Введение 4
1 Цифровизация проектных работ при решении задач синтеза конструкцию
1.1 Цифровые технологии проектирования как основа технологий
Индустрии 4.0 5
1.1.1 Общее представление технологий индустрии четвертого
поколения 5
1.1.2 Цифровые технологии проектирования 10
1.2 Задачи синтеза конструкций в рамках этапа конструирования
радиоэлектронных изделий 12
1.3 Методы и алгоритмы решения задачи размещения при ее
цифровизации 16
1.3.1 Критерии размещения 16
1.3.2 Методы размещения 19
2 Разработка программного решения для выполнения задачи размещения 25
2.1 Интеграция программного решения с продуктами линейки Cadence . 25
2.1.1 Разработка принципиальной схемы в САПР OrCAD 25
2.1.2 Интеграция с графическим редактором Capture 33
2.2 Технологии программной реализации 37
2.2.1 Метод обратного размещения 37
2.2.2 Программная реализация задачи размещения 40
3 Применение метода обратного размещения при разработке печатных
узлов 42
3.1 Разработка печатных узлов в САПР OrCAD 42
3.2 Применение метода обратного размещения при разработке печатных
узлов 53
Заключение 67
Список использованных источников 68
Технологии цифрового проектирования и моделирования радиоэлектронных средств и комплексов на современном этапе входят в состав технологий Индустрии 4.0. Разработка сложных радиоэлектронных изделий на современной элементной базе требует создания программных средств, позволяющих решать проектные задачи в рамках сквозного проектирования на всех уровнях и этапах процесса разработки. При этом цифровые технологии конструирования радиоэлектронных изделий, предлагаемых ведущими мировыми и российскими разработчиками САПР, зачастую не позволяют проектировщику решать задачи конструирования на должном уровне из-за низкого качества получаемых решений. Особенно это касается решения задачи размещения компонентов коммутационной схемы на заданном коммутационном поле при выполнении печатного монтажа.
Современные САПР печатных плат разных производителей не решают автоматически задачу размещения компонентов на заданном коммутационном поле в виде контура печатной платы. Отчасти это связано с тем, что при разработке сложных печатных узлов с большим количеством элементов и связей, что характерно для современной элементной базы, возникает слишком много условий, не поддающихся формализации. Автоматическое размещение не используется в практике проектирования радиоэлектронных изделий на предприятиях региона, занимающихся проектно-производственной деятельностью. Проектировщики занимаются размещением компонентов вручную, несмотря на высокую сложность и трудоемкость этой задачи. Поэтому разработка программных решений, осуществляющих размещение элементов печатного монтажа как в автоматическом, так и в интерактивном режимах, является неотъемлемым шагом в развитии цифровых технологий проектирования радиоэлектронных изделий в настоящее время.
В результате проделанной работы был произведен анализ методов и алгоритмов задачи размещения, рассмотрены их критерии.
Пройдены этапы проектирования радиоэлектронного устройства в системе автоматизированного проектирования OrCAD от построения принципиальной схемы и до получения цифрового прототипа печатного узла.
Программно реализован метод обратного размещения с использованием объектно-ориентированного языка программирования C#.
Реализована интеграция метода обратного размещения с системой автоматизированного проектирования OrCAD через обработку файла списка соединений, генерируемым программным модулем Capture CIS, состоящим в пакете программ OrCAD. Программное решение для размещения позволяет визуализировать матрицу соединений, матрицу состояний и вид коммутационного поля.
Анализ результатов трассировки на коммутационном поле с размещением элементов до оптимизации и после показывает, что при использовании реализованного метода размещения для конструкций в виде печатного узла с заданными коммутационными схемами СДС улучшается на 5-10%.
