Сравнительный анализ P-CAD 2006 и Altium Designer 2012

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сравнительный анализ P-CAD 2006 и Altium Designer 2012

Кузнецова Ольга Валерьевна

Коробейников Анатолий Григорьевич

Романова Ева Борисовна

В настоящее время, в промышленности России наиболее популярной среди САПР печатных плат (ПП) является система P-CAD. В связи с тем, что последняя версия системы вышла в 2006 году, большинство организаций, проектирующие ПП, вынуждены искать ему замену. В большинстве случаев выбор делается в пользу системы Altium Designer, переходить на которую проще, чем на другую САПР ПП, поскольку разработчик у Altium Designer и P-CAD один и тот же. Хотя многие функции P-CAD перенесены в Altium Designer, идеология нового продукта подразумевает совершенно новый, инновационный подход к проектированию электронных устройств (ЭУ).

В данной статье рассмотрены особенности проектирования в системах P-CAD и Altium Designer на основе опыта их эксплуатации.

При конструировании ЭУз в САПР P-CAD 2006 некоторые этапы (авторазмещение, автотрассировку, расчеты, топологический анализ, формирование трехмерной модели) приходится выполнять в сторонних программных модулях, не входящих в пакет программ P-CAD 2006. При проектировании ПП в САПР P-CAD выявляются следующие недостатки, затрудняющие конструкторско-технологическую подготовку производства электронных узлов (ЭУз):

в двухмерной модели (2D-модели) ЭУз нельзя размещать электронные компоненты (ЭК) на плате с учетом высот ЭК;

алгоритмическое размещение во внешней программе увеличивает время проектирования ЭУз (за счет: преобразования данных, изучения программы, разнородности интерфейсов);

алгоритмическая трассировка во внешней программе значительно увеличивает время проектирования ЭУз (за счет: преобразования данных, изучения программы, разнородности интерфейсов), а также при преобразовании данных в сторонние форматы возникает потеря и изменение данных;

жесткое ограничение числа вершин полигона (не более 1000) затрудняет заливку областей металлизации сложной формы с большим числом переходных отверстий;

формирование гербер-слоев и файла сверловки во внешней программе увеличивает время технологической подготовки производства ЭУз (за счет: преобразования данных, изучения программы, разнородности интерфейсов); кроме того, при преобразовании данных возникает потеря данных [1];

проверка зазоров между контактными площадками и переходными отверстиями в слое шелкографии осуществляется одновременно, но нанесение шелкографии на переходные отверстия (точнее на металлизацию вокруг отверстия) обычно возможно, для контактных площадок такая возможность отсутствует;

в редакторе топологии ПП системы P-CAD не реализованы следующие возможности: спрямление и раздвигание проводников, убирание замкнутых петлей, «вспахивание» полигонов - создание промежутка (простора) в полигоне для нового проводника с учетом зазоров;

отсутствует программы расчетов, из-за чего все расчеты приходится выполнять вручную или во внешних программах.

При проектировании в P-CAD 2006 модель ЭУз представляет собой двухмерное изображение, что порождает множество неудобств и сильно ограничивает возможности проектирования. В насыщенных платах приходится устанавливать ЭК друг под другом (компонент поверхностного монтажа можно расположить под штыревым компонентом, устанавливаемым на ПП с зазором). При размещении компонентов на 2D-модели ЭУз сложно представить размещение двух ЭК друг под другом. В 2D-модели приходится все время проверять размеры компонентов и возможность такой установки. Невозможна проверка технологических параметров (контроль DRC - Design Rules Check) для ЭК установленных друг под другом. В 2D-измерении неудобно проектировать ЭУз, устанавливаемый в корпус сложной формы (с разными высотами - ступенчатой формы), т.к. необходим постоянный контроль возможности установки перемещаемых ЭК в корпус.

Система Altium Designer представляет собой систему сквозного автоматизированного проектирования ПП, основными отличительными особенностями которой от системы P-CAD является возможность проектировать ПП на интегральных схемах программируемой логики (ПЛИС) и разработка трехмерной модели платы.

