza).

· parametarska optimizacija, koja određuje takve vrijednosti unutarnjih parametara elektroničkog kruga, koji optimiziraju izlazne parametre.

Razlikuju se dizajn 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, slijed je obrnut.

Kada se promatra stablo dizajna, mogu se identificirati dva koncepta dizajna: dizajn odozdo prema gore (odozdo prema gore) i dizajn odozgo prema dolje (top-down). Ovdje se riječ "gore" odnosi na korijen stabla, a riječ "dolje" odnosi se na lišće. S dizajnom odozgo prema dolje, posao može početi već kada programer već zna samo funkcije korijena - i on (ili ona) prije svega podijeli root u skup primitiva osnovne razine.

Nakon toga, programer nastavlja raditi s temeljnom razinom i dijeli primitive ove razine. Ovaj proces se nastavlja sve dok ne dođe do lisnih čvorova projekta. Za karakterizaciju dizajna odozgo prema dolje, važno je napomenuti da je podjela na svakoj razini optimizirana prema jednom ili drugom objektivnom kriteriju. Ovdje podjela nije vezana okvirom "onoga što već postoji".

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

Predviđa se da će velika većina inženjera elektroničkog i računalnog dizajna koristiti metodologiju odozgo prema dolje. Oni će, zapravo, postati sistemski inženjeri, sa značajnim dijelom vremena utrošenim na bihevioralni dizajn proizvoda.

Trenutno se projektiranje elektroničkih sustava provodi prema metodologiji odozdo prema gore, pri čemu je prva faza procesa projektiranja obično unos opisa kruga na strukturnoj razini (očito, na razini IC-a i diskretnih komponenti) . Nakon utvrđivanja strukture, uvodi se opis ponašanja ovog sustava na jednom ili drugom jeziku za opisivanje ove opreme, te se provodi modulacija. U ovom slučaju, elektronički dio projekta izvodi se ručno, odnosno bez korištenja alata za dizajn.

Kompliciranost projektiranih sustava dovodi do činjenice da programeri praktički gube sposobnost intuitivnog analiziranja projekta, odnosno procjene kvalitete i karakteristika specifikacije dizajna sustava. A modeliranje na razini sustava korištenjem arhitektonskih modela (kao prvi korak u procesu dizajna odozgo prema dolje) 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 bihevioralni prikaz sustava koji se razvija, a ne na njegovu fizičku ili strukturnu reprezentaciju. Naravno, krajnji rezultat dizajna odozgo prema dolje je također strukturni ili shematski prikaz dizajna.

Poanta je ovdje da dizajn odozgo prema dolje zahtijeva arhitektonske modele sustava, dok dizajn odozdo prema gore zahtijeva strukturne modele.

Prednosti (za sve CAD sustave):

1) Metodologija dizajna odozgo prema dolje je preduvjet za paralelni dizajn: koordiniran razvoj hardverskih i softverskih podsustava.

2) Uvođenje metode odozgo prema dolje olakšano je sredstvima logičke sinteze. Ovi alati omogućuju transformaciju logičkih formula u fizički ostvarive opise razine logičkih vrata.

Time:

pojednostavljena fizička izvedba

Učinkovito korištenje vremena dizajna

tehnološki predlošci se učinkovito koriste

Međutim, za složene projekte, čija se skala izražava u nekoliko stotina tisuća logičkih vrata, poželjno je imati mogućnost globalne optimizacije kroz modeliranje i analizu na razini sustava.

3) Metodologija dizajna odozgo prema dolje temelji se na činjenici da se specifikacija projekta automatski kreira prema početnim funkcionalnim zahtjevima. Upravo su funkcionalni zahtjevi početna komponenta u projektiranju složenih sustava. Zbog toga ovaj pristup smanjuje vjerojatnost neoperativnog sustava. U mnogim slučajevima, kvar projektiranog sustava uzrokovan je neusklađenošću između funkcionalnih zahtjeva i projektnih specifikacija.

4) Još jedna potencijalna prednost dizajna odozgo prema dolje je da omogućuje razvoj učinkovitih testova za provjeru i validaciju dizajna, kao i test vektora za kontrolu proizvedenih proizvoda.

