САПР электрических схем и печатных плат, работающие в операционной системе linux

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. САПР

Глава 2. Перспективы развития САПР

2.1 Работа с САПР

2.2 Редактирование моделей

2.3 «Железо» для САПР

Глава 3. Рассмотрение конкретных САПР

Вывод

Использованные источники информации

Введение

Главной целью выполняемой нами работы является поиск такой САПР, которая будет иметь определенные, удовлетворяющие потребителя параметры: возможность выполнять конкретные задачи, качество, цена и продуктивность.

Вообще основными целями САПР печатных плат является: обеспечение возможности общения специалистов в области разработки и изготовления печатных плат; обмен опытом использования систем автоматизированного проектирования (САПР) печатных плат; оказание помощи разработчикам при возникновении у них проблем в процессе проектирования с использованием САПР; обмен библиотеками электронных компонентов и взаимопомощь при создании новых библиотек; обмен опытом по адаптации систем проектирования к конкретному технологическому оборудованию для производства печатных плат; помощь разработчикам в поиске производителей плат, а производителям плат в поиске заказчиков.

Среди систем автоматического проектирования существует не так много - обладающих хорошей функциональностью, простым в использовании интерфейсом, способностью выполнять различного рода задачи. Одной из таких систем в области проектирования электрических схем и печатных плат является P-cad. Данная система имеет довольно много преимуществ над своими аналогами, но также обладает не малозаметным недостатком - высокой ценой. В связи с этим возникает вопрос о более доступных системах автоматического проектирования.

Среди самых известных и почти ни чем не уступающих P-cad-у и в то же время бесплатных САПР являются Kicad, DipTrace, Orcad, gEDA, KtechLab, TinyCad, Electric VLSI Design System. В данной работе выяснено, какой из аналогов P-cad все-таки имеет больше превосходств и меньше недостатков, чем другие САПР. Для того, чтобы это выяснить, мы обратились к источникам мировой сети Интернет, и после анализа пользовательских постов на различных форумах, а также взяв во внимание расположенные на крупнейших сайтах (www.software.com, www.softsearch.com и т.д.) рейтинги по количеству скачиваний. Оказалось - самыми востребованными САПР, из тех которые могут работать под операционной системой Linux:

1) Kicad

2) Electric VLSI Design System

3) gEDA

В дальнейшем мы установили, изучили и сравнили данные САПР, для выяснения того, какая из них наиболее выгодна для использования.

Конечно, довольно сложно выбрать лучший из всех аналогов P-cada, так как преимущества одного из аналогов, как и недостатки, могут превосходить преимущества и недостатки другого аналога. Поэтому мы ограничились тем, чтобы выбираемая САПР обладала способностью выполнять цели, пусть и менее сложные, но все-таки необходимые. И тогда, снижая глубину необходимых для выполнения задач системой, выбор становится намного проще, так как упрощается сравнение главного из параметров - задачи использования.

Выбранный нами аналог должен быть простым и удобным в использовании, так как главной его задачей будет являться обучение людей, только начинающих знакомиться с автоматическим проектированием. Но тем не менее выбранный САПР помимо удобства в эксплуатации должен обладать так же и наличием множества необходимых элементов и библиотек для отсутствия затрат времени на их создание; возможностью совершать процедуры как над цифровыми, так и над аналоговыми объектами.

Стоит отметить, что в последующем содержании нашей курсовой работы, можно увидеть подробное сравнение упомянутых систем автоматического проектирования, наличие или отсутствие их преимуществ в описанных аспектах использования.

Глава 1. САПР

Система автоматизации проектных работ (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) -- программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Современные системы автоматизированного проектирования (CAD) обычно используются совместно с системами автоматизации инженерных расчетов и анализа CAE (Computer-aided engineering). Данные из СAD-систем передаются в СAM (Computer-aided manufacturing) (система автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких Автоматизированных Производственных Систем)).

Обычно охватывает создание геометрических моделей изделия (твердотельных, трехмерных, составных), а также генерацию чертежей изделия и их сопровождение. Следует отметить, что русский термин «САПР» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование, чем «CAD» -- он включает в себя как CAD, так и CAM, и CAE.