Использование в Altium Designer функций 3D-моделирования при проектировании ПП позволяет:

оценить сопряжение платы с механическими деталями конструкции и тут же внести необходимые изменения;

вывести на монитор реальный вид ПП с ЭК;

отключать отображение ЭК или участков металлизации и тем самым наблюдать вид платы на промежуточных этапах изготовления;

при выключение текстур заливки объектов просматривать многослойную структуру ПП на просвет, как на рентгеновском снимке;

контролировать на уровне DRC превышения ЭК максимально допустимой для данного участка платы высоты, с наглядным отображением выявленных нарушений.

Унифицированный подход Altium Designer (использование единой оболочки DXP) включает особенности, повышающие производительность, такие как: системная поддержка многоканального проектирования, сложное поперечное исследование, встроенная библиотека элементов и внесение изменений на этапе проектирования. Altium Designer полностью поддерживает иерархическую методологию проектирования, которая распространяется от принципиальной схемы до печатной платы. Унифицированная среда Altium Designer поддерживает управление точными данными и позволяет организациям лучше управлять проектными данными через прямые интерфейсы CVS, Subversion и Microsoft's SCCI - интерфейсы управления версиями.

Altium Designer поддерживает несколько мониторов и позволяет открывать схему в одном окне и ПП в другом и производить поперечное исследование между двумя документами. Также существует возможность работать на одном мониторе и использовать второй для любого количества интеллектуальных и информативных панелей, которые содержат соответствующие проектные данные.

Altium Designer поддерживает последнее графическое ускорение аппаратных средств DirectX и повышает эффективность проектирования ПП более чем в 20 раз, по сравнению со стандартными режимами проектирования, что приводит к невероятно гибкому и быстро реагирующему интерфейсу печатных плат.

В Altium Designer не возникает никаких проблем в одновременном доступе нескольких пользователей к одной библиотеке, что облегчает централизованную структуру библиотеки и гарантирует всем проектировщикам использование одинаково достоверных компонентов библиотеки.

При проектировании ПП в системе Altium Designer также можно выявить следующие достоинства:

одинаково хорошо работает как с метрической, так и с дюймовой системой мер, причем заложенная точность на два порядка выше, чем в системе P-CAD;

правила проектирования в Altium Designer не только более обширны, чем в P-CAD, но также могут быть более точными и гибкими;

возможность создания в Altium Designer сложно-иерархических проектов, где изначально проект строится сверху вниз: ЭУ - блок - субблок - модуль - ячейка - печатная плата - электронный компонент (ПЛИС), в отличие от системы P-CAD, где ввод проекта ограничен лишь вводом схемы (пусть даже многолистовой);

в программе Altium Designer структура библиотек более проста по сравнению с системой P-CAD. Символ, по сути, является компонентом, к которому могут быть подключены модели разного типа. Процедура добавления модели к символу не требует заполнения таблицы согласования выводов символа и модели, что в разы упрощает процесс формирования библиотек;

поддержка многоканальных принципиальных схем, т.е. нет необходимости копировать подчиненные листы по числу одинаковых каналов, а достаточно нарисовать схему канала один раз и правильно связать ее с вышестоящим листом;

возможность преобразования интегрированной библиотеки в базу библиотек компонентов (*.DBLib), где все ссылки на символы, привязанные модели и другая параметрическая информация хранятся в базе данных на основе ODBC, ADO или формате Excel. В этих форматах гораздо проще наполнять базу данных однотипными компонентами, а также группировать их по параметру и редактировать у них другие параметры или ссылки на файлы моделей;

Altium Designer поддерживает большое количество типов анализа, включающих: частотный анализ в режиме малого сигнала, анализ переходных процессов, расчет спектральной плотности внутреннего шума, анализ передаточных функций по постоянному току и др.;

