Acasă » Calcule » Sisteme de proiectare asistată de calculator (CAD) RES. Universitatea de Stat de Arte Tipografice din Moscova Componente ale procesului de proiectare

Sisteme de proiectare asistată de calculator (CAD) RES. Universitatea de Stat de Arte Tipografice din Moscova Componente ale procesului de proiectare

Se numește proiectarea automată, realizată de o persoană în interacțiune cu un computer. Gradul de automatizare poate fi diferit și este estimat prin proporția de lucrări de proiectare efectuate pe un computer fără participarea umană. Dacă = 0, proiectarea se numește neautomatizat, dacă = 1 - automat.

Un sistem de proiectare asistată de calculator este un sistem organizatoric și tehnic format dintr-un set de instrumente de automatizare a proiectării care interacționează cu departamentele organizarea designuluiși realizarea de proiectare asistată de calculator.

Dezvoltarea instrumentelor complexe de automatizare a designului sisteme electronice urmărește următoarele scopuri:

reducerea termenilor și costurilor de dezvoltare și implementare a produselor;

reducerea numărului de erori de proiectare;

asigurarea posibilitatii de schimbare a solutiilor de proiectare si reducerea timpului de verificare si testare a produselor.

Sarcinile rezolvate în diferite etape de proiectare pot fi împărțite în linii mari în trei grupe: sinteză și analiză. Sarcina analizei este de a studia comportamentul și proprietățile sistemului pentru caracteristicile date ale mediului extern, componentele sale și structura sistemului (sau modelul său). Conform teoriei generale a sistemelor, sinteza este procesul de generare a funcțiilor și structurilor necesare și suficiente pentru a obține anumite rezultate. Prin identificarea funcțiilor implementate de sistem, ele determină un sistem despre care se știe doar ceea ce va face.

În acest sens, etapa de sinteză a funcțiilor se numește sinteză abstractă. Există și etape ale sintezei structurale și parametrice. În sinteza structurală, se determină structura unui obiect - un set de elemente constitutive ale acestuia și modalități de conectare între ele (ca parte a unui obiect și cu Mediul extern). Sinteza parametrică constă în determinarea valorilor numerice ale parametrilor elementelor în condiții de structură și performanță date (adică este necesar să se găsească un punct sau o zonă în spațiul parametrilor interni în care sunt îndeplinite anumite condiții).

Dezvoltarea CAD este o problemă științifică și tehnică majoră. În ciuda costurilor mari cu forța de muncă (50-200 de specialiști calificați), realizarea de ARPA integrat în diverse domenii ale tehnologiei este o necesitate cauzată de complexitatea tot mai mare a obiectelor de design. Având în vedere cele de mai sus, este posibil să se formuleze principalele cerințe pe care CAD trebuie să le îndeplinească:

1. Să aibă o structură universală care implementează principiile de descompunere și ierarhie (abordare bloc-ierarhică). Mai mult, sistemele de proiectare ale diferitelor niveluri ale ierarhiei trebuie să fie coordonate informațional. Consecvența informațională înseamnă că, pentru procedurile de proiectare în curs de desfășurare secvenţial, ieșirea uneia dintre ele poate fi intrarea către alta și nu sunt necesare transformări.

2. Să aibă un grad ridicat de integrare. Gradul de integrare ar trebui să fie astfel încât să asigure implementarea întregului parcurs de proiectare: de la idee până la implementarea proiectului. Un rol important în asigurarea integrării instrumentelor de proiectare îl joacă așa-numitele infrastructuri (frameworks), CAD, care asigură atât integrarea diverselor instrumente și date de proiectare, cât și realizarea funcțiilor de control folosind o singură interfață utilizator.

3. Design în timp real. Reducerea timpului necesar interacțiunii CAD cu utilizatorul este asigurată de disponibilitatea mijloacelor tehnice operaționale pentru ca dezvoltatorul să interacționeze cu sistemul, eficiența procedurilor de proiectare etc.

4. Structura CAD trebuie să fie deschisă, adică. au proprietatea de comoditate a extinderii subsistemelor atunci când este îmbunătățită.

5. Aveți controale pentru informațiile de intrare și de ieșire.

6. Aveți mijloacele necesare pentru a face automat modificări în proiect.

2. Structura complexului hardware și software CAD

Toate hardware-urile și software-ul care alcătuiesc software-ul CAD de bază pot fi clasificate în funcție de funcțiile lor:

software de matematică (MO);

suport lingvistic (LO);

software (software);

suport tehnic (TO);

suport informațional (IS);

suport organizatoric (OO);

ML include: teorie, metode, modele matematice, algoritmi utilizați în proiectarea asistată de calculator.

LO este reprezentat de un set de limbaje utilizate în proiectarea asistată de computer. Partea principală a LO este limbajele de comunicare între o persoană și un computer.

Software-ul este un set de programe pentru mașină și documentația aferentă. Este împărțit în sistem și aplicat. Componentele software de sistem comune sunt, de exemplu, sistemele de operare, compilatoarele și altele asemenea. Aceste instrumente software sunt concepute pentru a organiza funcționarea mijloacelor tehnice, de ex. pentru planificarea și gestionarea procesului de calcul.

Aplicația software este creată pentru nevoile CAD. De obicei, este prezentat sub formă de pachete software de aplicație (APP), fiecare dintre ele deservește o anumită etapă a procesului de proiectare.

Componentele TO sunt un set de mijloace tehnice interconectate și care interacționează (de exemplu, calculatoare, mijloace de transmitere, introducere, afișare și documentare a datelor) destinate proiectării asistate de calculator.

IO integrează datele necesare pentru proiectarea asistată de computer. Ele pot fi prezentate sub forma anumitor documente pe diverse suporturi, continand informatii cu caracter de referinta despre parametrii obiectului de proiectare, rezultate intermediare etc.

Partea principală a IO CAD este o bancă de date (BND), care este un set de instrumente pentru acumularea centralizată și utilizarea colectivă a datelor în CAD. BND constă dintr-o bază de date (DB) și un sistem de management al bazei de date (DBMS). DB - datele în sine, aflate în memoria computerului și structurate în conformitate cu regulile adoptate în acest BND. DBMS - un set de instrumente software care asigură funcționarea BND. Cu ajutorul SGBD, datele sunt înregistrate în BND, acestea sunt selectate la solicitarea utilizatorului și a programelor de aplicație etc.

Procesul de proiectare asistată de computer este o interacțiune secvențială a unui număr mare de module software. Interacțiunea modulelor se manifestă în principal în legături de control (tranziții ordonate de la execuția unui modul de program la execuția altuia) și informații (utilizarea acelorași date în module diferite) (vezi Fig. 1 și 2).

La proiectarea sistemelor complexe, tocmai problema coordonării informaționale a diferitelor module de program este semnificativă. Există trei modalități principale de implementare a legăturilor de informații:

prin trecerea parametrilor de la programul apelant la programul apelat;

peste zone generale(zone de schimb) ale modulelor care interacționează;

prin banca de date.

Implementarea legăturilor de informații prin transferul de parametri înseamnă că fie parametrii, fie adresele acestora sunt transmise. Este folosit cu o cantitate relativ mică de date transmise și cu structura lor simplă.

Implementarea legăturilor de informații prin zona de schimb, fiecare modul trebuie să trimită date către zona de schimb, prezentându-le într-o formă acceptabilă din punct de vedere al cerințelor oricăruia dintre celelalte module. Deoarece cerințele pentru structura de date a fiecărui modul - consumator de date se pot dovedi a fi diferite, metoda de comunicare prin zonele de schimb este relativ ușor de implementat doar cu un număr mic și stabil de legături de informații. Se aplică modulelor software dintr-un anumit PPP.

Dacă aceleași module pot fi incluse în diferite proceduri de proiectare, interacționează cu multe module, atunci este recomandabil să se unifice mijloacele de schimb de informații. O astfel de unificare se realizează cu ajutorul conceptului BND. Principala caracteristică a informațiilor stocate în BND este structurarea acesteia. Principalele avantaje schimb de informatii BND sunt după cum urmează:

Restricțiile privind numărul de proceduri de proiectare deservite sunt eliminate;

Este posibilă dezvoltarea și modificarea sistemului software;

Este posibilă modificarea modernizării mijloacelor tehnice de stocare a datelor fără modificarea RFP;

Integritatea datelor este asigurată.

Cu toate acestea, implementarea legăturilor de informații prin baza de date a bazei de date are dezavantajele sale, în principal legate de timpul semnificativ petrecut căutând date în baza de date.

Orez. 1. Un grafic care reflectă legăturile de control.