Компоненты САПР

Средства автоматизации проектирования принято группировать по т.н. обеспечениям. Выделяют следующие виды обеспечения:

* Математическое обеспечение САПР -- математические модели, методики и способы их получения

* Лингвистическое обеспечение САПР

* Техническое обеспечение САПР -- устройства ввода, обработки и вывода данных, средства поддержки архива проектных решений, устройства передачи данных

* Информационное обеспечение САПР -- информационная база САПР, автоматизированные банки данных, системы управления базами данных (СУБД)

* Программное обеспечение САПР

* Программные компоненты САПР (примером может служить Геометрический решатель САПР)

* Методическое обеспечение

* Организационное обеспечение

Правильный выбор САПР -- надежное условие эффективного проектирования. Критерии выбора:

* Распространенность САПР

* Цена САПР, её сопровождения и модификации

* Широта охвата задач проектирования

* Удобство работы САПР и её «дружественность»

* Наличие широкой библиотечной поддержки стандартных решений

* Возможность и простота стыковки с другими САПР

возможность корпоративной работы

Примеры САПР

Российские САПР

КОМПАС -- распространённая российская САПР компании АСКОН в вариантах для двухмерного и трехмерного проектирования.

DipTrace- программный продукт отечественной разработки, САПР для проектирования печатных плат (PCB).В пакет включено четыре программы: Schematic - разработка принципиальных схем; PCB Layout - создание плат, ручная и автоматическая трассировка; ComEdit - редактор корпусов; SchemEdit - редактор компонентов.

ADEM -- САПР для конструкторско-технологической подготовки и станков с ЧПУ

БАЗИС (САПР) -- Комплексная автоматизация проектирования технологической подготовки производства и реализации корпусной мебели

bCAD -- российская САПР. Основные направления: проектирование мебели и дизайн интерьеров. Существует также версия для инженерного проектирования и бесплатная студенческая версия.

IndorCAD -- система проектирования автомобильных дорог компании ИндорСофт

InfrasoftCAD -- российская САПР на базе IntelliCAD

MechaniCS [1] -- приложение к AutoCAD или Autodesk Inventor, предназначенное для оформления чертежей в соответствии с ЕСКД и др., российская компания Consistent Software

T-FLEX CAD -- российская САПР для машиностроения

TopoR -- российский САПР для проектирования печатных плат

WinELSO -- САПР для проектирования систем силового электрооборудования и электроосвещения

САПР «Сударушка» -- российская CAD/CAM/CAE система. Является развитием системы ГЕМОС (геометрическое моделирование обводов самолета), разработанной специалистами Российской авиационной промышленности в ОКБ им. А. С. Яковлева в 1989--1994 годах.

Mineframe -- российская САПР для автоматизированного планирования, проектирования и сопровождения горных работ.

САПР не российских производителей

Интех-Раскрой САПР ТП -- САПР для автоматизации технологии раскроя листового металла.

Эксперт-СКС -- САПР для автоматизации на всех этапах проектирования структурированных кабельных систем, ВОЛС, ЛВС, линейных и магистральных сетей.

Altium Designer -- комплексный пакет разработки электронных систем

P-CAD -- САПР для проектирования электронных устройств

ArchiCAD -- САПР для архитектуры

AutoCAD -- самая распространённая САПР не российского производства.

Autodesk Inventor -- система трехмерного твердотельного проектирования для разработки сложных машиностроительных изделий.

Bocad-3D -- система проектирования металлических конструкций (bocad-Holz - система проектирования деревянных конструкций; bocad-Glas - проектирование алюминиевых конструкций)

Cadmech-- универсальная САПР для машиностроения

Allegro -- тяжелая САПР для проектирования электронных устройств

OrCAD -- САПР для проектирования электронных устройств

Specctra -- Наиболее известный трассировщик печатных плат

CATIA -- САПР для аэрокосмической промышленности

SolidWorks-- универсальная САПР для машиностроения

Dietrichs -- немецкий САПР/CAM для деревянных построек

Electric -- проектирование интегральных схем и электропроводки.