средства автоматического и интерактивного размещения компонентов - это две встроенные программы авторазмещения компонентов Cluster Placer и Statistical Placer, что существенным образом отличает ее от P-CAD, в котором таких средств нет вообще;

современный автотрассировщик, именуемый Situs имеет возможность настройки стратегии трассировки посредством задания последовательности выполнения специальных процедур, например: веерного размещения стрингеров у SMD компонентов, разрыва и раздвигания уже имеющихся проводников, спрямления, чистки и т.д. Не менее важную роль автотрассировщик играет в качестве вспомогательного инструмента при интерактивной разводке проводников;

модули пред- и посттопологического анализа целостности сигналов (модуль предтопологического анализа дает возможность разработчику выполнить предварительный расчет и провести оценку проекта еще на этапе создания принципиальной схемы; модуль посттопологического анализа интегрирован в редактор плат и позволяет выполнять первичный анализ на уровне DRC);

существует возможность просмотра внутри системы трехмерного вида проектируемой платы по технологии OpenGL;

обмен файлами c САПР твердотельного моделирования (AutoCAD, SolidWorks и др.) посредством формата STEP (подключение модели ЭК в интегрированную базу данных, а затем размещение их на плате; возможность импортировать модель корпуса устройства и оценивать размещение в нем разрабатываемой платы и др.) [2];

система моделирования ActiveHDL от компании Aldec, которая позволяет существенно увеличить скорость и возможности моделирования ПЛИС;

новую технологию Altium Vaults, которая может быть использована как через WEB-интерфейс AltiumLive, так и через программу Altium Designer. Данная технология призвана обеспечить организацию хранилища проектов и библиотек, как для всего сообщества разработчиков, так и в рамках единого предприятия [3];

реализована возможность управления размерами и текстом для портов (размер порта в редакторе схем можно редактировать, а при изменении шрифта для названия вывода надпись не выходит за пределы графики порта);

Smart PDF мастер, который позволяет создавать портативные и полностью индексированные PDF документы проектных данных. Проверку правила зазора между шелкографией и вырезами в маске - можно выполнять в режиме «to exposed copper» или «to solder mask openings»;

Altium Designer поддерживает более широкий перечень выходных форматов, таких как IGES, STEP, ODB++, NC Drill, IPC-D-356 и VHDL, может генерировать списки соединений в форматах большинства сторонних систем проектирования;

наличие модуля CAMtastic позволяющего выполнять мультиплицирование и выпускать управляющие файлы для аппаратуры электроконтроля и монтажа компонентов;

Altium Designer позволяет крайне просто изменять положение обозначения размеров, что крайне важно для соблюдения требований ГОСТ (помимо указания линейных размеров в редакторе ПП можно проставить размер диаметра, радиуса, линейные размеры от опорной точки, координатные метки, угловые размеры).

В результате анализа были выявлены основные различия САПР P-CAD и Altium Designer, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Различия САПР P-CAD и Altium Designer

Система Altium Designer в сравнении с системой P-CAD является более современной и удобной для проектирования ЭУ. Преимущества унифицированного подхода Altium Designer обеспечивает гораздо более высокий уровень синхронизации проектирования, чем при использовании интегрированных технических средств, таких как P-CAD.

Библиография

проектирование электронный печатный плата

1. Арустамов, С.А. Анализ функциональных возможностей САПР P-CAD 2006 на основе опыта ее эксплуатации / С.А. Арустамов, Ю.А. Гатчин, Е.Б. Романова //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009.-№ 1(59). - 113 c.

2. Сабунин, А.Е. Почему Altium Designer, а не P-CAD / А.Е. Сабунин // EDA Express.-М.: ЗАО «НПП «РОДНИК», 2010. -№ 18-С. 3-6.

3. Комплексные решения для автоматизированного проектирования. Altium Designer (2013). СПб., НИП-ИНФОРМАТИКА. Web: http://www.nipinfor.ru/electronics/altium/10052.

Размещено на Allbest.ru