5) Rezultati modeliranja na razini sustava mogu poslužiti kao osnova za kvantitativnu ocjenu projekta već u početnim fazama projektiranja. U kasnijoj fazi potrebno je modeliranje na razini logičkih vrata za provjeru i validaciju dizajna. Homogeno okruženje dizajna omogućit će vam usporedbu rezultata simulacije dobivenih u prvoj i sljedećim fazama projektiranja.

Slični sažeci:

Početni podaci, opća struktura i glavne faze projektiranja sustava vizije. Razmatranje funkcija i njegova implementacija na temelju mikroprocesora s jednim čipom KR1810. Razvoj hardvera i proračun vremena rada programa.

Karakteristike CAD aplikacijskih paketa. Proučavanje značajki SCADA-sustava, koji mogu značajno ubrzati proces izrade softvera najviše razine. Analiza okruženja alata za razvoj aplikacija za prikupljanje podataka i kontrolu Genie.

Proučavanje tehničkih karakteristika i sastava elementarne baze suvremenog računala. Razvoj distributera satova. Sinteza mogućnosti implementacije čvorova na razini funkcionalnih sklopova korištenjem formalnih i heurističkih tehnika projektiranja.

Analiza mogućnosti implementacije kombinacijskog sklopa za različite vrste programabilnih logičkih integriranih sklopova (FPGA). Značajke programskih paketa Decomposer i WebPACK ISE. Opis zbrajanja u VHDL jeziku, njegova sinteza pomoću paketa Decomposer.

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

Dizajn modernog elektroničkim sredstvima i karakterističan postojeće metode njihova konstrukcija. Državni standardi upis projektne dokumentacije, njihovo računovodstvo i pohranu u biro tehničke dokumentacije. Vrste nositelja informacija.

Metode i faze projektiranja radioelektroničke opreme. Uloga programskog jezika u automatizirani sustavi ah dizajn stroja. kratak opis računala koja se koriste u rješavanju problema automatizacije projektiranja REA.

Projektiranje uređaja koji obavlja funkciju osmobitnog sinkronog registra obrnutog pomaka i sinkronog kruga za obrnuto skaliranje. Projektiranje i proračun uređaja za okidanje. Sinteza strukture projektiranog uređaja.

Proučavanje osnovnih principa izgradnje baza podataka - imenovanog skupa podataka koji odražava stanje objekata i njihovih odnosa u predmetnom području koje se razmatra. Sustav upravljanja bazom podataka. Koncepti njihove izgradnje i faze projektiranja.

Programski alati za projektiranje radiotehničkih uređaja. Glavne tehničke mogućnosti programa Microsoft Word. Usporedne karakteristike programi za matematičke proračune. Programi za modeliranje procesa u radioelektroničkim sklopovima.

Načela projektiranja kompleksa tehničkih sredstava automatiziranih sustava upravljanja. Zahtjevi za specijalizirane uređaje i troškovi njihove implementacije. Uređaji za kodiranje grafičkih informacija. Grafički crtači i semafori.

Bit tehnike projektiranja sklopa japanki, faze apstraktne i strukturne sinteze. Tablica karakteristika RS flip-flop pobudnih funkcija, dizajn PCB-a. P-CAD sustav i uvjetno grafičko označavanje elemenata.

Razvoj računalnih komunikacija. Zahtjevi za ekonomskim informacijama. Značajke informacijskih procesa u poduzećima. Problemi implementacije informacijske tehnologije na humanitarnom polju. Metodologija informatičkog istraživanja poduzeća.

Algoritamske metode se široko koriste za mjerenje i izračunavanje parametara matematičkih modela radio komponenti u računalno potpomognutom projektiranju elektroničkih sklopova. Za njihov dizajn koriste se elektronička računala.

Optimizacija upravljanja u različitim sferama ljudske djelatnosti. Klasifikacija automatiziranih sustava upravljanja informacijama. Metode projektiranja i faze razvoja. Strukturna shema, kapacitet memorije, izlaz i oprema za prikaz.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite obrazac u nastavku

Studenti, diplomski studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam jako zahvalni.

Test na ovu temu:

Faze projektiranja elektroničkih sustava

Odluka o dizajnu - srednji opis projektiranog objekta, dobiven na jednoj ili drugoj hijerarhijskoj razini, kao rezultat postupka (odgovarajuće razine).