Orez. 2. Un grafic care reflectă legăturile prin informații.

Orez. 3. Implementarea legăturilor de informații prin SGBD.

3 . Compoziția sistemelor electronice CAD

CAD modern este un sistem software și hardware complex, la care se face referire în literatura științifică și tehnică ca „stație de lucru” (PC).

Orez. 3. Structura staţiei de lucru pentru proiectarea sistemelor electronice.

Orez. 4. Structura software-ului CAD.

4 . Niveluri ierarhice de reprezentare a dispozitivelor electronice

Principala metodă de proiectare folosind CAD este metoda ierarhică bloc sau metoda de descompunere a unui obiect complex în subsisteme (blocuri, noduri, componente). În acest caz, descrierea unui sistem complex este împărțită în niveluri ierarhice (niveluri de abstractizare) în funcție de gradul de detaliu în reflectarea proprietăților sistemului. Fiecare nivel de prezentare a proiectului are propriul concept de sistem, subsistem, element al sistemului, legea de funcționare a elementelor sistemului ca întreg și influențe externe.

Aceste concepte sunt cele care definesc unul sau altul nivel al ierarhiei de reprezentare a dispozitivului. Un subsistem este o parte a sistemului, care este o combinație a unora dintre elementele sale, identificate în funcție de o anumită caracteristică funcțională, și este supusă scopului funcționării scopului unic de funcționare a întregului sistem. Sub elementul sistemului se înțelege partea sa care îndeplinește o anumită funcție (funcții) și nu este supusă descompunerii la un anumit nivel de considerare. Indivizibilitatea unui element este un concept, dar nu proprietate fizică acest element. Folosind conceptul de element, proiectantul își rezervă dreptul de a trece la un alt nivel pe baza unei piese sau prin combinarea mai multor elemente într-unul singur.

La nivelul ierarhic superior, întregul obiect complex este considerat ca un set de subsisteme care interacționează. La nivelul ierarhic următor, subsistemele sunt considerate separat ca sisteme formate din unele părți constitutive (elemente) și au o descriere mai detaliată. Acest nivel ierarhic este nivelul subsistemelor. Numărul de niveluri ierarhice este întotdeauna limitat. Nivelurile se caracterizează prin faptul că setul de tipuri de elemente din care poate fi compus subsistemul de proiectare este limitat. Un astfel de set se numește bază de nivel.

Metoda de descompunere dă naștere la probleme serioase la crearea CAD:

determinarea nivelurilor ierarhice și a bazelor acestora;

dezvoltare de software;

cartografierea de la o bază la alta etc.

Metoda de reprezentare ierarhică a obiectului proiectat utilizată de dezvoltatori circuite electroniceși sisteme, se poate baza pe două metode de reprezentare (descriere) elementelor: structurală și comportamentală.

Metoda structurală prevede descrierea unui element de sistem ca un set de elemente interconectate de un nivel inferior, determinând astfel baza acestui nivel. Forma structurală a ierarhiei proiectului implică procesul de descompunere sau scindare a proiectului astfel încât la orice nivel care este ales pentru modelare, modelul de sistem să fie construit ca un set de elemente interconectate definite pentru acest nivel. Aici apare imediat întrebarea: cum sunt definite aceste elemente? Cel mai adesea ele sunt formate folosind elemente de nivelul următor, inferior. Astfel, după cum se arată în fig. 5, proiectul poate fi prezentat sub formă de arbore, și diferite niveluri ierarhiile abstracțiilor corespund nivelurilor lor ale acestui arbore. La nivelul frunzei arborelui este definit comportamentul elementelor de proiect de cel mai jos nivel. Metoda comportamentală prevede descrierea unui element de sistem în termeni de dependențe de intrare/ieșire folosind o anumită procedură. În plus, această descriere este determinată de o procedură proprie și nu este descrisă folosind alte elemente. Prin urmare, modelul comportamental este utilizat pentru a descrie elemente la nivelul frunzei arborelui proiectului. Deoarece modelul comportamental al unui proiect poate exista la orice nivel, diferite părți ale proiectului pot avea descrieri comportamentale la diferite niveluri.

Orez. 5. Proiectul prezentat ca arbore complet (a) și incomplet (b).

Pe fig. 5(a) arată arborele „complet” al proiectului, unde întreaga descriere comportamentală este formată la același nivel. Figura 5(b) prezintă proiectul sub forma unui arbore incomplet, unde descrierile comportamentale se referă la diferite niveluri. Această situație apare deoarece este adesea de dorit ca un dezvoltator să construiască și să analizeze relațiile dintre componentele sistemului chiar înainte ca proiectarea să fie finalizată. Astfel, nu este necesar să existe specificații ale tuturor componentelor sistemului, de exemplu, la nivelul porților logice, pentru a putea controla proiectul în ansamblu pentru absența erorilor. Un astfel de control se realizează folosind modelarea pe mai multe niveluri, adică modelarea în care descrierile comportamentale ale modelelor componente aparțin diferitelor niveluri ale ierarhiei. Un avantaj suplimentar important al acestei abordări este că îmbunătățește eficiența modelării.

Din punctul de vedere al designerului hardware, există șase niveluri principale de ierarhie, prezentate în Fig. 6.

Orez. 6. Niveluri ierarhice de reprezentare a sistemelor electronice.

Acestea sunt nivelurile de sistem, microcircuit (sau IC), registru, poartă, circuit și topologic. Figura arată că ierarhia nivelurilor de prezentare are forma unei piramide trunchiate. Expansiunea piramidei în jos afișează o creștere a gradului de detaliu, i.e. numărul de elemente care trebuie luate în considerare la descrierea dispozitivului proiectat la acest nivel.

În tabel. 1 prezintă caracteristicile nivelurilor - sunt indicate elementele structurii și reprezentarea comportamentală pentru fiecare nivel.

Tabelul 1. Ierarhia modelelor

Nivel	Primitive structurale	Aparatură formală pentru reprezentarea comportamentală
Sistemică	CPU-uri, comutatoare, canale, magistrale, dispozitive de stocare etc.	Analiza sistemelor, teoria jocurilor, teoria cozilor de așteptare etc.
microcircuit	Microprocesoare, RAM, ROM, UART etc.	Dependențe de intrare-ieșire, GSA
Inregistreaza-te	Registre, ALU-uri, contoare, multiplexoare, decodoare	Teoria automatelor digitale, tabele de adevăr, GSA
supapă	Porți logice, flip-flops	Algebra logicii, sisteme de ecuatii logice
circuit	Tranzistoare, diode, rezistențe, condensatoare	Teoria circuitelor electrice, sisteme de ecuații diferențiale liniare, neliniare
Silicic	obiecte geometrice	Nu

De fapt nivel inferior, siliciul, formele geometrice sunt folosite ca primitive de bază, care reprezintă zone de difuzie, polisiliciu și metalizare pe suprafața unui cristal de siliciu. Conexiunea acestor forme, parcă, imită procesul de fabricare a unui cristal din punctul de vedere al dezvoltatorului. Aici reprezentarea este doar pur structurală (nu comportamentală).

La următorul nivel superior, schematic, reprezentarea proiectării este formată folosind interconexiunile elementelor tradiționale ale circuitelor electrice active și pasive: rezistențe, condensatoare și tranzistoare bipolare și MOS. Conexiunea acestor componente este folosită pentru a modela comportamentul unui circuit electric, exprimat în termeni de relații dintre tensiuni și curenți.Ecuațiile diferențiale pot fi folosite pentru a descrie comportamentul la acest nivel.

Al treilea nivel, nivelul porții logice, joacă în mod tradițional un rol major în proiectarea circuitelor și sistemelor digitale. Aici sunt folosite elemente de baza, ca porți logice AND, OR și NOT și diferite tipuri de flip-flops. Conectarea acestor primitive permite prelucrarea circuitelor logice combinaționale și secvențiale. Aparatul formal pentru descrierea comportamentală la acest nivel este algebra booleană.

Deasupra nivelului porții în ierarhie se află nivelul registrului. Aici, elementele de bază sunt componente cum ar fi registre, contoare, multiplexoare și unități aritmetice logice (ALU). Reprezentarea comportamentală a designului la nivel de registru este posibilă folosind tabele de adevăr, tabele de stări și limbaje de transfer de registre.

