Назначение и возможности пакета программ P-CAD

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургского государственного электротехнический

университет «ЛЭТИ»

Кафедра ЭУТ

Реферат на тему: «Назначение и возможности пакета программ P-CAD»

Выполнил: Геркулесов А.

Группа №0582

Факультет ИБС

Проверил: Перегудов А.Н.

Санкт-Петербург

2013г



ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Технические параметры

Назначение САПР P-CAD. Этапы проектирования

Интерфейсы графических редакторов

Слои в системе P-CAD



ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития общества одной из приоритетных задач является дальнейшее развитие методов автоматизированного проектирования на базе новых информационных технологий.В центре внимания высшей школы постоянно находятся вопросы подготовки в области систем автоматизированного проектирования.Отдельной проблемой является анализ эффективности применения тех или иных информационных технологий в учебном процессе.Использование промышленных САПР в учебном процессе позволяет работать с техническими средствами САПР, использовать САПРв практической работе, обучать приемам эксплуатации системы и методам автоматизированного проектирования, в котором обучающийся принимает активное участие.Промышленные САПР позволяют проводить процесс обучения так,чтобы оно было эффективно как в смысле усвоения, так и в смысле развития и закрепления у студентов творческих навыков в решении задач проектирования электронно-вычислительных средств. Методика проведения лабораторного практикума изложенная в методическом пособии охватывает весь цикл проектирования печатных плат. Перечень лабораторных работ и их структура основана и апробирована при проведении занятий по проектированию РЭС с использованием системы PCAD и методических указаний.

На сегодняшний день основной проблемой при проектировании печатных плат, является их повышенная сложность и резкое сокращение сроков проектирования при постоянно возрастающем требовании к их качеству.Появление микросхем в корпусах с малым шагом, с шариковыми выводами (ВGA), возрастание требований к быстродействию схем и электромагнитной совместимости, совершенствование технологии производства и изготовления печатных плат на импортном оборудовании,приводит к использованию САПР P-CAD, обладающей целым рядом принципиально новых возможностей.По оценке специалистов, в настоящее время, в промышленности России наиболее популярной среди систем автоматизированного проектирования является система P-CAD, функционирующая на персональных компьютерах класса IBM PC. Однако ощущается определенный дефицит информации по методике работы проектировщика с этой системой.Чтобы повысить производительность труда проектировщика, в системе P-CADбыли переработаны многие интерфейсные элементы.Основным нововведением стала функция DesignManager,упрощающая процесс управления данными проекта и являющаяся мощным средством контроля его основных элементов. Другим является интерактивный инструмент VisualPlacementArea (VPA), анализирующий проект на предмет поиска областей, где может быть размещен тот или иной компонент. Эта функция ускоряет соответствующий этап процесса проектирования и расширяет возможности разработчика.

Система P-CAD имеет возможность отображения разных электрических цепей различными цветами, что позволяет пользователю лучше ориентироваться в контексте платы САПР P-CAD осуществляет поддержку шрифтов TTF в обоих редакторах (Schematic и PCB) с адаптацией к отечественному оборудованию. Система обеспечивает полный цикл разработки печатных плат. От создания символов элементов до разработки печатных плат и выпуска документации, в том числе:

*графический ввод электрических схем;

*моделирование смешанных аналого-цифровых устройств на основе ядра SPICE3;

*упаковку схемы на печатную плату;

*интерактивное и/или автоматическое размещение компонентов;

*интерактивную и/или автоматическую трассировку проводников,

*контроль ошибок в схеме и печатной плате;

*выпуск конструкторско-технологической документации;

*анализ целостности сигналов и перекрестных искажений;

*подготовку файлов Gerber и NC Drill для производства печатных плат;

*подготовку библиотек символов, топологических посадочных мест и моделей компонентов.

Система РCADподдерживает следующие функции:

*перемещение компонента на указанные координаты;

*увеличение подсвеченных элементов до размеров экрана;

*увеличение выделенных элементов до размеров экрана;

*увеличение контура ПП до размеров экрана;

*отображение штриховкой зон запрета трассировки;

*некоторые особенные правила (например «зазоры компонентов») теперь доступны в системе верификации DRC;

*правила проектирования можно задавать с помощью математических выражений;

*введена поддержка скролинового колеса мышки, что позволяет более удобно перемещать и масштабировать видимое изображение.

