Информационное общество Скачать
презентацию
<<  Информационные технологии в журналистике Информационная культура  >>
Кафедра «Приборостроение и телекоммуникации» Институт инженерной
Кафедра «Приборостроение и телекоммуникации» Институт инженерной
Компьютерные технологии в приборостроении
Компьютерные технологии в приборостроении
УДК 681
УДК 681
План презентации
План презентации
Техническое задание
Техническое задание
Информационные потоки
Информационные потоки
Схема взаимосвязи математических моделей
Схема взаимосвязи математических моделей
Роль КТ в процессе создания ПС
Роль КТ в процессе создания ПС
Роль КТ в процессе создания ПС
Роль КТ в процессе создания ПС
D
D
D
D
D
D
Основополагающие методологические принципы CALS-технологий
Основополагающие методологические принципы CALS-технологий
Пример технологии проектирования ПС на базе CALS-стратегии
Пример технологии проектирования ПС на базе CALS-стратегии
Eda-системы
Eda-системы
Результаты исследования электрических характеристик
Результаты исследования электрических характеристик
Результаты трассировки печатного монтажа
Результаты трассировки печатного монтажа
Термограмма печатного узла
Термограмма печатного узла
Механический режим работы печатного узла при вибрационных воздействиях
Механический режим работы печатного узла при вибрационных воздействиях
Результаты анализа безотказности
Результаты анализа безотказности
3d-модель печатного узла
3d-модель печатного узла
Информационная модель прибора, представленная в виде графа
Информационная модель прибора, представленная в виде графа
Структура информационной модели бортовой цифровой вычислительной
Структура информационной модели бортовой цифровой вычислительной
Аппаратно-программный комплекс «Электроника»
Аппаратно-программный комплекс «Электроника»
*
*
Измерение/исследование (в ручном и авто- матическом режимах по сетям
Измерение/исследование (в ручном и авто- матическом режимах по сетям
Исследование работы диода на переменном токе при активной и
Исследование работы диода на переменном токе при активной и
АПК «Электроника»
АПК «Электроника»
Обобщенная унифицированная схема построения системы АЛП «Электроника»
Обобщенная унифицированная схема построения системы АЛП «Электроника»
Схема организации лабораторного практикума на базе АПК «Электроника»
Схема организации лабораторного практикума на базе АПК «Электроника»
Плата сбора данных серии M и её основные технические характеристики
Плата сбора данных серии M и её основные технические характеристики
Суперсистема
Суперсистема
Принципы системного подхода
Принципы системного подхода
Формализация технического или физического процессов
Формализация технического или физического процессов
Показатели параметрической чувствительности
Показатели параметрической чувствительности
Показатели параметрической чувствительности
Показатели параметрической чувствительности
Классификация расчетных моделей
Классификация расчетных моделей
Аналитические модели
Аналитические модели
Расчетные модели
Расчетные модели
Структурные модели
Структурные модели
Примеры структурных моделей
Примеры структурных моделей
Пассивная ветвь
Пассивная ветвь
Топологические модели
Топологические модели
Нч
Нч
Модели диода и транзистора
Модели диода и транзистора
Температурные зависимости
Температурные зависимости
Температурные зависимости
Температурные зависимости
Температурные зависимости
Температурные зависимости
Модель биполярного транзистора в программе OrCAD 9.2
Модель биполярного транзистора в программе OrCAD 9.2
Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2
Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2
Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2
Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2
Расчетные модели
Расчетные модели
Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2
Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2
Макромодель операционного усилителя