Deasupra nivelului de registru este nivelul cipului (sau IC). La nivel de cip, componente precum microprocesoare, dispozitive de memorie principală, porturi seriale și paralele și controlere de întrerupere acționează ca elemente. Deși limitele cipurilor sunt, de asemenea, granițe de model, sunt posibile alte situații. Astfel, un set de jetoane care împreună formează una dispozitiv functional, poate fi reprezentat ca un singur element. Un exemplu ilustrativ aici este modelarea unui procesor modular pe biți. De asemenea, este posibilă o opțiune alternativă - atunci când elementele reprezintă secțiuni separate ale unui microcircuit, de exemplu, în etapa de analiză a termenilor de referință și de descompunere. Caracteristica principală aici este că elementul reprezintă un bloc mare de logică, unde pentru căi lungi și adesea convergente de procesare a datelor, este necesar să se reprezinte dependențele ieșirilor de intrări. Ca și în cazul elementelor nivelurilor inferioare, elementele nivelului de cip nu sunt construite ierarhic din primitive mai simple, ci sunt obiecte de un singur model. Deci, dacă trebuie să modelați un port serial I/O (transceiver universal asincron, UART), modelul corespunzător nu este construit prin conectarea mai simplă modele funcționale blocuri cum ar fi registre și contoare, unde UART însuși devine modelul de bază. Modelele de acest tip sunt importante pentru OEM care achiziționează cipuri de la alți producători, dar nu își cunosc structura internă a stratului de poartă logică, deoarece acesta este de obicei un secret al companiei. Descrierea comportamentală a modelului la nivel de microcip este construită pe baza dependenței de intrare-ieșire a fiecărui algoritm IS specific implementat de acest IS. Nivelul superior este nivelul sistemului. Elementele acestui nivel sunt procesorul, memoria și comutatorul (autobuz) etc. Descrierea comportamentală la acest nivel include date și caracteristici de bază precum, de exemplu, indicatorul vitezei procesorului în milioane de instrucțiuni pe secundă (megaflops) sau debitul căii de procesare a datelor (bps). Din Tabel. 1 și cele de mai sus, se poate observa că caracteristicile structurale sau comportamentale ale nivelurilor învecinate se suprapun într-o anumită măsură. De exemplu, o reprezentare GSA poate fi utilizată atât la nivel de registru, cât și la nivel de cip. Cu toate acestea, reprezentarea structurală pentru ambele niveluri este complet diferită, motiv pentru care sunt separate. Nivelurile de microcircuit și de sistem sunt în esență aceleași elemente, dar sunt complet diferite în ceea ce privește caracteristicile lor comportamentale. Astfel, modelele comportamentale ale nivelului IS permit calcularea reacțiilor individuale detaliate sub formă de valori întregi și de biți. Și reprezentarea comportamentală a nivelului de sistem are o limitare serioasă - servește în primul rând pentru a modela debitul sistemului sau pentru a determina parametrii stocastici ai sistemului. În practică, vizualizarea la nivel de sistem a designului este utilizată în primul rând pentru evaluarea comparativă a diferitelor arhitecturi. În general, ar trebui utilizate diferite niveluri de modele dacă cerințele, fie comportamentale, fie structurale, sunt diferite.

Ultimul concept legat de reprezentarea ierarhică a unui proiect este așa-numita fereastră de proiect.

Acest termen se referă la grupul de niveluri ale arborelui de proiect cu care lucrează fiecare dezvoltator individual. Astfel, fereastra de proiect pentru dezvoltarea VLSI acoperă nivelurile de siliciu, circuit, poartă, registru și microcircuit. Designerul de computer, pe de altă parte, este de obicei interesat de fereastra care se întinde pe nivelurile de poartă, registru, cip și sistem. Conceptul ferestrei de proiect este baza pentru proiectarea pe mai multe niveluri. Pe măsură ce complexitatea VLSI crește, va deveni imposibil să se includă un nivel de poartă în fereastra de proiectare, deoarece sute de mii de porți logice pot fi plasate pe un singur cip. Nivelul de registru, deși cu siguranță mai puțin complex decât nivelul de poartă, poate conține și detalii opționale pentru cei care sunt interesați doar de semnalele VLSI I/O.

Astfel, din punctul de vedere al dezvoltatorului de mașini, VLSI însuși va deveni un element al proiectului.

Orez. 7. Un exemplu de implementare a nivelurilor de prezentare a unui sistem multiprocesor.

Lucrări de control pe subiect:

Etapele proiectării sistemelor electronice

Decizie de proiectare - o descriere intermediară a obiectului proiectat, obținută la unul sau altul nivel ierarhic, ca urmare a procedurii (a nivelului corespunzător).

Procedura de proiectare este o parte integrantă a procesului de proiectare. Exemple de proceduri de proiectare sunt sinteza unei scheme funcționale a unui dispozitiv proiectat, modelarea, verificarea, rutarea interconexiunilor pe o placă de circuit imprimat etc.

Proiectarea centralei electrice este împărțită în etape. O etapă este o secvență specifică de proceduri de proiectare. Secvența generală a etapelor de proiectare este următoarea:

intocmirea specificatiilor tehnice;

input de proiect;

design arhitectural;

design funcțional și logic;

proiectarea circuitelor;

proiectare topologică;

producerea unui prototip;

determinarea caracteristicilor dispozitivului.

Redactarea TOR. Sunt determinate cerințele pentru produsul proiectat, caracteristicile acestuia și se formează termenii de referință pentru proiectare.

Intrarea proiectului. Fiecare etapă de proiectare are propriile mijloace de intrare, în plus, multe sisteme de instrumente oferă mai mult de o modalitate de a descrie proiectul.

Editorii grafici și de text de nivel înalt pentru descrierea proiectului de sisteme moderne de design sunt eficiente. Acești editori permit proiectantului să deseneze o diagramă bloc a unui sistem mare, să atribuie modele blocurilor individuale și să le conecteze pe acestea din urmă prin autobuze și căi de semnal. Editorii, de regulă, leagă automat descrierile textuale ale blocurilor și conexiunilor cu imaginile grafice corespunzătoare, oferind astfel modelare complexă a sistemului. Acest lucru permite inginerilor de sisteme să nu-și schimbe stilul obișnuit de lucru: ei pot încă să gândească, schițând o diagramă bloc a proiectului lor ca pe o bucată de hârtie, în timp ce în același timp vor fi introduse și acumulate informații exacte despre sistem.

Ecuațiile logice sau diagramele de circuite sunt adesea foarte potrivite pentru a descrie logica interfeței de bază.

Tabelele de adevăr sunt utile pentru descrierea decodorelor sau a altor blocuri logice simple.

Limbajele de descriere hardware care conțin constructe de tip mașină de stări sunt de obicei mult mai eficiente pentru a reprezenta blocuri funcționale logice mai complexe, cum ar fi blocurile de control.

Design arhitectural. Reprezintă designul ED la nivelul de transmisie a semnalului CPU și memorie, memorie și KDPP. În această etapă, este determinată compoziția dispozitivului în ansamblu, sunt determinate principalele componente hardware și software ale acestuia.

Acestea. proiectarea unui întreg sistem cu o reprezentare la nivel înalt a acestuia pentru a verifica corectitudinea deciziilor arhitecturale se face de obicei în acele cazuri când un sistem nouși este necesar să se rezolve cu atenție toate problemele arhitecturale.

În multe cazuri, un proiect complet de sistem necesită includerea componentelor și efectelor neelectrice în structură pentru a le testa într-un singur pachet de simulare.

Ca elemente ale acestui nivel sunt folosite: procesor, memorie, controlere, anvelope. Atunci când se construiesc modele și se modelează sistemul, aici sunt utilizate metode de teoria grafurilor, teoria mulțimilor, teoria proceselor Markov, teoria cozilor de așteptare, precum și mijloace logice și matematice de descriere a funcționării sistemului.

În practică, este planificată construirea unei arhitecturi de sistem parametrizate și selectarea parametrilor optimi pentru configurarea acesteia. Prin urmare, modelele corespunzătoare trebuie parametrizate. Parametrii de configurare a modelului arhitectural determină ce funcții vor fi implementate în hardware și care în software. Unele dintre opțiunile de configurare pentru hardware sunt:

numărul, adâncimea de biți și lățimea de bandă a magistralelor de sistem;

timpul de acces la memorie;

dimensiunea cache-ului;

numărul de procesoare, porturi, blocuri de registre;

· capacitatea bufferelor de transfer de date.

Și opțiunile de configurare software includ, de exemplu:

opțiunile de planificare

prioritizarea sarcinilor;

intervalul de „scoatere a gunoiului”;

intervalul CPU maxim permis pentru un program;

parametrii subsistemului de gestionare a memoriei (dimensiunea paginii, dimensiunea segmentului, precum și distribuția fișierelor pe sectoarele de disc;

Parametrii de configurare a suportului de comunicație:

valoarea intervalului de timeout;

dimensiunea fragmentului;

parametrii de protocol pentru detectarea și corectarea erorilor.