P-CAD предлагает улучшенную систему перенумерации компонентов: теперь возможно проводить перенумерацию с учетом стороны установки, а также при желании делать это в интерактивном режиме.В САПР Р-CADимеется возможность конвертировать файлы в(из) формат(а) DXF доступный таким системам как OrCAD, КОМПАС,AutoCAD и PRO Engineer. Осуществляется поддержка форматов ODB++ иGerber. При экспорте, возможно, передавать информацию об объектах,цепях и отверстиях. Пользователь может передавать всю информацию или только из выбранных слоев. При формировании Gerber-файла (и ODB++)P-CAD позволяет представлять надписи, выполненные с помощью шрифтов TrueType в полигональном виде (кодировка G36/G37), что позволяет значительно расширить количество используемых шрифтов.Итак, выбор САПР Р-CAD для использования в учебном процессе обусловлен хорошей функциональностью системы, ее возможностями довольно просто и удобно просматривать и управлять данными проекта, формировать удобное представление данных в проекте,а так же её широкой популярностью в России и открытостью.



Технические параметры

Рекомендуемые минимальные параметры:

Компьютер - PC Pentium III

Оперативная память - 128Мб

Емкость жесткого диска - 400MB

Разрешение экрана - 1024x768 точек

Качество цветопередачи - 32 бита

Операционная система - Windows NT 4/2000 Professional

Основные возможности P-CAD:

*Удобный пользовательский интерфейс, похожий на большинство популярных программ для Windows.

*Хранение проектной информации в бинарных и текстовых файлах;

*Удобная справочная система.

*Проект схемы может содержать 999 листов проект платы - до 999 слоев (11 из них стандартных).

*Число цепей в проекте - до 64000.

*Число вентилей в компоненте - до 5000.

*Максимальное число выводов у компонента - 10000.

*Максимальные размеры листа схемы или чертежа печатной платы 60х60 дюймов.

*Поддержка дюймовой и метрической систем мер.

*Предельное разрешение 0.0001 дюйма (0.1 мила) или 0.01 мм (10 микрон).

*Минимальный угол поворота компонентов на плате - 0.1 град.

*Длина имен компонентов - до 30 символов, максимальный объем текстовых надписей и атрибутов - до 20000 символов.

*Механизм переноса изменений печатной платы на схему и наоборот

(EngineeringChangeOrder, ECO).

*Библиотеки компонентов, содержащие более 27000 элементов и

сертифицированные по стандарту ISO 9001.

Назначение САПР P-CAD. Этапы проектирования

САПР P-CAD предназначена для сквозного проектирования ПП.Она позволяет формировать принципиальные электрические схемы и топологию ПП, а также имеется возможность оформления конструкторской документации. Выходные данные используются для вывода информации на различные устройства: принтеры, плоттеры,фотоплоттеры (для изготовления фотошаблонов), сверлильные станки и др.Создание любого электронного устройства включает в себя следующие этапы:

*Формирование технического задания (ТЗ) на разработку, определение структуры и алгоритмов функционирования системы.

*Разработка принципиальной электрической схемы, перечня элементов и выпуск соответствующей документации.

*Моделирование или макетирование отдельных узлов или всего устройства в целом.

*Разработка конструкции печатной платы и выпуск комплекта конструкторской и технологической документации.

*Подготовка к производству и изготовление печатных плат.

*Сборка, настройка и регулировка изделия.

Рисунок 2.1. Структурная схема САПР P-CAD



Каждый тип файла содержит соответствующую информацию о проектируемом объекте:

.SYM - символьное изображение радиоэлектронного компонента (РЭК),

.PAT - конструкторско-технологический образ РЭК,

.LIB - библиотека РЭК,

.SCH - принципиальная электрическая схема,

.PCB - топология ПП.

.ECO - изменения принципиальной электрической схемы в редакторе P- CAD Schematic передающиеся в P-CAD PCB для внесения изменений в печатную плату, а также внесение изменений из PCB вSchematic.

Первым этапом проектирования любого устройства является формирование технического задания и разработка структуры объекта. На этом этапе основной является текстовая документация, которая сопровождается выпуском структурных или функциональных схем.В системе P-CAD существует возможность создания такой документации с помощью редакторов P-CAD Schematic и P-CAD PCB. Это удобно, поскольку не приходится настраивать средства вывода конструкторской документации (струйный плоттер) на работу с другим пакетом, другими словами отпадает необходимость в адаптации периферии.

Вся конструкторская документация должна выполняться строго в соответствии со стандартами принятыми у заказчика. В России такими требованиями является Единая система конструкторской документации(ЕСКД).