Макромодель операционного усилителя
Макромодель функционального узла
Макромодель функционального узла
E1 = uвх
E1 = uвх
Макромоделирование функциональных узлов
Макромоделирование функциональных узлов
Электрическая схема ТТЛ-вентиля
Электрическая схема ТТЛ-вентиля
Упрощение полной модели
Упрощение полной модели
Электрическая схема стабилизатора
Электрическая схема стабилизатора
Передаточная характеристика стабилизатора напряжения
Передаточная характеристика стабилизатора напряжения
Схема стабилизатора
Схема стабилизатора
Результаты замены источника опорного напряжения и источника тока их
Результаты замены источника опорного напряжения и источника тока их
Результаты замены усилителя мощности
Результаты замены усилителя мощности
Результат замены узла сравнения
Результат замены узла сравнения
Топология макромодели стабилизатора напряжения
Топология макромодели стабилизатора напряжения
D
D
H
H
Модели тепловых процессов
Модели тепловых процессов
Модели тепловых процессов
Модели тепловых процессов
Модели тепловых процессов
Модели тепловых процессов
Модели тепловых процессов
Модели тепловых процессов
Модели механических процессов
Модели механических процессов
Модели механических процессов
Модели механических процессов
Модели механических процессов
Модели механических процессов
Модели безотказности
Модели безотказности
Модели безотказности
Модели безотказности
Модели безотказности
Модели безотказности
Общая постановка задачи компоновки
Общая постановка задачи компоновки
Общая постановка задачи размещения
Общая постановка задачи размещения
Общая постановка задачи трассирвки
Общая постановка задачи трассирвки
Математические модели схем
Математические модели схем
Математические модели схем
Математические модели схем
Математические модели схем
Математические модели схем
Математические модели монтажного пространства
Математические модели монтажного пространства
Математические модели монтажного пространства
Математические модели монтажного пространства
Классификация алгоритмов компоновки
Классификация алгоритмов компоновки
Алгоритмы компоновки
Алгоритмы компоновки
Алгоритмы размещения
Алгоритмы размещения
Классификация алгоритмов размещения
Классификация алгоритмов размещения
Классификация алгоритмов трассировки
Классификация алгоритмов трассировки
Алгоритмы трассировки печатного монтажа
Алгоритмы трассировки печатного монтажа
Алгоритмы трассировки печатного монтажа
Алгоритмы трассировки печатного монтажа
Алгоритмы трассировки печатного монтажа
Алгоритмы трассировки печатного монтажа
Концептуальная модель CALS
Концептуальная модель CALS
Классификация данных в связи со стадиями жизненного цикла продукции
Классификация данных в связи со стадиями жизненного цикла продукции
Этапы жизненного цикла промышленных изделий и системы их автоматизации
Этапы жизненного цикла промышленных изделий и системы их автоматизации
Основные компоненты CALS
Основные компоненты CALS
Упрощенная схема функционирования виртуального предприятия
Упрощенная схема функционирования виртуального предприятия
Логическая структура базы данных на изделие в соответствии с
Логическая структура базы данных на изделие в соответствии с
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Разделы и основы тома стандарта ISO 10303
Технико-экономический эффект от внедрения CALS-технологий
Технико-экономический эффект от внедрения CALS-технологий
Этапы внедрения CALS-технологий на предприятии
Этапы внедрения CALS-технологий на предприятии
Pdm-система
Pdm-система
OrCAD?9
OrCAD?9
Protel 99SE, SystemView
Protel 99SE, SystemView
Microwave Office, Omega PLUS
Microwave Office, Omega PLUS
MENTOR GRAPHICS
MENTOR GRAPHICS
MENTOR GRAPHICS
MENTOR GRAPHICS
BETA soft, COSMOS/M
BETA soft, COSMOS/M
Асоника ansys
Асоника ansys
1. Латышев, П. Н. Каталог САПР
1. Латышев, П. Н. Каталог САПР
Слайды из презентации «Компьютерные технологии» к уроку информатики на тему «Информационное общество»