Orez. 1 - Secvența procedurilor de proiectare a etapei de proiectare arhitecturală

În proiectarea interactivă la nivel de sistem, specificațiile funcționale la nivel de sistem sunt introduse mai întâi sub formă de diagrame de flux de date, iar tipurile de componente sunt selectate pentru a implementa diferite funcții (Fig. 1). Aici sarcina principală este de a dezvolta o arhitectură de sistem care să îndeplinească cerințele funcționale, de viteză și costuri specificate. Erorile la nivel arhitectural sunt mult mai costisitoare decât deciziile luate în timpul implementării fizice.

Modelele arhitecturale sunt importante și reflectă logica comportamentului sistemului și caracteristicile sale temporale, ceea ce face posibilă identificarea problemelor funcționale. Au patru caracteristici importante:

ele reprezintă cu acuratețe funcționalitatea componentelor hardware și software folosind abstracții de date la nivel înalt sub formă de fluxuri de date;

modelele arhitecturale reprezintă în mod abstract tehnologia de implementare sub formă de parametri de timp. Tehnologia de implementare specifică este determinată de valorile specifice acestor parametri;

modelele arhitecturale conțin diagrame care permit multor blocuri funcționale să partajeze (să partajeze) componente;

Aceste modele ar trebui să permită parametrizarea, tastarea și reutilizarea;

Modelarea la nivel de sistem permite dezvoltatorului să evalueze design-urile alternative ale sistemului în ceea ce privește funcționalitatea, performanța și costul acestora.

Sistem de instrumente de proiectare de sus în jos (ASIC Navigator, Compass Design Automation) pentru ASIC-uri și sisteme.

O încercare de a elibera inginerii de proiectare la nivel de poartă.

Logic Assistant (asistent logic);

asistent de proiectare;

ASIC Synthesiz (sintetizator ASIC);

asistent de testare;

Este un mediu unificat de proiectare și analiză. Vă permite să creați o specificație ASIC introducând descrieri grafice și textuale ale design-urilor dvs. Utilizatorii își pot descrie proiectele folosind majoritatea metodelor de introducere de nivel înalt, inclusiv diagrame de flux, formule booleene, diagrame de stare, instrucțiuni VHDL și Verilog și multe altele. Software-ul de sistem va sprijini aceste metode de introducere ca bază a întregului proces de proiectare a sistemului ASIC ulterior.

Arhitectura generală a ASIC-ului proiectat poate fi reprezentată ca blocuri funcționale interconectate fără a lua în considerare diviziunea lor fizică. Aceste blocuri pot fi apoi descrise într-un mod care se potrivește cel mai bine cu caracteristicile fiecărei funcții. De exemplu, utilizatorul poate descrie logica de control cu diagrame de stare, blocuri de funcții aritmetice cu diagrame de flux de date și funcții algoritmice cu VHDL. Descrierea finală poate fi o combinație de materiale textuale și grafice și servește drept bază pentru analiza și implementarea ASIC.

Subsistemul Logic Assistant convertește specificația primită în codul comportamental al limbajului VHDL. Acest cod poate fi procesat folosind un sistem de modelare VHDL terță parte. Modificarea specificației la nivel comportamental face posibilă efectuarea de modificări și depanare în etapele inițiale de proiectare.

Asistent de proiectare

Odată ce specificația a fost verificată, aceasta poate fi afișată pe instrumentul ASIC. Inițial, totuși, utilizatorul trebuie să decidă cum să implementeze cel mai bine un astfel de proiect la nivel înalt. Descrierea designului poate fi mapată la una sau mai multe rețele de porți sau circuite integrate bazate pe elemente standard.

Dising Assistant îi ajută pe utilizatori să evalueze o varietate de opțiuni pentru a obține cea mai bună implementare posibilă. D.A. determină dimensiunea estimată a matriței, posibilele metode de ambalare, consumul de energie și numărul estimat de porți logice pentru fiecare opțiune de descompunere și pentru fiecare tip de ASIC la cererea utilizatorului.

Utilizatorul poate apoi să efectueze interactiv analize de tip „what-if”, să exploreze modele alternative cu diferite descompunere de design sau să aranjeze și să mute elemente standard pentru carcasa matricei de poartă. Astfel, utilizatorul poate găsi abordarea optimă care să îndeplinească cerințele caietului de sarcini.

Sintetizator ASIC

Odată ce o anumită opțiune de proiectare a fost selectată, descrierea comportamentală a acesteia trebuie convertită într-o reprezentare la nivel de poartă logică. Această procedură necesită foarte multă muncă.

La nivelul porții pot fi alese ca elemente structurale următoarele: porți logice, declanșatoare, iar ca mijloace de descriere - tabele de adevăr, ecuații logice. La utilizarea nivelului de registru, elementele structurale vor fi: registre, sumatori, contoare, multiplexoare și instrumente de descriere - tabele de adevăr, limbaje de microoperații, tabele de tranziție.

Așa-numitele modele de simulare logică sau pur și simplu modele de simulare (IM) au devenit larg răspândite la nivel funcțional-logic. MI-urile reflectă doar logica externă și caracteristicile temporale ale funcționării dispozitivului proiectat. De regulă, în IM, operațiunile interne și structura internă nu ar trebui să fie similare cu cele care există într-un dispozitiv real. Dar operațiile simulate și caracteristicile temporale ale funcționării, în forma în care sunt observate extern, în IM ar trebui să fie adecvate celor care există într-un dispozitiv real.

Modelele acestei etape sunt utilizate pentru a verifica corectitudinea implementării algoritmilor specificați pentru funcționarea unui circuit funcțional sau logic, precum și diagramele de timp ale dispozitivului fără o implementare hardware specifică și ținând cont de caracteristicile elementului baza.

Acest lucru se realizează prin metode de modelare logică. Prin modelare logică se înțelege simularea computerizată a funcționării unui circuit funcțional în sensul deplasării informațiilor prezentate ca valori logice „0” și „1” de la intrarea circuitului la ieșirea acestuia. Verificarea funcționării circuitului logic include atât verificarea funcțiilor logice implementate de circuit, cât și verificarea temporizării (prezența căilor critice, riscuri de defecțiune și contenție de semnal). Principalele sarcini rezolvate cu ajutorul modelelor de acest nivel sunt verificarea schemelor funcționale și de circuite, analiza testelor de diagnosticare.

Proiectarea circuitelor este procesul de dezvoltare a diagramelor de circuite, a specificațiilor în conformitate cu cerințele termenilor de referință. Dispozitivele proiectate pot fi: analogice (generatoare, amplificatoare, filtre, modulatoare etc.), digitale (diverse circuite logice), mixte (analogic-digitale).

În etapa de proiectare a circuitului, dispozitivele electronice sunt reprezentate la nivel de circuit. Elementele acestui nivel sunt componente active și pasive: rezistor, condensator, inductor, tranzistoare, diode etc. Un fragment tipic de circuit (poartă, declanșator etc.) poate fi, de asemenea, utilizat ca element al nivelului de circuit. Circuitul electronic al produsului proiectat este o combinație de componente ideale care reflectă cu exactitate structura și compoziția elementară a produsului proiectat. Se presupune că componentele ideale ale circuitului permit o descriere matematică cu parametri și caracteristici dați. Modelul matematic al unei componente a unui circuit electronic este un ODE în raport cu variabilele: curent și tensiune. Modelul matematic al dispozitivului este reprezentat de un set de ecuații algebrice sau diferențiale care exprimă relația dintre curenți și tensiuni în diverse componente ale circuitului. Modelele matematice ale fragmentelor tipice de circuit se numesc macromodele.

Etapa de proiectare a circuitului include următoarele proceduri de proiectare:

Sinteză structurală - construirea unui circuit echivalent al dispozitivului proiectat

calculul caracteristicilor statice presupune determinarea curenților și tensiunilor în orice nod al circuitului; analiza caracteristicilor curent-tensiune și studiul influenței parametrilor componente asupra acestora.

Calculul caracteristicilor dinamice constă în determinarea parametrilor de ieșire ai circuitului în funcție de modificarea parametrilor interni și externi (analiza cu o singură variantă), precum și în aprecierea sensibilității și gradului de răspândire în raport cu valorile nominale ale parametrii de ieșire, în funcție de parametrii de intrare și externi ai circuitului electronic (analiza multivariată).

· optimizarea parametrică, care determină astfel de valori ale parametrilor interni ai circuitului electronic, care optimizează parametrii de ieșire.