Projektiranje elektrane podijeljeno je u faze. Faza je specifičan slijed postupaka projektiranja. Opći slijed faza dizajna je sljedeći:

izrada TK;

projektni ulaz;

arhitektonski dizajn;

funkcionalno-logički dizajn;

dizajn kruga;

topološki dizajn;

izrada prototipa;

određivanje karakteristika uređaja.

Izrada TOR-a. Utvrđuju se zahtjevi za projektirani proizvod, njegove karakteristike i formiraju se projektni zadaci.

Unos projekta. Svaka faza projektiranja ima svoja vlastita ulazna sredstva, štoviše, mnogi sustavi alata pružaju više od jednog načina za opisivanje projekta.

Učinkoviti su grafički i tekstualni uređivači opisa projekta visoke razine. moderni sustavi oblikovati. Ovi uređivači omogućuju dizajneru da nacrta blok dijagram velikog sustava, dodjeljuje modele pojedinačnim blokovima i povezuje potonje putem sabirnica i signalnih putova. Urednici, u pravilu, automatski povezuju tekstualne opise blokova i veza s pripadajućim grafičkim slikama, čime se osigurava složeno modeliranje sustava. To omogućuje inženjerima sustava da ne mijenjaju svoj uobičajeni stil rada: i dalje mogu razmišljati, skicirajući blok dijagram svog projekta kao na komadu papira, dok će se u isto vrijeme unositi i akumulirati točne informacije o sustavu.

Logičke jednadžbe ili dijagrami sklopova često se vrlo prikladno koriste za opisivanje osnovne logike sučelja sučelja.

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

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

Oni. projektiranje cijelog sustava s njegovim prikazom na visokoj razini radi provjere ispravnosti arhitektonskih odluka obično se radi u slučajevima kada se razvija temeljno novi sustav i treba pažljivo razraditi sva arhitektonska pitanja.

U mnogim slučajevima, cjeloviti dizajn sustava zahtijeva uključivanje neelektričnih komponenti i učinaka u strukturu kako bi se testirali u jednom simulacijskom paketu.

broj, znamenku i propusnost sustav guma;

vrijeme pristupa memoriji;

veličina predmemorije;

broj procesora, portova, blokova registra;

kapacitet međuspremnika za prijenos podataka.

A opcije konfiguracije softvera uključuju, na primjer:

opcije planera;

prioritet zadataka;

interval "odvoza smeća";

maksimalno dopušteni CPU interval za program;

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

Konfiguracijski parametri komunikacijskog medija:

vrijednost intervala vremenskog ograničenja;

veličina fragmenta;

parametri protokola za otkrivanje i ispravljanje pogrešaka.

Riža. 1 - Slijed postupaka projektiranja u fazi arhitektonskog projektiranja

Arhitektonski modeli su važni i odražavaju logiku ponašanja sustava i njegove vremenske značajke, što omogućuje prepoznavanje funkcionalnih problema. Imaju četiri važne karakteristike:

oni točno predstavljaju funkcionalnost hardverskih i softverskih komponenti koristeći apstrakcije podataka visoke razine 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 omogućuju mnogim funkcionalnim blokovima da dijele (dijele) komponente;

ovi modeli se moraju parametrirati, tipkati i ponovno koristiti;

Modeliranje na razini sustava omogućuje programeru da procijeni alternativne dizajne sustava u smislu kako se uklapaju. funkcionalnost, pokazatelji učinka i troškova.

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

Pokušaj oslobađanja inženjera od projektiranja na razini vrata.

Logički asistent (logički asistent);

asistent dizajna;

ASIC Synthesizez (ASIC sintisajzer);

Podsustav Logic Assistant pretvara primljenu specifikaciju u kod ponašanja VHDL jezika. Ovaj se kod može obraditi korištenjem VHDL sustava modeliranja treće strane. Promjenom specifikacije na razini ponašanja, moguće je napraviti promjene i dalje debugirati rani stadiji oblikovati.

Pomoćnik za dizajn

Dising Assistant pomaže korisnicima da procijene niz opcija za postizanje najbolje moguće implementacije. D.A. određuje procijenjenu veličinu kristala na zahtjev korisnika, mogući načini paketi, potrošnja energije i procijenjeni broj logičkih vrata za svaku opciju dekompozicije i za svaku vrstu ASIC-a.