IntelliCAD -- DWG-совместимая платформа для САПР. Разрабатывается международным консорциумом IntelliCAD Technology Consortium. Служит платформой для многих САПР, таких как BricsСAD, ProgeCAD, ZwCAD и других

MathCAD -- математическое моделирование

Magics -- САПР для быстрое прототипирование

Pro/Engineer -- универсальная САПР для машиностроения

Rhinoceros -- универсальный САПР для промышленного дизайна

Siemens PLM Software

NX -- CAx система для различных отраслей промышленности;

SolidEdge -- 2D/3D CAD-система.

ZwCAD -- одна из САПР на основе IntelliCAD

Глава 2. Перспективы развития САПР

Системы автоматизированного проектирования совершили революцию в промышленности, сократив объем ручного труда, повысив точность конструирования, уменьшив количество ошибок, увеличив производительность проектировщиков и улучшив качество проектов. Но, как это обычно бывает, одни проблемы были решены, зато появились другие. Цель настоящей статьи -- рассмотреть основные препятствия, затрудняющие использование таких систем, и узнать, что делается для их устранения.

2.1 Работа с САПР

Сегодня, когда проектировщики создают трехмерные модели изделий, им приходится думать не только о результате работы, но и о том, какие из многочисленных функций нужно применить. Современные пакеты включают тысячи всевозможных инструментов, причем с выходом каждой новой версии их число увеличивается. “Наиболее распространенный способ расширения возможностей САПР состоит в добавлении новых команд и функций в уже существующие системы, -- объяснил Владимир Малюх. -- Это, конечно, ведет к совершенствованию ПО, однако требует от инженеров запоминания все большего количества инструментов. В итоге рано или поздно люди перестают применять значительную долю новых средств, используя только хорошо изученную их часть”.

Дело в том, что в погоне за функционалом многие разработчики САПР подзабыли о том, для кого он предназначен. В результате на рынке появились системы, которые содержат массу возможностей для автоматизации работы конструктора или технолога, но специалисты не в состоянии воспользоваться этим богатством из-за сложности освоения. Поэтому разработчикам САПР следует не только расширять, но и усиливать функциональность своих продуктов, т. е. делать наиболее востребованные инструменты более простыми в изучении и эффективными в использовании. Судя по откликам поставщиков, принявших участие в нашем обзоре, они стараются решить эту проблему.

Прежде всего, внимание уделяется пользовательскому интерфейсу. По идее от версии к версии он должен становиться всё более интуитивно понятным. Раз уж речь идет об автоматизированных системах, значит, нужно автоматизировать те операции, которые инженеры выполняют изо дня в день. Кое-какие меры уже принимаются. “Одним из главных направлений развития нашей продуктовой линейки стало упрощение графического интерфейса и оптимизация наиболее часто используемых команд и элементов меню с целью сокращения количества нажатий мышкой”, -- рассказал Артем Аведьян. Аналогичные действия предпринимает и фирма UGS (с этого года -- подразделение концерна Siemens). Как сообщил Дмитрий Абакумов, в последней версии системы NX интерфейс стал удобнее, многие команды автоматизированы.

Все разработчики уверяют, что расширяя возможности продуктов, они не усложняют, а, наоборот, упрощают работу с САПР. Для этого они стараются объединить несколько связанных между собой операций в одно целое. “Новая функциональность, как правило, позволяет сократить количество действий проектировщика за счет применения меньшего числа более общих команд”, -- объяснил Виталий Талдыкин. Такого же подхода придерживается и компания АСКОН. По словам Вячеслава Каширского, каждая новая команда проходит отладку, цель которой - сократить объем труда пользователя для ее выполнения. А компания Autodesk продвигает методы функционального проектирования и цифрового прототипирования, направленные на то, чтобы инженеру стало проще именно разрабатывать изделия, а не рисовать трехмерные модели.