Se face o distincție între designul de sus în jos (de sus în jos) și de jos în sus (de jos în sus). Într-un proiect de sus în jos, pașii care utilizează nivele mai înalte de reprezentare a dispozitivului sunt executați mai întâi decât pașii care utilizează niveluri ierarhice inferioare. În designul de jos în sus, secvența este inversată.

Când privim arborele de design, pot fi identificate două concepte de design: design de jos în sus (de jos în sus) și design de sus în jos (de sus în jos). Aici cuvântul „sus” se referă la rădăcina copacului, iar cuvântul „jos” se referă la frunze. Cu designul de sus în jos, lucrul poate începe deja atunci când dezvoltatorul cunoaște deja doar funcțiile rădăcinii - și el (sau ea) în primul rând împarte rădăcina într-un set de primitive de nivel inferior.

După aceea, dezvoltatorul continuă să lucreze cu nivelul de bază și împarte primitivele acestui nivel. Acest proces continuă până când ajunge la nodurile frunze ale proiectului. Pentru a caracteriza designul de sus în jos, este important de reținut că partiționarea la fiecare nivel este optimizată în funcție de unul sau altul criteriu obiectiv. Aici, diviziunea nu este legată de cadrul „ceea ce este deja acolo”.

Termenul „proiect de jos în sus” nu este chiar corect în sensul că procesul de proiectare începe încă cu definirea rădăcinii copacului, dar în acest caz diviziunea se realizează ținând cont de componentele care sunt deja disponibile și pot să fie folosite ca primitive; cu alte cuvinte, dezvoltatorul, la scindare, trebuie să plece de la ce părți constitutive vor fi reprezentate în nodurile frunzelor. Aceste piese „inferioare” vor fi proiectate mai întâi. Designul de sus în jos pare a fi cea mai potrivită abordare, dar slăbiciunea sa este că componentele rezultate nu sunt „standard”, ceea ce crește costul proiectului. Prin urmare, combinația dintre metodele de proiectare de jos în sus și de sus în jos pare a fi cea mai rațională.

Se preconizează că marea majoritate a inginerilor de proiectare electronică și computerizată vor folosi o metodologie de sus în jos. Ei vor deveni, de fapt, ingineri de sisteme, cu o parte semnificativă a timpului petrecut în proiectarea de produse comportamentale.

În prezent, proiectarea sistemelor electronice se realizează conform metodologiei de jos în sus, prima etapă a procesului de proiectare fiind de obicei introducerea unei descrieri de circuit la nivel structural (evident, la nivelul IC și componentelor discrete) . După ce structura este determinată, o descriere a comportamentului acestui sistem este introdusă într-unul sau altul limbaj pentru descrierea acestui echipament și se efectuează modularea. În acest caz, partea electronică a proiectului este realizată manual, adică fără utilizarea instrumentelor de proiectare.

Complicația sistemelor proiectate duce la faptul că dezvoltatorii își pierd practic capacitatea de a analiza în mod intuitiv proiectul, adică de a evalua calitatea și caracteristicile specificației de proiectare a sistemului. Și modelarea la nivel de sistem folosind modele arhitecturale (ca prim pas în procesul de proiectare de sus în jos) prezintă o astfel de oportunitate.

În cazul proiectării de sus în jos, cele două etape ale proiectării de jos în sus descrise mai sus sunt efectuate în ordine inversă. Designul de sus în jos se concentrează mai degrabă pe reprezentarea comportamentală a sistemului în curs de dezvoltare decât pe reprezentarea fizică sau structurală a acestuia. Desigur, rezultatul final al designului de sus în jos este, de asemenea, o reprezentare structurală sau schematică a designului.

Ideea aici este că proiectarea de sus în jos necesită modele arhitecturale de sistem, în timp ce proiectarea de jos în sus necesită modele structurale.

Beneficii (pentru toate sistemele CAD):

1) Metodologia de proiectare de sus în jos este o condiție prealabilă pentru proiectarea paralelă: dezvoltarea coordonată a subsistemelor hardware și software.

2) Introducerea metodei de proiectare de sus în jos este facilitată de mijloacele sintezei logice. Aceste instrumente asigură transformarea formulelor logice în descrieri realizabile fizic ale nivelului porților logice.

Astfel:

implementare fizică simplificată

Utilizarea eficientă a timpului de proiectare

șabloanele de tehnologie sunt utilizate în mod eficient

Cu toate acestea, pentru proiecte complexe, a căror scară este exprimată în câteva sute de mii de porți logice, este de dorit să se poată optimiza la nivel global prin modelare și analiză la nivel de sistem.

3) Metodologia de proiectare de sus în jos se bazează pe faptul că specificația proiectului este creată automat conform cerințelor funcționale inițiale. Cerințele funcționale sunt componenta inițială în proiectarea sistemelor complexe. Din acest motiv, această abordare reduce probabilitatea unui sistem inoperabil. În multe cazuri, defecțiunea sistemului proiectat este cauzată de o nepotrivire între cerințele funcționale și specificațiile de proiectare.

4) Un alt beneficiu potențial al proiectării de sus în jos este că permite dezvoltarea de teste eficiente pentru verificarea și validarea proiectării, precum și vectori de testare pentru controlul produselor fabricate.

5) Rezultatele modelării la nivel de sistem pot servi drept bază pentru o evaluare cantitativă a proiectului deja în fazele inițiale de proiectare. Într-o etapă ulterioară, modelarea la nivel de poartă logică este necesară pentru verificarea și validarea proiectării. Un mediu de proiectare omogen vă va permite să comparați rezultatele simulării obținute la prima și la etapele ulterioare de proiectare.

Rezumate similare:

Date inițiale, structura generală și etapele principale ale proiectării unui sistem de viziune. Luarea în considerare a funcțiilor și implementarea acesteia pe baza unui microprocesor KR1810 cu un singur cip. Dezvoltarea hardware și calcularea timpului de rulare al programului.

Caracteristicile pachetelor de aplicații CAD. Studierea caracteristicilor sistemelor SCADA, care pot accelera semnificativ procesul de creare a software-ului de nivel superior. Analiza mediului de instrumente pentru dezvoltarea aplicațiilor pentru colectarea datelor și controlul Genie.

Studiul caracteristicilor tehnice și al compoziției elementului de bază a unui computer modern. Dezvoltarea unui distribuitor de ceasuri. Sinteza opțiunilor de implementare a nodurilor la nivelul circuitelor funcționale folosind tehnici de proiectare formale și euristice.

Analiza opțiunilor de implementare a unui circuit combinațional pentru diferite tipuri de circuite integrate logice programabile (FPGA). Caracteristicile pachetelor software Decomposer și WebPACK ISE. Descrierea agregatorului în limbajul VHDL, sinteza acestuia folosind pachetul Decomposer.

Diagrama tipică a procesului de proiectare asistată de calculator a SRE. Clasificarea sarcinilor de proiectare rezolvate în procesul de proiectare SRE. Structura CAD, software matematic, software lingvistic. Limbi de dialog, soiurile și tipurile lor.

Design modern mijloace electroniceşi caracteristică metode existente construcția lor. Standardele de statînregistrarea documentației de proiectare, contabilizarea acestora și păstrarea în biroul de documentație tehnică. Tipuri de purtători de informații.

Metode și etape de proiectare a echipamentelor radio-electronice. Rolul limbajului de programare în sisteme automatizate ah design de mașină. o scurtă descriere a calculatoare utilizate în rezolvarea problemelor de automatizare a proiectării REA.

Proiectarea unui dispozitiv care îndeplinește funcția unui registru de deplasare inversă sincronă de opt biți și a unui circuit de scalare inversă sincronă. Proiectarea și calculul unui dispozitiv de declanșare. Sinteza structurii dispozitivului proiectat.

Studiul principiilor de bază ale construirii bazelor de date - un set numit de date care reflectă starea obiectelor și relațiile lor în domeniul subiectului luat în considerare. Sistemul de gestionare a bazelor de date. Concepte ale etapelor de construcție și proiectare a acestora.

Instrumente software pentru proiectarea dispozitivelor de inginerie radio. Principalele capacități tehnice ale programului Microsoft Word. Caracteristici comparative ale programelor pentru calcule matematice. Programe de modelare a proceselor în circuite electronice radio.

Principii de proiectare a unui complex de mijloace tehnice de sisteme de control automatizate. Cerințe pentru dispozitive specializate și costuri pentru implementarea acestora. Dispozitive pentru codificarea informațiilor grafice. Plotere grafice și tablouri de bord.