ASIC sintisajzer

Nakon što je odabrana određena opcija dizajna, njen opis ponašanja mora se pretvoriti u prikaz razine logičkih vrata. Ovaj postupak je vrlo radno intenzivan.

Faza projektiranja kruga uključuje sljedeće postupke projektiranja:

strukturna sinteza - konstrukcija ekvivalentnog sklopa projektiranog uređaja

izračun statičkih karakteristika uključuje određivanje struja i napona u bilo kojem čvoru kruga; analiza strujno-naponskih karakteristika i proučavanje utjecaja parametara komponenti na njih.

proračun dinamičkih karakteristika sastoji se u određivanju izlaznih parametara kruga ovisno o promjeni unutarnjih i vanjskih parametara (analiza jedne varijante), kao i u procjeni osjetljivosti i stupnja širenja u odnosu na nominalne vrijednosti izlazni parametri, ovisno o ulaznim i vanjskim parametrima elektroničkog sklopa (multivarijacijska analiza).

parametarska optimizacija, koja određuje takve vrijednosti unutarnjih parametara elektroničkog kruga koji optimiziraju izlazne parametre.

Poanta je ovdje da dizajn odozgo prema dolje zahtijeva arhitektonske modele sustava, dok dizajn odozdo prema gore zahtijeva strukturne modele.

Prednosti (za sve CAD sustave):

1) Metodologija dizajna odozgo prema dolje je preduvjet za paralelni dizajn: koordiniran razvoj hardverskih i softverskih podsustava.

2) Uvođenje metode odozgo prema dolje olakšano je sredstvima logičke sinteze. Ovi alati omogućuju transformaciju logičkih formula u fizički ostvarive opise razine logičkih vrata.

Time:

pojednostavljuje fizičku provedbu

učinkovito korištenje vremena dizajna

tehnološki predlošci se učinkovito koriste

Međutim, za složene projekte, čija se skala izražava u nekoliko stotina tisuća logičkih vrata, poželjno je imati mogućnost globalne optimizacije kroz modeliranje i analizu na razini sustava.

4) Još jedna potencijalna prednost dizajna odozgo prema dolje je da omogućuje razvoj učinkovitih testova za provjeru i validaciju dizajna, kao i test vektora za kontrolu proizvedenih proizvoda.

Slični dokumenti

Pojam, zadaci i problemi automatizacije projektiranja složenih elektroničkih sustava. Struktura CAD hardversko-softverskog kompleksa. Opis razine mikročipa, registra, vrata i silicija predstavljanja višeprocesorskih sustava.

sažetak, dodan 11.11.2010

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

seminarski rad, dodan 07.07.2009

sažetak, dodan 10.12.2008

disertacija, dodana 15.12.2008

Sustav za modeliranje krugova za elektroničke uređaje. Matematički opis objekata upravljanja; određivanje parametara tehnoloških objekata. Vrednovanje pokazatelja kvalitete ACS-a. Proračun linearnog kontinuirani sustavi, njihovu strukturnu optimizaciju.

tečaj predavanja, dodano 06.05.2013

Analiza stanje tehnike dizajn primopredajnih radio uređaja. Opis sustava za podršku odlučivanju, izgledi za korištenje takvih sustava u području projektiranja. Proračun širine pojasa visokofrekventnog puta prijemnika.

rad, dodan 30.12.2015

Osnovne metode projektiranja i razvoja elektroničkih uređaja. Proračun njihovih statičkih i dinamičkih parametara. Praktična upotreba MicroCap 8 simulacijski paket za modeliranje pojačala u frekvencijskoj i vremenskoj domeni.

seminarski rad, dodan 23.07.2013

Načini rada, vrste tehničkih sredstava televizijskih videonadzornih sustava, faze i algoritam projektiranja. Mogućnosti odabira monitora i najpopularnijih uređaja za snimanje. Klasifikacija kamera, značajke unutarnje i vanjske instalacije.

sažetak, dodan 25.01.2009

sažetak, dodan 20.02.2011

Metode i faze projektiranja radioelektroničke opreme. Uloga programskog jezika u automatiziranim sustavima projektiranja strojeva. Kratak opis računala korištenih u rješavanju problema automatizacije projektiranja REA.