Внимание разработчиков к пользовательскому интерфейсу понятно. Ведь на рынке САПР сейчас полным ходом идет консолидация, в силу чего усиливается конкуренция. Поэтому простота работы с системой становится одним из важнейших конкурентных преимуществ. Не случайно поставщики стараются уберечь наиболее удачные находки от соперников. “Многие интерфейсные решения нашей САПР защищены патентами США и не могут тиражироваться в других пакетах”, -- сообщила Елена Соколова.

Важную роль в освоении системы играет диалоговая помощь. Сейчас подсказки и контекстная справка стали неотъемлемым атрибутом САПР, появились даже интеллектуальные функции, “предугадывающие” режимы работы и построений в зависимости от уже существующего контекста. Однако успокаиваться еще рано. “Кое-какое продвижение в этом направлении есть, но нельзя сказать, что всё уже сделано, -- считает Владимир Малюх. -- Например, разработчики зачастую выносят в диалоговые окна и панели управления весь спектр параметров, задействованных в работе той или иной функции. В результате пользователь вынужден заполнять десятки полей, хотя при тщательном рассмотрении многие из них система могла бы заполнить автоматически, следуя установленным правилам и стандартам. Это удобно программистам: они любят иметь доступ к управлению всеми данными своих структур, но инженерам требуется иное. Им очень пригодились бы детальные контекстные подсказки, выходящие за рамки традиционных “хелпов”, который зачастую представляет собой просто электронный вариант справочного руководства. Например, я еще не встречал ни в одной САПР ничего похожего на инструмент Microsoft Office Assistant, позволяющий задать вопрос на естественном языке”

2.2 Редактирование моделей

В современном мире скорость выпуска продукции в продажу имеет огромное значение. Поскольку при создании новых товаров немалое время отнимает их проектирование, особую значимость сейчас приобретает возможность многократного использования ранее созданных деталей или узлов для создания целого семейства аналогичных объектов. Ведь гораздо проще внести изменения в уже существующий проект, чем разработать его с нуля. Редактировать модели приходится и по другим причинам -- из-за обнаруженных ошибок, смены общей концепции, проблем с изготовлением.

Однако модифицировать ранее созданные виртуальные конструкции нелегко. Дело в том, что метод параметрического проектирования, составляющий основу большинства современных САПР, имеет как плюсы, так и минусы. Строить параметрические модели удобно, но разобраться в ранее созданной конструкции можно только в том случае, если параметризация проста или подробно задокументирована. Когда же в сборке несколько сотен деталей, понять внутренние связи настолько сложно, что легче их перестроить заново.

2.3 «Железо» для САПР

Решение для автоматизации проектирования включает не только программные, но и аппаратные средства. Однако если ПО разрабатывают компании, специализирующиеся в данной области, то в качестве компьютеров в России, как правило, используются обычные универсальные ПК, в которых совершенно не учитывается специфика САПР. А между тем эффективность всего комплекса в значительной степени зависит от аппаратных средств.

При выборе компьютера следует также учитывать особенности самого ПО. Ведь для автоматизации проектирования инженеры применяют самые разные приложения, у каждого из которых -- свои требования к “железу”.

Проектирование и конструкторско-технологическую подготовку ускорит рабочая станция с профессиональной видеокартой, увеличивающей скорость операций визуализации, и современной дисковой подсистемой с интерфейсами SAS или SATA и поддержкой механизма RAID. Промышленный дизайн не предъявляет особых требований к компьютеру на стадии эскизного проектирования, но при переходе к трехмерному моделированию, визуализации и рендерингу стоит обзавестись хорошей видеокартой, мощным многоядерным процессором и достаточным количеством памяти. Рендеринг особо сложных моделей лучше выполнять с использованием вычислительных кластеров.

Удобство работы сильно зависит от периферийного оборудования. Например, на профессиональном мониторе с высоким разрешением проектировщик может одновременно расположить много элементов управления или основную часть модели, а с помощью 3D-манипулятора, работающего параллельно с мышью, -- выполнять операции позиционирования модели (вращения, перемещения и масштабирования) сразу двумя руками.