При коллективном проектировании необходимо серьезно продумывать тактику и стратегию использования САПР для того, чтобы избежать нестыковок между разработчиком схемы, конструктором и технологом. Поэтому перед тем как приступить к проектированию платы необходимо согласовать все детали связанные с ее передачей в производство. После выработки технического задания и выпуска функциональной и структурной схем начинается этап создания принципиальной электрической схемы. Которая должна быть пригодна, для последующей трассировки и передаваться в пакет моделирования.После создания принципиальная электрическая схема проверяется на наличие грубых ошибок (замыкание на «землю» выхода логического элемента). Остальной тип ошибок при создании принципиальной электрической схемы является следствием невнимательности проектировщика (90%), поэтому процесс создания схемы требует тщательности и очень серьезного внимания от проектировщика.При проектировании больших объектов разработка различных частей принципиальной электрической схемы ведется несколькими проектировщиками. В P-CADлегко осуществляется объединение нескольких файлов проекта в один.После создания принципиальной электрической схемы наступает этап непосредственного проектирования печатной платы и размещение РЭК. Для этого в P-CAD используются соответствующий графический редактор P-CAD-PCB. При коллективной работе над проектом используется упрощенный графический редактор P-CADRELAY,с помощью которого можно выполнить предварительное размещение радиоэлектронного компонента, задать необходимые зазоры между проводниками и выполнить трассировку наиболее ответственных цепей.Основная работа по размещению РЭК проводится в графическом редакторе P-CAD-PCB.Трассировка цепей осуществляется с помощью мощного трассировщика SPECCTRA.

Проектирование любого объекта в САПР сопровождается составлением различных отчетов, генерацией текстовых конструкторских документов (перечень, спецификации), коррекцией баз данных, автоматической генерации библиотечных компонентов, конвертирование в форматы других САПР, анализом электромагнитной совместимости и т.д.

В состав системы P-CAD входит программа DocumentToolbox, которая расширила возможности выпуска технической документации. Кроме этого в системе имеется механизм, встроенный в графические редакторы, для корректировки проекта. Возможности по оформлению конструкторской документации вP-CAD все еще недостаточны. Печатная плата является сборочной единицей сложного объекта и ее конструктив интегрируется в конструктив всего объекта, который возможно проектировался в другой САПР. При этом возникает необходимость в переносе файлов не только во внутреннем формате P-CAD, но и в другом формате, который должен быть доступен для большинства систем (DXF и т.п.). Для этого в состав PCAD входит большая группа служебных программ-утилит, которые образуют интерфейс DBX (DateBaseExchange). Эти программы позволяют извлечь данные из файлов схем и плат, провести их обработку, выдать статистику и перекодировать в формат третьих фирм.

В P-CAD существует опция, позволяющая перед выводом на печать просматривать конструкторские документы, а также архивировать файлы схем(*.sch) и файлы плат(*.pcb) при желании проектировщика. Кроме этого происходит безусловное архивирование Gerber-файлов и управляющих файлов для сверлильных станков обеспечивается их совместимость с PKZip.

Этап подготовки к производству состоит из двух частей:

проверки соблюдения технологических норм при создании конструкции печатных плат;

сопряжения системы автоматизированного проектирования с программами автоматизированного производства.

В P-CAD существенно расширены возможности контроля технологических норм DRC (DesignRulesCheck). В системе осуществляется контроль зазоров между проводниками, зазора до края платы и подключение к металлизируемым полигонам нескольких цепей.Что касается вопросов сопряжения с программно-аппаратными средствами автоматизированного производства, то графический редактор P-CAD-PCB имеет ряд функций, позволяющих создавать управляющие файлы для фотоплоттеров в формате Gerber, а также обеспечивать загрузку Gerber-файлов фотошаблона для проверки и редактирования. Проектировщик обязательно сталкивается с необходимостью создания библиотечных компонентов. Для создания библиотечных компонентов используются графические редакторы SymbolEditor и PatternEditor, а для управления библиотеками программа Library Executive.

На сайте фирмы разработчика P-CAD открыто опубликованы библиотеки, содержащие информацию от нескольких десятков производителей. Часто эта информация не соответствует ГОСТам, но их несложно доработать. В библиотеке каждому графическому изображению(Symbol) соответствует несколько возможных вариантов корпусов(Pattern).Вся информация об упаковке заносится в таблицы, которые удобно просматривать и корректировать.

Назначение основных пакетов системы:

SymbolEditor- графический редактор для создания символьного изображения радиоэлектронного компонента.