Автор: Fotostud. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Компьютерные технологии.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 7788 КБ.

Скачать презентацию

Компьютерные технологии

содержание презентации «Компьютерные технологии.ppt»
СлайдТекст
1 Кафедра «Приборостроение и телекоммуникации» Институт инженерной

Кафедра «Приборостроение и телекоммуникации» Институт инженерной

физики и радиоэлектроники.

Красноярск, 2008

2 Компьютерные технологии в приборостроении

Компьютерные технологии в приборостроении

К. Н. Захарьин, Н. М. Егоров, А. В. Сарафанов

Красноярск, 2008

3 УДК 681

УДК 681

2:004.9 ББК 34.9 З-38 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Компьютерные технологии в приборостроении» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Информатизация и автоматизированные системы управления», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г. Рецензенты: Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин Захарьин, К. Н. З-38 Компьютерные технологии в приборостроении. Презентационные материалы. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : наглядное пособие / К. Н. Захарьин, Н. М. Егоров, А. В. Сарафанов. – Электрон. дан. (11 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Компьютерные технологии в приборостроении : УМКД № 49-2007 / рук. творч. коллектива А. В. Сарафанов). – 1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 11 Мб свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит) ; Microsoft PowerPoint 2003 или выше. ISBN 978-5-7638-0866-7 (комплекса) ISBN 978-5-7638-0870-4 (пособия) Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802720 от 19.12.2008 г. (комплекса) Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802709 от 22.12.2008 г. (пособия) Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Компьютерные технологии в приборостроении», включающего учебную программу, учебное пособие «Компьютерные технологии в приборостроении. Основы математического и методического обеспечения», учебное пособие «Основы применения CALS-технологий в электронном приборостроении», учебное пособие «Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат», учебное пособие «Основы проектирования электронных средств: Техническое задание. Формирование и анализ», лабораторный практикум, приложение к лабораторному практикуму (демоверсия системы OrCAD, файлы проектов для системы OrCAD, варианты заданий к ряду лабораторных работ, интерактивное электронное техническое руководство к АПК УД «Тракт усиления звуковой частоты», интерактивное электронное техническое руководство к АПК УД «Электроника», демоверсия программного комплекса ТРиАНА, справочник «Интенсивности отказов ЭРЭ»), методические указания по курсовому проектированию, методические указания по самостоятельной работе, контрольно-измерительные материалы (банк тестовых заданий и перечень вопросов, выносимых на экзамен), приложение к комплексу (программа оптимизации размещения элементов на монтажном пространстве методом попарных перестановок по критерию минимума суммарной длины сигнальных связей, программа оптимизации разбиения схемы электрической на части, выполняемые на отдельных конструктивах, видеофрагмент «Резонансные явления в электронной аппаратуре»). Представлена презентация (в виде слайдов) теоретического курса «Компьютерные технологии в приборостроении». Предназначено для студентов направления подготовки бакалавров 200100.62 «Приборостроение» укрупненной группы 200000 «Приборостроение и оптотехника». © Сибирский федеральный университет, 2008 Рекомендовано к изданию Инновационно-методическим управлением СФУ Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения информационно-аналитического департамента СФУ; лаборатория по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм. Подп. к использованию 01.09.2008 Объем 11 Мб Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79.

4 План презентации

План презентации

1. Роль КТ в процессе создания ПС

2. Примеры результатов проектирования с применением компьютерных технологий

3. Примеры приборов и систем

4. Системный подход к построению расчетных моделей

5. Расчетные модели

6. Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

7. Концепция CALS-технологий

8. Основные параметры стандартных программных средств

Компьютерные технологии в приборостроении

4

5 Техническое задание

Техническое задание

1

Алгоритмы проектных задач

Проект ПС

Физические модели

7

2

3

8

6

Модели чувствитель- ности

Информа- ционная модель

Матема- тические модели

5

4

Условная схема взаимосвязи основных проектных процедур

Роль моделей в автоматизированном процессе разработки приборов и систем

Роль КТ в процессе создания ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

5

6 Информационные потоки

Информационные потоки

1. Требования технического задания к функциональным характеристикам, конструкциям и т. п.