Понятно, что такие дополнительные преимущества не обходятся даром. Однако, как и у ПО, стоимость владения профессиональной техникой складывается не только из затрат на покупку, но и из издержек на эксплуатацию. Эксплуатационные расходы обычно включают издержки из-за потери информации, ремонта и простоя оборудования. Здесь много зависит от системы контроля качества, применяемой сборщиком компьютеров. Такой процесс должен начинаться на стадии закупки комплектующих изделий, продолжаться путем проверки на этапе сборки и заканчиваться тестированием полностью собранного компьютера. Потерь информации позволяет избежать применение в компьютере описанной выше дисковой подсистемы, а длительного простоя достаточный срок гарантийного обслуживания и развитая сеть сервисных центров.

За последние 10-15 лет средства автоматизации проектирования прошли огромный путь развития с точки зрения расширения функционала, повышения надежности и снижения стоимости. Но, как показывает список перечисленных выше проблем (далеко не полный), им есть куда совершенствоваться. И хотя в основном это задача разработчика, пользователи тоже могут внести свой вклад в ее решение. Они должны обращать внимание разработчиков на недостатки ПО, делиться с ними тонкостями и особенностями своей работы, участвовать в бета-тестировании. Поставщикам ПО стоит внимательно изучать, как работают заказчики, и учитывать особенности их труда, прикладывать больше сил на создание подсказок и руководств для пользователя, упрощать интерфейс, группируя на экране те инструменты, которые необходимы для конкретного процесса (проектирование изделий из листовых материалов, литых деталей, пресс-форм и т.д.), проводить бета-тестирование новых версий, чтобы не выпускать “сырое” ПО. Конечно, всё это требует инвестиций, но они окупаются. Чем выше качество софта, тем меньше затрат требуется на поддержку.

Глава 3. Рассмотрение конкретных САПР

А) KiCad -- программный комплекс класса EDA с открытыми исходными текстами, предназначенный для разработки электрических схем и печатных плат.

Разработчик -- Жан-Пьер Шарра (Jean-Pierre Charras, mailto:jean-pierre.charras(at)inpg(dot)fr), исследователь в LIS (Laboratoire des Images et des Signaux -- Лаборатория Изображений и Сигналов) и преподаватель в области электроники и обработки изображений в IUT de Saint Martin d'Hиres (Франция).

KiCad состоит из следующих программ:

* kicad -- менеджер проектов;

* eeschema -- редактор электрических схем и символов (библиотечных компонентов);

* pcbnew -- редактор печатных плат;

* встроенный редактор футпринтов (библиотечных компонентов);

* 3D Viewer -- 3D-просмотрщик печатных плат на базе OpenGL (часть pcbnew);

* gerbview -- просмотрщик файлов Gerber (фотошаблонов);

* cvpcb -- программа для выбора футпринтов, соответствующих компонентам на схеме;

* wyoeditor -- текстовый редактор для просмотра отчетов.

Функции программных компонентов KiCad

kicad позволяет открыть существующий или создать новый проект, запустить eeschema, pcbnew...

eeschema обеспечивает:

* создание однолистовых и иерархических схем,

* проверку корректности электрических схем с помощью ERC (контроль электрических правил),

* создание netlist для pcbnew или SPICE,

* доступ к документации на используемые в схеме электронные компоненты (datasheet).

* pcbnew обеспечивает:

* разработку плат, содержащих до 16 слоёв меди и до 12 технических слоёв (шелкография], паяльная маска и т. п.),

* генерацию технологических файлов для изготовления печатных плат (Gerber-файлы для фотоплоттеров, файлы сверловок и файлы размещения компонентов),

* печать слоёв в формате PostScript.

* gerbview позволяет просматривать Gerber-файлы.

Библиотеки электронных компонентов

В составе KiCad поставляются библиотеки электронных компонентов (обычных и SMD). Для многих библиотечных компонентов есть 3D-модели, созданные в Wings3D.

Компоненты и футпринты можно ассоциировать с документацией, ключевыми словами и осуществлять быстрый поиск компонента по функциональному назначению.