Odluka o dizajnu - srednji opis projektiranog objekta, dobiven na jednoj ili drugoj hijerarhijskoj razini, kao rezultat postupka (odgovarajuće razine).

Projektiranje elektrane podijeljeno je u faze. Faza je specifičan slijed postupaka projektiranja. Opći slijed faza dizajna je sljedeći:

izrada TK;

projektni ulaz;

arhitektonski dizajn;

funkcionalno-logički dizajn;

dizajn kruga;

topološki dizajn;

izrada prototipa;

određivanje karakteristika uređaja.

Izrada TOR-a. Utvrđuju se zahtjevi za projektirani proizvod, njegove karakteristike i formiraju se projektni zadaci.

Unos projekta. Svaka faza projektiranja ima svoja vlastita ulazna sredstva, štoviše, mnogi sustavi alata pružaju više od jednog načina za opisivanje projekta.

Logičke jednadžbe ili dijagrami sklopova često se vrlo prikladno koriste za opisivanje osnovne logike sučelja sučelja.

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

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

U mnogim slučajevima, cjeloviti dizajn sustava zahtijeva uključivanje neelektričnih komponenti i učinaka u strukturu kako bi se testirali u jednom simulacijskom paketu.

broj, dubina bita i širina pojasa sistemskih sabirnica;

vrijeme pristupa memoriji;

veličina predmemorije;

broj procesora, portova, blokova registra;

kapacitet međuspremnika za prijenos podataka.

A opcije konfiguracije softvera uključuju, na primjer:

opcije planera;

prioritet zadataka;

interval "odvoza smeća";

maksimalno dopušteni CPU interval za program;

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

Konfiguracijski parametri komunikacijskog medija:

vrijednost intervala vremenskog ograničenja;

veličina fragmenta;

parametri protokola za otkrivanje i ispravljanje pogrešaka.

Riža. jedan

Arhitektonski modeli su važni i odražavaju logiku ponašanja sustava i njegove vremenske značajke, što omogućuje prepoznavanje funkcionalnih problema. Imaju četiri važne karakteristike:

oni točno predstavljaju funkcionalnost hardverskih i softverskih komponenti koristeći apstrakcije podataka visoke razine u obliku tokova podataka;

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

ovi modeli se moraju parametrirati, tipkati i ponovno koristiti;

Modeliranje na razini sustava omogućuje programeru da procijeni alternativne mogućnosti dizajna sustava u smislu njihove funkcionalnosti, performansi i cijene.

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

Pokušaj oslobađanja inženjera od projektiranja na razini vrata.

Logički asistent (logički asistent);

asistent dizajna;

ASIC Synthesizez (ASIC sintisajzer);

Napomena: Predavanje daje osnovne definicije, svrhu i principe računalno potpomognutog projektiranja (CAD). Daju se bit i shema funkcioniranja CAD-a. Prikazano je mjesto CAD RES među ostalim automatiziranim sustavima. Razmatraju se struktura i vrste CAD-a. Osnovna svrha predavanja je prikazati bit procesa projektiranja OIE, osnovne principe projektiranja. Posebna se pažnja posvećuje sustavnog pristupa na projektiranje projektiranja i tehnologije proizvodnje OIE

4.1. Definicija, svrha, svrha

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

Iz ove definicije proizlazi da CAD nije alat za automatizaciju, već sustav aktivnosti ljudi u projektiranju objekata. Stoga se automatizacija projektiranja kao znanstvena i tehnička disciplina razlikuje od uobičajene uporabe računala u procesima projektiranja po tome što razmatra pitanja izgradnje sustava, a ne skup pojedinačnih zadataka. Ova disciplina je metodološka po tome što generalizira značajke koje su zajedničke različitim specifičnim aplikacijama.

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

Riža. 4.1.

Ova shema je idealna u smislu potpune usklađenosti s tekstom prema postojećim standardima i nedosljednosti sa stvarnim operativnim sustavima, u kojima daleko od svih projektantski rad izvode se pomoću alata za automatizaciju i ne koriste ih svi dizajneri.

Dizajneri, kao što definicija implicira, pripadaju CAD-u. Ova izjava je sasvim legitimna, budući da je CAD sustav automatiziranog, a ne automatskog dizajna. To znači da dio projektantskih operacija može i uvijek će izvoditi čovjek. Istodobno, u naprednijim sustavima udio posla koji obavlja osoba bit će manji, ali će sadržaj tih radova biti kreativniji, a uloga osobe u većini slučajeva bit će odgovornija.