2. Информация для формализации

3. Параметры математической модели

4. Результаты математического моделирования

5. Исследуемые параметры

6. Выбранные параметры

7. Результаты проектных исследований

8. Параметры, определяющие различные характеристики прибора

Роль КТ в процессе создания ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

6

7 Схема взаимосвязи математических моделей

Схема взаимосвязи математических моделей

Роль КТ в процессе создания ПС

А

А

Компьютерные технологии в приборостроении

Электрическая принципиальная схема

Модель электрических процессов

Топология схемы и перечень ЭРЭ

Электрические режимы работы ЭРЭ

Перечень ЭРЭ и список цепей

Кол-во паек и переходных отверстий

Темпера-туры ЭРЭ

Мощности ЭРЭ

Модели монтажных пространств для реше- ния задач компоновки, размещения и трассировки

Модель надежности

Модель тепловых процессов

Паразитные параметры

Схема размещения ЭРЭ на печатной плате

Перечень конст. элементов

Гтпф

Виброускорение ЭРЭ

Эскиз конструкции, прибора в виде 3D-модели

Модель механических процессов

Геометрические и физикомеханические параметры

7

Темпера-туры ЭРЭ

8 Роль КТ в процессе создания ПС

Роль КТ в процессе создания ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

Синтез, анализ и оптимизация в задачах проектирования приборов и систем, решаемых на основе математического моделирования физических процессов

1

10

19

Техническое задание на разработку измерительной части, схемы, конструкции, и технологии ПС

Синтез вариантов структуры, конструкции, схемы и ПС

Выделение основных воздействующих на ПС факторов

2

11

20

Формирование критерия чувствительности к внешним воздействиям

Анализ и выбор лучшего варианта структуры ПС, конструкции, схемы и технологии ПС

Синтез расчетных моделей и моделей чувствительности

3

12

21

Формирование критерия оптимальности

Параметрическая оптимизация

Формирование ограничений на допуски параметров

4

13

22

Формирование условий синтеза или критерия оптимизации допусков

Анализ, синтез или оптимизация допусков на параметры

Формирование ограничений на допуски параметров

8

9 Роль КТ в процессе создания ПС

Роль КТ в процессе создания ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

Синтез, анализ и оптимизация в задачах проектирования приборов и систем, решаемых на основе математического моделирования физических процессов

5

14

23

Выбор показателей серийнопригодности

Расчет и анализ технологической пригодности

Подготовка данных по технологическим разбросам параметров

6

15

24

Выбор показателей надежности ПС и стабильности его выходных характеристик

Расчет и анализ эксплуатационной стабильности и надежности ПС

Подготовка данных по зависимостям свойств материалов и деталей от воздействий

7

16

25

Выбор способа и синтез средств защиты ПС от внешних воздействий

Анализ необходимости и эффективности защиты ПС от внешних воздействий

Подготовка данных по физико-конструктивным параметрам средств защиты

8

17

26

Выделение управляемых параметров и доступных для контроля сигналов

Синтез системы регулировок, настроек и контроля работоспособности

Выделение элементов и узлов ПС с малыми запасами работоспособности

27

18

9

Постановка задач испытаний ПС

Синтез программы испытаний ПС

Подготовка данных по условиям проведения испытаний

9

10 D

D

B

C

D

А

Роль КТ в процессе создания ПС

Блок-схема алгоритма обобщенной методики проектирования ПС с применением КТ

Компьютерные технологии в приборостроении

Начало

Изменения необходимы?

6

1

Анализ ТЗ

7

2

Разработка конструкции

Разработка структурной схемы прибора в соответствии с его реализуемыми функциями

8

Моделирование тепловых процессов

3

Разработка электрической схемы

Изменения необходимы?

9

4

10

Моделирование электрических процессов

Моделирование электрической принципиальной схемы с учетом теплового режима прибора

5

Исследование разбросов выходных характеристик

10

10

11 D

D

D

D

Роль КТ в процессе создания ПС

Блок-схема алгоритма обобщенной методики проектирования ПС с применением КТ

Компьютерные технологии в приборостроении

9

16

Трассировка печатных плат

11

Изменения необходимы?

1

Результаты трассировки удовлет- ворительные?

17

1

12

Исследование разбросов выходных характеристик

18

Разработка 3D-моделей отдельных узлов и элементов, проектирование 3D-сборки прибора в целом

13

Изменения необходимы?