Лицензия: GNU General Public License (GPL)

Платформа: All POSIX (Linux/BSD/UNIX-like OSes), 32-bit MS Windows (NT/2000/XP)

Язык: C++

Интерфейс: English, French, Italian, Portuguese, Russian, Spanish

Рисунок 1. Eeschema: schematic editor. (http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad)



Рисунок 2. Schematic component editor. (http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad)

Рисунок 3. Pcbnew: board editor. (http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad)

Рисунок 4. Module (footprint) editor. (http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad)

Установка Kicad

Установочный файл данного аналога можно скачать по ссылке http://kicad.sourceforge.net/wiki/index.php/Download.

Существует несколько программных пакетов, необходимых для установки Kicad, такие как wxWidgets(http://www.wxwidgets.org), mesa(www.mesa3d.org), zlib(http://www.zlib.net), boost(http://www.boost.org), cmake(http://www.cmake.org).

Библиотеки, необходимые для использования этой САПР находятся по адресу http://www.kicadlib.org

В начале необходимо поставить Сmake, это делается очень просто, без особых проблем: в терминале, используемого linux прописываем команду “sudo apt-get install cmake”. Затем, после установки cmake, пробуем собрать наш каталог (предварительно перейдя в сам каталог, в котором находится наш аналог - по команде cd <имя каталога>) для выяснения того, каких программ не хватает нашей операционной системе для установки Kicad. Не хватать может только уже упомянутых пакетов. Одна из проблем, с которой мы столкнулись - это установка wxWidgets. Особенность данного программного пакета (версии 2.8.9) заключается в том, что без проблем он устанавливается только под операционные системы Ubuntu, в других же случаях, когда встает необходимость использовать другую ОС, придется поковыряться в программном коде.

Остальное ПО, необходимое kicad-у, устанавливается элементарно через менеджер пакетов (в нашей ОС он называется Sinaptik). Для отображения необходимых пакетов в листе менеджера стоит произвести обновления. Более удобно это можно сделать так: в опциях администрирования нашей ОС, в графе обновления вставить с заменой следующие адреса:

deb http://linuxupdate.karelia.ru/ubuntu/ hardy main restricted universe multiverse

deb http://linuxupdate.karelia.ru/ubuntu/ hardy-security main restricted universe multiverse

deb http://linuxupdate.karelia.ru/ubuntu/ hardy-updates main restricted universe multiverse

deb http://linuxupdate.karelia.ru/ubuntu/ hardy-proposed main restricted universe multiverse

deb http://linuxupdate.karelia.ru/ubuntu/ hardy-backports main restricted universe multiverse

для загрузки обновлений в терминале нужно прописать sudo aptitude update.

Если возникают ошибки при сборке стоит проверить наличие необходимых файлов в системе (команда cmake - i kicad). У каждой операционной системы свои особенности, так что ошибки могут быть самые разные. Установленная у нас ubuntu 8.04 при сборке ругалась на отсутствие OpenGL. Решение этой проблемы оказалось очень не простым. Мы пробовали устанавливать, меняя, разные программные пакеты из раздела Графика, но результатов это никаких не дало. В итоге, после долгих поисков способа преодоления этой проблемы, мы нашли на одном из форумов человека, у которого были такие же неувязки, ему помогли следующим советом: в менеджере пакетов, в поиске нужно ввести mesa, и установить все появившиеся файлы с суффиксом “dev”. Нам это тоже помогло.

Б) ELECTRIC - система автоматизированного проектирования сверхбольших интегральных схем (СБИС). При помощи Electric можно разрабатывать интегральные МОП и биполярные схемы, печатные платы или схемы любого типа. Electric имеет множество стилей редактирования, включающих планирование, схематику, иллюстрации, архитектурное проектирование. ELECTRIC может взаимодействовать с различными спецификациями и форматами файлов как VHDL, CIF, GDS II. Наиболее ценная встроенная в ELECTRIC возможность - это система привязок, которая даёт возможность осуществлять проектирование сверху вниз с соблюдением целостности всех соединений. Системные требования. Electric создан, чтобы работать на всех популярных в настоящий момент операционных системах. Кроме того, что Electric идёт на платформе UNIX / Linux, он также может работать под управлением Microsoft Windows или Apple Macintosh. Совместим с Windows 95/98/NT4/2000/XP и поздними. Совместим с Apple Macintosh 7 и более поздними. Совместим практически со всеми версиями UNIX как Sun Solaris (SunOS), HPUX, IBM AIX, BSD, а также почти со всеми версиями Linux. Для запуска программе необходимо 8…16 Мегабайт системной памяти (в зависимости от платформы). При выполнении операций по проектированию памяти может потребоваться гораздо больше. Программа для установки требует как минимум 30 Мегабайт дискового пространства (при этом в установку не будут включена дополнительная информация). Из требований к экрану - цветность не менее 16 бит.