Iz definicije CAD-a proizlazi da je svrha njegovog funkcioniranja dizajn. Kao što je već spomenuto, dizajn je proces obrade informacija koji u konačnici dovodi do potpunog razumijevanja projektiranog predmeta i metoda njegove izrade.

U praksi neautomatiziranog projektiranja potpuni opis projektiranog predmeta i metoda za njegovu izradu sadrži dizajn proizvoda i tehnička dokumentacija. Nazivi koji još nisu legalizirani za stanje računalno potpomognutog dizajna finalni proizvod dizajn, koji sadrži podatke o objektu i tehnologiji njegove izrade. U praksi se još uvijek naziva "projekt".

Dizajn je jedna od najsloženijih vrsta intelektualnog rada koje osoba obavlja. Štoviše, proces dizajniranja složenih objekata je izvan moći jedne osobe i provodi ga kreativni tim. To zauzvrat čini proces dizajna još složenijim i teškim za formaliziranje. Za automatizaciju takvog procesa potrebno je jasno znati što 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. Sukladno tome, postupno su se stvarali novi sustavi i unaprjeđivali stari sustavi. Što je sustav podijeljen na više dijelova, teže je ispravno formulirati početne podatke za svaki dio, ali ga je lakše optimizirati.

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

Osoba može dizajnirati kuću, auto, tehnološki proces, industrijski proizvod. Isti objekti dizajnirani su za projektiranje CAD-a. Istovremeno se CAD proizvodi odvajaju (CAD I) i CAD tehnoloških procesa (CAD TP).

posljedično, dizajnerski objekti nisu projektiranje objekata automatizacije. U industrijska praksa 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 cijelog procesa projektiranja na faze i operacije, možete ih opisati određenim matematičkim metodama 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 u jedinstveni sustav odgovara postavljenim ciljevima.

Prilikom projektiranja složenog objekta, razno projektne operacije se ponavljaju mnogo puta. To je zbog činjenice da je dizajn proces koji se prirodno razvija. Započinje razvojem općeg koncepta projektiranog objekta, na njegovoj osnovi - nacrt dizajna. Daljnja približna rješenja (procjene) nacrt dizajna specificirano u svim narednim fazama projektiranja. Općenito, takav se proces može predstaviti kao spirala. Na donjem zavoju spirale je koncept projektiranog objekta, na vrhu - konačni podaci o projektiranom objektu. Na svakom zavoju spirale, sa stajališta tehnologije obrade informacija, izvode se identične operacije, ali u sve većem volumenu. Stoga, instrumentalni alati za automatizaciju ponavljajuće operacije mogu biti iste.

U praksi je vrlo teško riješiti problem formaliziranja cjelokupnog procesa projektiranja u cijelosti, ali ako se barem dio projektantskih operacija automatizira, to će se ipak opravdati, jer će omogućiti daljnji razvoj kreiranog CAD-a na temelju naprednija tehnička rješenja i s manje resursa.

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

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

Automatizacija navedenih operacija obrade informacija i procesa upravljanja informacijama u svim fazama projektiranja je bit funkcioniranja suvremenog CAD-a.

Koje su glavne značajke sustava računalno potpomognutog projektiranja i njihove temeljne razlike od metoda automatizacije "zadataka"?

Prvi karakteristično obilježje je prilika integriran rješavanje općeg projektnog problema, uspostavljanje tijesne veze između pojedinih zadataka, odnosno mogućnost intenzivne razmjene informacija i interakcije ne samo pojedinih postupaka, već i faza projektiranja. Primjerice, u odnosu na tehničku (projektantsku) fazu projektiranja, CAD RES omogućuje rješavanje problema rasporeda, postavljanja i usmjeravanja u bliskom odnosu, što bi trebalo biti ugrađeno u hardver i softver sustava.

S obzirom na sustave više razine, možemo govoriti o uspostavi bliskih informacijska komunikacija između sklopa i tehničkih faza projektiranja. Takvi sustavi omogućuju stvaranje elektroničkih sredstava koja su učinkovitija u smislu skupa funkcionalnih, dizajnerskih i tehnoloških zahtjeva.