1

14

19

Разработка комплекта электрон- ной, конструкторской и технологической документации. Подготовка и выпуск ИЭТР

Исследование показателей надежности

15

Изменения необходимы?

1

Конец

11

12 D

D

C

A

B

C

Роль КТ в процессе создания ПС

Блок-схема алгоритма обобщенной методики проектирования ПС с применением КТ

Компьютерные технологии в приборостроении

19

Анализ результатов моделирования

20

Принятие решения

21

Изменение функциональной схемы прибора

22

Изменение электрической принципиальной схемы

23

Изменение конструкции

24

Корректировка ТЗ

12

13 Основополагающие методологические принципы CALS-технологий

Основополагающие методологические принципы CALS-технологий

Роль КТ в процессе создания ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

13

14 Пример технологии проектирования ПС на базе CALS-стратегии

Пример технологии проектирования ПС на базе CALS-стратегии

Роль КТ в процессе создания ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

14

15 Eda-системы

Eda-системы

Структура электронного макета прибора

Алгоритмы

Модели физических процессов

Диагностиче- ские модели

Электронная конструкторская, технологическая и эксплуатационная документация

Инструменты конвертации

Комплект методик

Результаты моделирования и оптимизации

Чертежи и модели

Роль КТ в процессе создания ПС

Результаты проектиро- вания

Компьютерные технологии в приборостроении

Электронный макет включает: электронную документацию для производства и эксплуатации; алгоритмы обработки и отображения данных об объекте; результаты комплексного исследования выходных характеристик; модели физических процессов в схемах и монтажном пространстве; диагностические модели; инструменты конвертации в стандарт STEP; комплект информационно-логических методик проектирования ПС в стандартах IDEF/0; EDA-системы.

15

16 Результаты исследования электрических характеристик

Результаты исследования электрических характеристик

Примеры результатов проектирования с применением компьютерных технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

16

17 Результаты трассировки печатного монтажа

Результаты трассировки печатного монтажа

Примеры результатов проектирования с применением компьютерных технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

17

18 Термограмма печатного узла

Термограмма печатного узла

Примеры результатов проектирования с применением компьютерных технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

18

19 Механический режим работы печатного узла при вибрационных воздействиях

Механический режим работы печатного узла при вибрационных воздействиях

Зависимость виброускорения от частоты воздействия вибрации

Изолинии перемещений

Собственная форма печатной платы

Примеры результатов проектирования с применением компьютерных технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

19

20 Результаты анализа безотказности

Результаты анализа безотказности

Примеры результатов проектирования с применением компьютерных технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

20

21 3d-модель печатного узла

3d-модель печатного узла

3d-модель прибора в целом

3d-модели узла и прибора в целом

Примеры результатов проектирования с применением компьютерных технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

21

22 Информационная модель прибора, представленная в виде графа

Информационная модель прибора, представленная в виде графа

Примеры приборов и систем

Компьютерные технологии в приборостроении

22

23 Структура информационной модели бортовой цифровой вычислительной

Структура информационной модели бортовой цифровой вычислительной

машины.

Примеры приборов и систем

Компьютерные технологии в приборостроении

23

24 Аппаратно-программный комплекс «Электроника»

Аппаратно-программный комплекс «Электроника»

Примеры приборов и систем

Компьютерные технологии в приборостроении

24

25 *

*

АПК «Электроника». Структурная схема

Примеры приборов и систем

Компьютерные технологии в приборостроении

* Выполняет функции ввода-вывода измерительных, аналоговых и цифровых управляющих сигналов

25

26 Измерение/исследование (в ручном и авто- матическом режимах по сетям

Измерение/исследование (в ручном и авто- матическом режимах по сетям

Internet/Intranet) прямой и обратной ветвей вольт-амперных характеристик (ВАХ) диода и стабилитрона; нагрузочной характеристики и характеристик стабилизации стабилитрона; статических и динамических передаточных и выходных характеристик полевого транзистора; статических и динамических входных и выходных характеристик биполярного транзистора в схемах включения с общим эмиттером и общей базой; статического и диффе- ренциального сопротивлений диода и стабилитрона, крутизны и выходного сопротивления полевого транзистора, h-параметров биполярного транзистора; технологического разброса ВАХ и параметров диода, стабилитрона, полевого и биполярного транзисторов.