Esența tehnicii de proiectare a circuitelor de flip-flops, etapele sintezei abstracte și structurale. Tabel caracteristic al funcțiilor de excitație flip-flop RS, design PCB. Sistemul P-CAD și desemnarea grafică condiționată a elementelor.

Dezvoltarea comunicațiilor computerizate. Cerințe pentru informații economice. Caracteristicile proceselor informaționale în întreprinderi. Probleme de implementare tehnologia Informatieiîn domeniul umanitar. Metodologia anchetei informaționale de către întreprindere.

Metodele algoritmice sunt utilizate pe scară largă pentru măsurarea și calcularea parametrilor modelelor matematice ale componentelor radio în proiectarea asistată de computer a circuitelor electronice. Calculatoarele electronice sunt folosite pentru proiectarea lor.

Optimizarea managementului în diverse sfere ale activității umane. Clasificarea sistemelor automate de management al informaţiei. Metode de proiectare și etape de dezvoltare. Schema structurala, capacitatea de memorie, echipament de ieșire și afișare.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Test pe această temă:

Etapele proiectării sistemelor electronice

Decizie de proiectare - o descriere intermediară a obiectului proiectat, obținută la unul sau altul nivel ierarhic, ca urmare a procedurii (a nivelului corespunzător).

Procedura de proiectare este o parte integrantă a procesului de proiectare. Exemple de proceduri de proiectare sunt sinteza diagramei funcționale a dispozitivului proiectat, modelarea, verificarea, rutarea interconexiunilor pe placă de circuit imprimat etc.

Proiectarea centralei electrice este împărțită în etape. O etapă este o secvență specifică de proceduri de proiectare. Secvența generală a etapelor de proiectare este următoarea:

redactarea TK;

input de proiect;

design arhitectural;

proiectare funcțional-logică;

proiectarea circuitelor;

proiectare topologică;

producerea unui prototip;

determinarea caracteristicilor dispozitivului.

Redactarea TOR. Sunt determinate cerințele pentru produsul proiectat, caracteristicile acestuia și se formează termenii de referință pentru proiectare.

Intrarea proiectului. Fiecare etapă de proiectare are propriile mijloace de intrare, în plus, multe sisteme de instrumente oferă mai mult de o modalitate de a descrie proiectul.

Editorii grafici și de text de nivel înalt ai descrierii proiectului sunt eficiente. sisteme moderne proiecta. Acești editori permit proiectantului să deseneze o diagramă bloc a unui sistem mare, să atribuie modele blocurilor individuale și să le conecteze pe acestea din urmă prin autobuze și căi de semnal. Editorii, de regulă, leagă automat descrierile textuale ale blocurilor și conexiunilor cu imaginile grafice corespunzătoare, oferind astfel modelare complexă a sistemului. Acest lucru permite inginerilor de sisteme să nu-și schimbe stilul obișnuit de lucru: ei pot încă să gândească, schițând o diagramă bloc a proiectului lor ca pe o bucată de hârtie, în timp ce în același timp vor fi introduse și acumulate informații exacte despre sistem.

Ecuațiile logice sau diagramele de circuite sunt adesea foarte potrivite pentru a descrie logica interfeței de bază.

Tabelele de adevăr sunt utile pentru descrierea decodorelor sau a altor blocuri logice simple.

Acestea. proiectarea unui întreg sistem cu o reprezentare la nivel înalt a acestuia pentru a verifica corectitudinea deciziilor arhitecturale se face de obicei în cazurile în care este dezvoltat un sistem fundamental nou și toate problemele arhitecturale trebuie rezolvate cu atenție.

În multe cazuri, un proiect complet de sistem necesită includerea componentelor și efectelor neelectrice în structură pentru a le testa într-un singur pachet de simulare.

număr, cifră și debitului sistem de anvelope;

timpul de acces la memorie;

mărimea cache-ului;

numărul de procesoare, porturi, blocuri de registre;

capacitatea tampoanelor de transfer de date.

Și opțiunile de configurare software includ, de exemplu:

opțiuni de planificare;

prioritatea sarcinilor;

interval de „scoatere a gunoiului”;

intervalul CPU maxim admisibil pentru program;

parametrii subsistemului de gestionare a memoriei (dimensiunea paginii, dimensiunea segmentului, precum și distribuția fișierelor pe sectoarele de disc;

Parametrii de configurare a suportului de comunicație:

valoarea intervalului de timeout;

dimensiunea fragmentului;

parametrii de protocol pentru detectarea și corectarea erorilor.

Orez. 1 - Secvența procedurilor de proiectare a etapei de proiectare arhitecturală

ele reprezintă cu acuratețe funcționalitatea componentelor hardware și software folosind abstracții de date la nivel înalt sub formă de fluxuri de date;

modelele arhitecturale reprezintă în mod abstract tehnologia de implementare sub formă de parametri de timp. tehnologie specifică implementările specifică valori specifice pentru acești parametri;

modelele arhitecturale conțin diagrame care permit multor blocuri funcționale să partajeze (să partajeze) componente;

aceste modele trebuie să fie parametrizabile, tipabile și reutilizabile;

Modelarea la nivel de sistem permite dezvoltatorului să evalueze opțiunile alternative de proiectare pentru un sistem în ceea ce privește modul în care acestea se potrivesc. funcţionalitate, indicatori de performanță și cost.

Sistem de instrumente de proiectare de sus în jos (ASIC Navigator, Compass Design Automation) pentru ASIC-uri și sisteme.

O încercare de a elibera inginerii de proiectare la nivel de poartă.

Logic Assistant (asistent logic);

asistent de proiectare;

ASIC Synthesiz (sintetizator ASIC);

Asistent de proiectare

Dising Assistant îi ajută pe utilizatori să evalueze o varietate de opțiuni pentru a obține cea mai bună implementare posibilă. D.A. determină dimensiunea estimată a cristalului la cererea utilizatorului, modalități posibile pachete, consumul de energie și numărul estimat de porți logice pentru fiecare opțiune de descompunere și pentru fiecare tip de ASIC.

Sintetizator ASIC

Acest lucru se realizează prin metode de modelare logică. Prin modelare logică se înțelege simularea computerizată a funcționării unui circuit funcțional în sensul deplasării informațiilor prezentate ca valori logice „0” și „1” de la intrarea circuitului la ieșirea acestuia. Verificarea funcționării circuitului logic include atât verificarea funcțiilor logice implementate de circuit, cât și verificarea temporizării (prezența căilor critice, riscuri de defecțiune și contenție de semnal). Principalele sarcini rezolvate cu ajutorul modelelor de acest nivel sunt verificarea functionale si scheme de circuite, analiza testelor diagnostice.

Etapa de proiectare a circuitului include următoarele proceduri de proiectare:

sinteza structurala - construirea unui circuit echivalent al dispozitivului proiectat

calculul caracteristicilor dinamice constă în determinarea parametrilor de ieșire ai circuitului în funcție de modificarea parametrilor interni și externi (analiza cu o singură variantă), precum și în aprecierea sensibilității și gradului de răspândire în raport cu valorile nominale ale parametrii de ieșire, în funcție de parametrii de intrare și externi ai circuitului electronic (analiza multivariată).

optimizare parametrică, care determină astfel de valori ale parametrilor interni ai circuitului electronic care optimizează parametrii de ieșire.

Ideea aici este că proiectarea de sus în jos necesită modele arhitecturale de sistem, în timp ce proiectarea de jos în sus necesită modele structurale.

Beneficii (pentru toate sistemele CAD):

1) Metodologia de proiectare de sus în jos este o condiție prealabilă pentru proiectarea paralelă: dezvoltarea coordonată a subsistemelor hardware și software.