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

Treća značajka CAD RES je mogućnost simulacijsko modeliranje elektronički sustavi u radnim uvjetima bliskim stvarnim. Simulacija omogućuje predvidjeti reakciju projektiranog objekta na razne smetnje, omogućuje dizajneru da "vidi" plodove svog rada na djelu bez izrade prototipa. Vrijednost ove CAD značajke leži u činjenici da je u većini slučajeva iznimno teško formulirati sustav kriterij učinkovitosti RES. Učinkovitost je povezana s velikim brojem zahtjeva različite prirode i ovisi o velikom broju parametara OIE i vanjskih čimbenika. Stoga je u složenim projektantskim problemima gotovo nemoguće formalizirati postupak pronalaženja optimalnog rješenja prema kriteriju složene učinkovitosti. Simulacija omogućuje testiranje razne opcije odluke i odabrati najbolje, i to brzo i uzeti u obzir sve vrste čimbenika i smetnji.

Četvrta značajka je značajna komplikacija softvera i informacijska podrška oblikovati. Ne govorimo samo o kvantitativnom povećanju volumena, već i o ideološkoj zamršenosti, koja je povezana s potrebom stvaranja jezika komunikacije između dizajnera i računala, razvijenih baza podataka, programa za razmjenu informacija između sastavni dijelovi sustavi, projektni programi. Kao rezultat dizajna nastaju novi, napredniji OIE koji se od svojih analoga i prototipova razlikuju po većoj učinkovitosti zbog korištenja novih fizičkih pojava i principa rada, naprednijoj bazi i strukturi elemenata, poboljšanim dizajnom i progresivnim tehnoloških procesa.

4.2. Načela izrade sustava računalno potpomognutog projektiranja u građevinarstvu i tehnologiji

Prilikom izrade CAD sustava, oni se vode sljedećim načelima cijelog sustava:

Načelo uključenje, Ubrajanje je da zahtjeve za stvaranje, rad i razvoj CAD-a određuje složeniji sustav koji uključuje CAD kao podsustav. Takav složeni sustav to može biti npr. integrirani sustav ASNI - CAD - sustavi upravljanja procesima poduzeća, CAD industrije itd.
Načelo jedinstvo sustava osigurava osiguravanje integriteta CAD-a kroz komunikaciju između njegovih podsustava i funkcioniranje CAD upravljačkog podsustava.
Načelo složenost zahtijeva koherentnost oblikovanja pojedinih elemenata i cijelog objekta u cjelini u svim fazama projektiranja.
Načelo informacijsko jedinstvo određuje dosljednost informacija pojedinačni podsustavi i CAD komponente. To znači da softver CAD komponente treba koristiti uobičajene termine, simbole, konvencije, programske jezike specifične za domenu i načine prezentiranja informacija, koje obično utvrđuje relevantni normativni dokumenti. Načelo informacijskog jedinstva predviđa, posebice, smještanje svih datoteka koje se više puta koriste u dizajnu različitih objekata u bankama podataka. Zbog informacijskog jedinstva, 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.
Načelo kompatibilnost je da jezici, kodovi, informacije i tehnički podaci strukturne veze između podsustava i CAD komponenti moraju biti koordinirane kako bi se osiguralo zajedničko funkcioniranje svih podsustava i održavanje otvorena struktura CAD općenito. Dakle, uvođenje bilo kakvog novog hardvera ili softvera u CAD ne bi trebalo dovesti do promjena u već korištenim alatima.
Načelo nepromjenjivost predviđa da CAD podsustavi i komponente trebaju biti, ako je moguće, univerzalni ili tipični, tj. invarijantni projektiranim objektima i industrijskim specifičnostima. 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 učinkovitosti zbog korištenja novih fizikalnih pojava i principa.

Sustavi računalno potpomognutog projektiranja (CAD) RES. Moskovsko državno sveučilište tiskarske umjetnosti Komponente procesa dizajna

3 . Sastav CAD elektroničkih sustava

4 . Hijerarhijske razine reprezentacije elektroničkih uređaja

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite obrazac u nastavku

Slični dokumenti

4.1. Definicija, svrha, svrha

4.2. Načela izrade sustava računalno potpomognutog projektiranja u građevinarstvu i tehnologiji

Popularan