Большинство САПР используют для разработки схем 2 метода: метод наложения связей и метод проектирования геометрии.

* Метод наложения связей чаще всего используется при разработке схематики: в схему помещаются узлы и соединяются «проводами». Компоненты остаются соединенными, даже если сдвинуть их.

* Метод построения геометрии используется при разработке интегральных схем: на места будущих узлов в разных слоях кладётся «краска», формируя «маску» для последующего изготовления чипа.

ELECTRIC действует иначе, поскольку использует метод связей для любого вида проектирования. У макетов ИС, построенных на основе связей, есть ряд преимуществ:

* Отсутствие геометрических ошибок. Сложные компоненты в этой системе построены из взаимосвязанных компонентов. То есть из комплексного узла нельзя удалить по неосторожности один из компонентов, тем самым разрушив узел.

* Большие возможности для редактирования. Соединения используются совместно с системой привязок на макете. Это помогает сохранить соединения даже при редактировании на разных уровнях иерархии.

* Общий пользовательский интерфейс. Одна САПР, с одним интерфейсом может быть использована для разработки и макетов ИС, и схематики.

Также есть и другие стороны:

* Требует дополнительных усилий, чтобы кроме геометрических построений выполнить построение связей. Но это можно посчитать затруднением на начальных этапах разработки, но нельзя отнести ко всему процессу в целом. Дело в том, что использование построения и верификации связей на ранних этапах проектирования позволяет избежать большинства проблем на более поздних этапах. К тому же, в ELECTRIC есть много инструментов для автоматической поддержки связей.

* Разработка - не всегда WYSIWYG (What-You-See-Is-What-You-Get), поскольку объекты, соединённые на картинке могут не быть соединёнными в схеме. В ELECTRIC есть много инструментов для проверки правильности построения связей. ELECTRIC поддерживает все виды разработки при помощи представления макета как множество узлов (Nodes) и соединяющих их дуг (Arcs), сплетённых в некоторую сеть. Узлы - это электронные компоненты как транзисторы, контакты, вентили. Дуги же - просто провода, соединяющие два компонента. Порты - места на узлах, куда присоединяются дуги. В примере на рис. 1 транзистор имеет 3 части своей геометрии в различных слоях. Этот узел может быть масштабирован, повёрнут и пр. без заботы обо всех его отдельных слоях. Это возможно, поскольку отображение узла закодировано в конкретной технологии.

Поскольку для разработки используются узлы и дуги, то важно, чтобы узлы были соединены, как этого требует схема, отдельной дугой, даже если эти узлы «соприкасаются» на схеме. Это требует немного больше усилий со стороны того, кто работает в ELECTRIC, но это необходимо, чтобы ELECTRIC мог понять схему. Ячейка (Cell) - множество узлов и дуг, представляющих, формирующих описание схемы. Есть различные виды представления ячейки как схема, макет, иконка и так далее. Также, каждая ячейка может иметь различные версии, формирующие историю разработки. Множество видов и версий ячейки объединены в Группы (Cell Groups). Иерархия обеспечивает возможность помещения сущностей из одной ячейки в другую. В таком случае помещённая cell имеет более низкий уровень, чем та, в которую её поместили. В таком случае ELECTRIC обращается с cell более низкого уровня как с узлом-примитивом (например, транзистором). Множество ячеек формирует библиотеку и хранится на диске как один файл. Поскольку библиотек принимается системой как единая сущность, она может содержать полную иерархию. Задавая экспорты в определении конкретной ячейки, можно задать то, как ячейка будет взаимодействовать на более высоком уровне иерархии.