Astfel:

simplifică implementarea fizică

utilizarea eficientă a timpului de proiectare

șabloanele de tehnologie sunt utilizate eficient

Documente similare

Concept, sarcini și probleme de automatizare a proiectării sistemelor electronice complexe. Structura complexului hardware și software CAD. Descrierea nivelurilor de reprezentare microcip, registru, poarta si siliciu ale sistemelor multiprocesor.

rezumat, adăugat la 11.11.2010

Modelarea unui amplificator de putere de frecvență audio (UMZCH) pentru a verifica conformitatea caracteristicilor acestuia cerinte tehnice pentru acest tip de dispozitiv. Studiul principalelor proceduri de proiectare ale etapei de proiectare a circuitului.

lucrare de termen, adăugată 07/07/2009

rezumat, adăugat 12.10.2008

disertație, adăugată 15.12.2008

Sistem de modelare a circuitelor pentru dispozitive electronice. Descrierea matematică a obiectelor de control; determinarea parametrilor obiectelor tehnologice. Evaluarea indicatorilor de calitate ai ACS. Calculul liniarului sisteme continue, optimizarea lor structurală.

curs de prelegeri, adăugat 05.06.2013

Analiză de ultimă oră proiectarea dispozitivelor radio transceiver. Descrierea sistemelor de sprijinire a deciziei, perspective de utilizare a unor astfel de sisteme în domeniul proiectării. Calculul lățimii de bandă a căii de înaltă frecvență a receptorului.

teză, adăugată 30.12.2015

Metode de bază pentru proiectarea și dezvoltarea dispozitivelor electronice. Calculul parametrilor statici și dinamici ai acestora. Uz practic Pachet de simulare de circuit MicroCap 8 pentru modelarea unui amplificator în domeniile frecvență și timp.

lucrare de termen, adăugată 23.07.2013

Moduri de operare, tipuri de mijloace tehnice ale sistemelor de supraveghere video de televiziune, etape și algoritm de proiectare. Opțiuni pentru alegerea unui monitor și a celor mai populare dispozitive de înregistrare. Clasificarea camerelor, caracteristicile instalării interne și externe.

rezumat, adăugat 25.01.2009

rezumat, adăugat 20.02.2011

Metode și etape de proiectare a echipamentelor radio-electronice. Rolul limbajului de programare în sistemele automate de proiectare a mașinilor. O scurtă descriere a calculatoarelor utilizate în rezolvarea problemelor de automatizare a proiectării REA.

Decizie de proiectare - o descriere intermediară a obiectului proiectat, obținută la unul sau altul nivel ierarhic, ca urmare a procedurii (a nivelului corespunzător).

Proiectarea centralei electrice este împărțită în etape. O etapă este o secvență specifică de proceduri de proiectare. Secvența generală a etapelor de proiectare este următoarea:

redactarea TK;

input de proiect;

design arhitectural;

proiectare funcțional-logică;

proiectarea circuitelor;

proiectare topologică;

producerea unui prototip;

determinarea caracteristicilor dispozitivului.

Redactarea TOR. Sunt determinate cerințele pentru produsul proiectat, caracteristicile acestuia și se formează termenii de referință pentru proiectare.

Intrarea proiectului. Fiecare etapă de proiectare are propriile mijloace de intrare, în plus, multe sisteme de instrumente oferă mai mult de o modalitate de a descrie proiectul.

Ecuațiile logice sau diagramele de circuite sunt adesea foarte potrivite pentru a descrie logica interfeței de bază.

Tabelele de adevăr sunt utile pentru descrierea decodorelor sau a altor blocuri logice simple.

În multe cazuri, un proiect complet de sistem necesită includerea componentelor și efectelor neelectrice în structură pentru a le testa într-un singur pachet de simulare.

numărul, adâncimea de biți și lățimea de bandă a magistralelor de sistem;

timpul de acces la memorie;

mărimea cache-ului;

numărul de procesoare, porturi, blocuri de registre;

capacitatea tampoanelor de transfer de date.

Și opțiunile de configurare software includ, de exemplu:

opțiuni de planificare;

prioritatea sarcinilor;

interval de „scoatere a gunoiului”;

intervalul CPU maxim admisibil pentru program;

parametrii subsistemului de gestionare a memoriei (dimensiunea paginii, dimensiunea segmentului, precum și distribuția fișierelor pe sectoarele de disc;

Parametrii de configurare a suportului de comunicație:

valoarea intervalului de timeout;

dimensiunea fragmentului;

parametrii de protocol pentru detectarea și corectarea erorilor.

Orez. unu

ele reprezintă cu acuratețe funcționalitatea componentelor hardware și software folosind abstracții de date la nivel înalt sub formă de fluxuri de date;

modelele arhitecturale conțin diagrame care permit multor blocuri funcționale să partajeze (să partajeze) componente;

aceste modele trebuie să fie parametrizabile, tipabile și reutilizabile;

Modelarea la nivel de sistem permite dezvoltatorului să evalueze design-urile alternative ale sistemului în ceea ce privește funcționalitatea, performanța și costul acestora.

Sistem de instrumente de proiectare de sus în jos (ASIC Navigator, Compass Design Automation) pentru ASIC-uri și sisteme.

O încercare de a elibera inginerii de proiectare la nivel de poartă.

Logic Assistant (asistent logic);

asistent de proiectare;

ASIC Synthesiz (sintetizator ASIC);

Adnotare: Prelegerea oferă definițiile de bază, scopul și principiile proiectării asistate de computer (CAD). Sunt prezentate esența și schema funcționării CAD. Este afișat locul CAD RES printre alte sisteme automate. Sunt luate în considerare structura și varietățile CAD. Scopul principal al prelegerii este de a arăta esența procesului de proiectare RES, principiile de bază ale proiectării. Se acordă o atenție deosebită abordare sistematica la proiectarea tehnologiei de proiectare și producție a SRE

4.1. Definiție, scop, scop

Prin definiție, CAD este un sistem organizatoric și tehnic format dintr-o combinație între un set de instrumente de automatizare a designului și o echipă de specialiști din departamente. organizarea designului, realizarea de proiectare asistată de calculator a unui obiect, care este rezultatul activității organizarea designului [ , ].

Din această definiție rezultă că CAD nu este un instrument de automatizare, ci un sistem de activități ale oamenilor în proiectarea obiectelor. Prin urmare, automatizarea proiectării ca disciplină științifică și tehnică diferă de utilizarea obișnuită a computerelor în procesele de proiectare prin faptul că ia în considerare problemele construirii unui sistem și nu un set de sarcini individuale. Această disciplină este metodologică prin faptul că generalizează caracteristici care sunt comune diferitelor aplicații specifice.

Schema ideală de funcționare CAD este prezentată în fig. 4.1.

Orez. 4.1.

Această schemă este ideală în sensul respectării depline a redactării conform standardelor existente și al inconsecvenței cu sistemele reale în care nu toate lucrările de proiectare sunt efectuate folosind instrumente de automatizare și nu toți proiectanții folosesc aceste instrumente.

Designerii, după cum sugerează definiția, aparțin CAD. Această afirmație este destul de legitimă, deoarece CAD este un sistem de proiectare automată, nu automată. Aceasta înseamnă că o parte din operațiunile de proiectare poate și va fi întotdeauna efectuată de un om. În același timp, în sistemele mai avansate, proporția muncii efectuate de o persoană va fi mai mică, dar conținutul acestor lucrări va fi mai creativ, iar rolul unei persoane în majoritatea cazurilor va fi mai responsabil.

Din definiția CAD rezultă că scopul funcționării acestuia este proiectarea. După cum sa menționat deja, proiectarea este un proces de procesare a informațiilor, care duce în cele din urmă la o înțelegere completă a obiectului proiectat și a metodelor de fabricare a acestuia.

În practica proiectării neautomatizate, o descriere completă a obiectului proiectat și a metodelor de fabricare a acestuia conține un design de produs și documentatie tehnica. Nume încă nelegalizate pentru condiția de proiectare asistată de computer produs final design, care conține date despre obiect și tehnologia creării acestuia. În practică, este încă denumit „proiect”.

Designul este unul dintre cele mai complexe tipuri de muncă intelectuală efectuată de o persoană. Mai mult, procesul de proiectare a obiectelor complexe depășește puterea unei singure persoane și este realizat de o echipă creativă. Acest lucru, la rândul său, face procesul de proiectare și mai complex și dificil de oficializat. Pentru a automatiza un astfel de proces, este necesar să știți clar ce este cu adevărat și cum este realizat de dezvoltatori. Experiența arată că studiul proceselor de proiectare și formalizarea lor au fost date specialiștilor cu mare dificultate, prin urmare, automatizarea proiectării a fost realizată peste tot în etape, acoperind în mod constant toate noile operațiuni de proiect. În consecință, noi sisteme au fost create treptat și vechile sisteme au fost îmbunătățite. Cu cât sistemul este împărțit în mai multe părți, cu atât este mai dificil să se formuleze corect datele inițiale pentru fiecare parte, dar cu atât este mai ușor de optimizat.

Obiect de automatizare de proiectare sunt munca, acțiunile unei persoane pe care le realizează în procesul de proiectare. Și cum proiectează ei se numește obiect de design.

O persoană poate proiecta o casă, o mașină, proces tehnologic, produs industrial. Aceleași obiecte sunt concepute pentru a proiecta CAD. În același timp, produsele CAD sunt separate (CAD I) și CAD procese tehnologice (CAD TP).