PatternEditor- графический редактор для создания конструкторско-технологического образа РЭК.

LibraryExecutive- менеджер библиотек - программа для создания РЭК и ведения библиотек

Schematic- графический редактор для создания принципиальных электрических схем.

PCB - графический редактор для размещения РЭК и ручной и интерактивной трассировки ПП.

SPECCTRA - система автоматической трассировки ПП.

RELAY - графический редактор c сокращенным набором команд для размещения РЭК и интерактивной трассировки ПП. Используется при групповой организации проектных работ.

Запуск всех редакторов и программ производится с помощью меню«Пуск» - Программы - P-CAD. Система SPECCTRA запускается из редактора PCB.



Интерфейсы графических редакторов

Виды интерфейсов всех редакторов идентичны (рис.3.1., рис.3.2.).Вертикальная панель слева от рабочего поля - это панель размещения.Наборы команд на панели инструментов размещения для различных редакторов отличны друг от друга.

Рисунок 3.1. Интерфейс графического редактора P-CAD Schematic

Окно редактора включает (сверху вниз):

заголовок окна с именем текущего файла,

меню команд,

панель системных команд (выбор объектов; создать файл,открыть файл, сохранить файл, печать документа; вырезать объекты, копировать объекты, вставить объекты; отмена действия, повтор действия и др.);

рабочее поле;

строку подсказки;

строку состояний.

Видимость панелей и строк устанавливается с помощью флажков CommandToolbar, PlacementToolbar, CustomToolbar, Doc ToolToolbar,Design Manager, PromptLine, StatusLine в менюView.

Рисунок 3.2. Интерфейс графического редактора P-CAD PCB

Видимость панелей и строк устанавливается с помощью флажков Command Toolbar, PlacementToolbar, CustomToolbar, DocToolToolbar,DesignManager, PromptLine, StatusLine вменюView.P-CAD оснащен панелью DesignManager. Эта система позволяет довольно просто и удобно просматривать и управлять данными проекта, а именно: комнаты, компоненты, контактные площадки, классы цепей, цепи, узлы. Таким образом, формируется иерархическое представление данных в проекте.

Design Manager объединяет следующие функции:

иерархическое отображение данных в проекте (цепей и компонентов);

создание кластеров на основе группы выбранных компонентов;

выделение и подсветка компонентов и цепей;

отображение или скрытие любого соединения цепи;

быстрое выделение - новый способ выделения посредством DesignManager. Элементы можно выделять непосредственно в списке, представленном на панели DesignManager;

Здесь же можно задавать индивидуальный цвет для каждой цепи.При этом такие элементы как контактные площадки, переходные отверстия и участки металлизации (медное литье),подсоединенный к этой цепи, приобретут цвет, указанный для цепи. При необходимости, всегда можно перейти на «общий»цвет, указанный в настройках отображения;

эффективное управление классами цепей;

простое редактирование правил проектирования для цепей;

новая панель инструментов позволяет легко просматривать и редактировать цепи и компоненты, управлять отображением, фильтровать элементы и выполнять быстрое выделение по списку;

настройка фильтра позволяет определять уровень прозрачности

отфильтрованных элементов;

инструмент Zoom позволяет удобно просматривать проект;

двойной щелчок по элементу из списка позволяет открыть стандартное диалоговое окно свойств.

Строка состояний включает (слева направо):

координаты курсора X и Y, задав их вручную курсор можно установить в любую точку рабочего поля;

кнопка выбора сетки: абсолютная (имеет начало координат в левом нижнем углу рабочего пространства) или относительная(заданная пользователем с помощью команды Options/Grids);

выбор шага сетки (здесь можно задать новый шаг);

кнопка, которая позволяет создавать макрокоманды;

выбор активного слоя с указанием цвета;

ширина линии;

радиус скругления полигонов;

параметры различных команд, например, при рисовании линий -угол наклона (изменить угол наклона можно с помощью клавиши«О») и приращения по X и Y.

Слои в системе P-CAD

электронная система слой графический

Для удобства проектирования и возможности изготовления ПП информация о топологии ПП (печатные проводники, графика, текст)располагается на различных слоях.

Типы слоев:

Сплошные (Plane) - содержат информацию о металлизации для цепей питания в МПП (в стандартном наборе не присутствует,создается вручную).

Сигнальные (Signal) - содержат информацию о трассировке проводников (Top и Bottom).

Несигнальные (Nonsignal) - содержат графическую и текстовую информацию (остальные слои).

Размещено на allbest.ru

...