Ссылка для скачивания Electric http://www.staticfreesoft.com/productsFree.html

При установке у нас не возникло никаких проблем. В файле install.txt написано все очень подробно. Единственное, при сборке мы воспользовались советом разработчиков: «Чтобы собрать Electric так, чтобы компиляция выполнялась на всех платформах, вы должны сохранить модуль "com.sun.electric. MacOSXInterface.java". Однако чтобы формировать это, Вы будете нуждаться в заглушке, упаковывают "AppleJavaExtensions.jar".» (С) http://kvmg.org/build.php.



Рисунок 5. http://www.staticfreesoft.com/

В) gEDA - это набор инструментов для разработки электронных схем. В настоящий момент состоит из программы схемотехнического моделирования, генератора таблиц соединений, модуля проверки символов, и ряда утилит. Начальной целью программы является удовлетворение нужд в области любительской электроники, но польза от gEDA этим не ограничивается. gEDA имеет большой потенциал в сфере САПР электроники.

Рисунок 6. http://apt.nc.hcc.edu.tw/pub/FreeSoftware/GNUWin/ apps/geda/appImages/screenshot.png



Рисунок 7. http://www.freelabs.com/~whitis/software/ gschem2xpcb/sample_othertools.png

Скачать geda можно с http://www.geda.seul.org/download.html

С установкой данной САПР вообще не возникло проблем все очень элементарно.

Г) KTechlab в первую очередь интересна тем, что можно разрабатывать схемы как на обычных элементах, так и с применением микроконтроллеров. В последнем случае написание программы больше напоминает сборку домика из кубиков. Хотя симулятор работы микроконтроллера gpsim должен встраиваться при сборке программы, они могут работать и порознь.

Рисунок 8. http://www.kde.me.uk/ktechlab/555_counter.png

Адрес для скачивания KTechlab http://asplinux.net/node/3215

Данный аналог мы не устанавливали, а рассмотрели лишь как перспективу будущего по обучению людей в проектировании микропроцессоров.

Мы установили рассмотренные аналогию, столкнулись с проблемами в их установке и нашли решение этих проблем.

Руководствуясь главной задачей использования - обучением людей, а то есть удобством в использовании и в то же время умением работать над определенными объектами; мы пришли к тому, что gEDA уступает в борьбе своим конкурентам за право быть использованной для обучения. Много громоздкости в интерфейсе, которая уменьшает продуктивность в работе, отсутствуют процедуры для работы с аналоговыми объектами. В итоге выбор остался либо за Kicad либо за Electric.

Electric имеет довольно много вышеописанных достоинств и в принципе является неплохим соперником для остальных САПР, работающих над печатными платами.

Kicad же в свою очередь является многозадачной и удобной в использовании САПР.

По своей структуре он очень напоминает P-cad.

И все-таки наш выбор остается за Kicad, так как ELECTRIC требует переобучения для работы. Хотя переучиваться с других систем, используемых для проектирования ИС, сложнее, чем просто начать «с нуля». Для выбранного нами аналога мы досконально разобрали аспекты установки и использования.

Использованные источники информации

1. dwg.ru -- крупнейший русcкоязычный сайт по САПР

2. caduser.ru -- старейший форум по САПР (прежнее название AutoCAD.ru)

3. sapr2k.ru -- крупнейший русcкоязычный форум по САПР

4. cad.ru -- комплексные решения в области САПР

5. Geomedia.com.ua -- специализированный ресурс о GIS, GPS и САПР технологиях

6. Architector.info -- профессиональный ресурс для архитекторов, дизайнеров, инженеров и специалистов по САПР

7. cadcat.ru - CAD по-русски. Первый ресурс по программам и производителям в САПР, на базе печатного издания Каталог САПР

8. prsheet.com - CAD по-русски. БАЗА Проектов. dwg/чертежи. xthnt;b САПР

9. electronix.ru - Крупнейший в России форум по САПР электронных средств

Размещено на Allbest.ru

...