Prin urmare, obiecte de design nu sunt proiectarea obiectelor de automatizare. În practica industrială obiect de automatizare de proiectare este totalitatea acțiunilor designerilor care dezvoltă un produs sau proces tehnologic, sau ambele, și întocmirea rezultatelor dezvoltării sub formă de documentație de proiectare, tehnologică și operațională.

Împărțind întregul proces de proiectare în etape și operații, le puteți descrie folosind anumite metode matematice și puteți determina instrumentele pentru automatizarea lor. Apoi, este necesar să se ia în considerare cele selectate operațiuni de proiectși instrumente de automatizareîntr-un complex și găsiți modalități de a le conjuga în sistem unic corespunzătoare obiectivelor stabilite.

La proiectarea unui obiect complex, diverse operațiuni de proiect sunt repetate de multe ori. Acest lucru se datorează faptului că designul este un proces care se dezvoltă în mod natural. Începe cu dezvoltarea unui concept general al obiectului proiectat, pe baza acestuia - proiect de proiect. Alte soluții aproximative (estimari) proiect de proiect specificate în toate etapele de proiectare ulterioare. În general, un astfel de proces poate fi reprezentat ca o spirală. În partea de jos a spiralei se află conceptul obiectului proiectat, în partea de sus - datele finale despre obiectul proiectat. La fiecare cotitură a spiralei, din punct de vedere al tehnologiei de prelucrare a informaţiei, se efectuează operaţii identice, dar într-un volum tot mai mare. Prin urmare, instrumental instrumente de automatizare operațiunile recurente pot fi aceleași.

În practică, este foarte dificil să rezolvi problema formalizării întregului proces de proiectare, dar dacă cel puțin o parte din operațiunile de proiectare este automatizată, acest lucru se va justifica, deoarece va permite dezvoltarea ulterioară a CAD-ului creat pe baza solutii tehnice mai avansate si cu mai putine resurse .

În general, pentru toate etapele de proiectare a produsului și tehnologie de fabricație, se pot distinge următoarele tipuri principale de operațiuni tipice de procesare a informațiilor:

căutarea și selectarea din diverse surse a informațiilor necesare;
analiza informațiilor selectate;
efectuarea de calcule;
luarea deciziilor de proiectare;
înregistrarea soluțiilor de proiectare într-o formă convenabilă pentru utilizare ulterioară (în etapele ulterioare de proiectare, în timpul fabricării sau exploatării produsului).

Automatizarea operațiunilor de procesare a informațiilor enumerate și a proceselor de management al informațiilor în toate etapele de proiectare este esența funcționării CAD-ului modern.

Care sunt principalele caracteristici ale sistemelor de proiectare asistată de computer și diferențele lor fundamentale față de metodele de automatizare „sarcini”?

Primul trăsătură caracteristică este o oportunitate cuprinzător rezolvarea unei probleme generale de proiectare, stabilirea unei legături strânse între anumite sarcini, adică posibilitatea unui schimb intens de informații și interacțiunea nu numai a procedurilor individuale, ci și a etapelor de proiectare. De exemplu, în raport cu etapa tehnică (proiectare) de proiectare, CAD RES permite rezolvarea problemelor de layout, plasare și rutare în strânsă relație, care ar trebui încorporate în hardware-ul și software-ul sistemului.

În ceea ce privește sistemele de un nivel superior, putem vorbi despre stabilirea de aproape comunicare informaţionalăîntre circuitele și etapele tehnice ale proiectării. Astfel de sisteme fac posibilă crearea unor mijloace electronice mai eficiente în ceea ce privește un set de cerințe funcționale, de design și tehnologice.

A doua diferență între CAD RES este modul interactiv design, care proces continuu dialog„om-mașină”. Indiferent cât de complexe și sofisticate sunt metodele formale de proiectare, indiferent cât de mare ar fi puterea instrumentelor de calcul, este imposibil să se creeze echipamente complexe fără participarea creativă a omului. Sistemele de automatizare a proiectării, prin proiectarea lor, nu ar trebui să înlocuiască proiectantul, ci să acționeze ca un instrument puternic pentru activitatea sa creativă.

A treia caracteristică a CAD RES este posibilitatea modelare prin simulare sisteme electronice in conditii de lucru apropiate de real. Simulare face posibilă prevederea reacției obiectului proiectat la o varietate de perturbări, permite proiectantului să „vadă” roadele muncii sale în acțiune fără prototipuri. Valoarea acestei caracteristici CAD constă în faptul că în majoritatea cazurilor este extrem de dificil să se formuleze un sistem criteriul de eficienta RES. Eficiența este asociată cu un număr mare de cerințe de natură diferită și depinde de un număr mare de parametri SRE și factori externi. Prin urmare, în problemele complexe de proiectare, este aproape imposibil să se oficializeze procedura de găsire a soluției optime după criteriul eficienței complexe. Simulare permite testarea diverse opțiuni deciziile și alegeți cele mai bune și faceți-o rapid și luați în considerare tot felul de factori și tulburări.

A patra caracteristică este o complicație semnificativă a software-ului și suport informativ proiecta. Vorbim nu numai despre o creștere cantitativă, de volum, ci și despre o complicație ideologică, care este asociată cu necesitatea creării de limbaje de comunicare între proiectant și computer, bănci de date dezvoltate, programe de schimb de informații între părțile constitutive sisteme, programe de proiectare. Ca urmare a proiectării, sunt create SRE noi, mai avansate, care diferă de analogii și prototipurile lor în eficiență mai mare datorită utilizării de noi fenomene fizice și principii de funcționare, o bază și structură a elementelor mai avansate, design îmbunătățit și progresie. procese tehnologice.

4.2. Principii de creare a sistemelor de proiectare asistată de calculator pentru construcții și tehnologie

Atunci când se creează un sistem CAD, aceștia sunt ghidați de următoarele principii la nivelul întregului sistem:

Principiu includere este că cerințele pentru crearea, funcționarea și dezvoltarea CAD sunt determinate de un sistem mai complex care include CAD ca subsistem. Astfel de sistem complex poate fi, de exemplu, un sistem integrat de ASNI - CAD - sisteme de control al proceselor unei întreprinderi, CAD al unei industrii etc.
Principiu unitate de sistem prevede asigurarea integrității CAD prin comunicarea între subsistemele sale și funcționarea subsistemului de control CAD.
Principiu complexitate necesită coerența proiectării elementelor individuale și a întregului obiect în ansamblu în toate etapele de proiectare.
Principiu unitate informaţională determină consistenta informatiei subsisteme individuale și componente CAD. Aceasta înseamnă că software-ul component al CAD ar trebui să utilizeze termeni comuni, simboluri, convenții, limbaje de programare specifice domeniului și modalități de prezentare a informațiilor, care sunt de obicei stabilite de autoritățile relevante. documente normative. Principiul unității informaționale prevede, în special, plasarea tuturor fișierelor utilizate în mod repetat în proiectarea diferitelor obiecte din băncile de date. Datorită unității informaționale, rezultatele rezolvării unei probleme în CAD fără nicio rearanjare sau procesare a matricelor de date primite pot fi folosite ca informații inițiale pentru alte probleme de proiectare.
Principiu compatibilitate este că limbi, coduri, informații și specificații legăturile structurale dintre subsisteme și componentele CAD trebuie coordonate astfel încât să se asigure funcționarea comună a tuturor subsistemelor și să se mențină structura deschisa CAD în general. Deci, introducerea oricărui hardware sau software nou în CAD nu ar trebui să conducă la nicio modificare a instrumentelor deja operate.
Principiu invarianta stipulează că subsistemele și componentele CAD ar trebui să fie, dacă este posibil, universale sau tipice, adică invariante față de obiectele proiectate și specificul industriei. Pentru toate componentele CAD, acest lucru este, desigur, imposibil. Cu toate acestea, multe componente, cum ar fi programele de optimizare, procesarea matricelor de date și altele, pot fi făcute la fel pentru diferite obiecte tehnice.

Ca urmare a proiectării, sunt create SRE noi, mai avansate, care diferă de analogii și prototipurile lor în eficiență mai mare datorită utilizării de noi fenomene și principii fizice.

Sisteme de proiectare asistată de calculator (CAD) RES. Universitatea de Stat de Arte Tipografice din Moscova Componente ale procesului de proiectare

3 . Compoziția sistemelor electronice CAD

4 . Niveluri ierarhice de reprezentare a dispozitivelor electronice

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Documente similare

4.1. Definiție, scop, scop

4.2. Principii de creare a sistemelor de proiectare asistată de calculator pentru construcții și tehnologie

Popular