АПК «Электроника». Перечень реализуемых функций

Примеры приборов и систем

Компьютерные технологии в приборостроении

26

27 Исследование работы диода на переменном токе при активной и

Исследование работы диода на переменном токе при активной и

активно-емкостной нагрузке; стабилитрона в схеме параметрического стабилизатора напряжения; полевого и биполярного транзисторов на переменном токе в линейном и нелинейном режимах при различных сопротивлениях нагрузки.

Возможность визуализации на ПЭВМ установки и изменения положения рабочей точки на ВАХ исследуемых полупроводниковых приборов в динамическом режиме работы

АПК «Электроника». Перечень реализуемых функций

Примеры приборов и систем

Компьютерные технологии в приборостроении

27

28 АПК «Электроника»

АПК «Электроника»

Виртуальные стенды.

Примеры приборов и систем

Лицевая панель виртуального лабораторного стенда по измерению вольт-амперных характеристик и параметров полевых транзисторов

Лицевая панель виртуального лабораторного стенда по измерению характеристик и параметров стабилитрона

Компьютерные технологии в приборостроении

28

29 Обобщенная унифицированная схема построения системы АЛП «Электроника»

Обобщенная унифицированная схема построения системы АЛП «Электроника»

Примеры приборов и систем

Компьютерные технологии в приборостроении

29

30 Схема организации лабораторного практикума на базе АПК «Электроника»

Схема организации лабораторного практикума на базе АПК «Электроника»

Примеры приборов и систем

Компьютерные технологии в приборостроении

30

31 Плата сбора данных серии M и её основные технические характеристики

Плата сбора данных серии M и её основные технические характеристики

Примеры приборов и систем

Компьютерные технологии в приборостроении

31

32 Суперсистема

Суперсистема

Исследуемый объект как система

Другие объекты как системы

Исследование элемента как системы

Иерархия системы при системном подходе

Элемент

Элемент

Элемент

Элемент

n, m – число элементов в подсистемах А и К

А1

Аn

K1

Km

Системный подход к построению расчетных моделей

Подсистема A

Подсистема К

Компьютерные технологии в приборостроении

32

33 Принципы системного подхода

Принципы системного подхода

Системный подход к построению расчетных моделей

1. Если исследуемый объект (конструктивный узел, физический процесс в ПС, технологическая операция и т. п.) представляется в виде системы, то в нем можно выделить совокупность подсистем, каждая из которых при определенных условиях может быть рассмотрена как отдельная самостоятельная система. Сам объект при определенных условиях становится элементом другой системы более высокого уровня (суперсистемы). Создается определенная иерархия систем, показанная на слайде 31 (на предыдущем слайде).

2. Необходимая полнота элементов, включенных в систему из исследуемого объекта (замкнутость системы), определяется по силе связи между этими элементами, которая должна быть более чем на два порядка больше силы связи этих же элементов с другими элементами, не входящими в данную систему. Этот признак свидетельствует о возможности исследовать объект автономно, выделив его из окружения других объектов в целостном виде как систему.

3. Целесообразность представления исследуемого объекта в виде системы проверяется на свойстве эмерджентности, а именно: система должна обладать новыми свойствами, не присущими ни одному из ее элементов. Это означает, что расчленив объект на части и изучив их по отдельности, нельзя познать все его свойства.

Компьютерные технологии в приборостроении

33

34 Формализация технического или физического процессов

Формализация технического или физического процессов

– Вектор выходных характеристик,

– Вектор входных характеристик,

– Вектор внутренних параметров,

– Вектор внешних воздействий,

– вектор независимых переменных (? – время, ? – частота, s – оператор Лапласа, l – геометрический параметр)

Системный подход к построению расчетных моделей

Компьютерные технологии в приборостроении

34

35 Показатели параметрической чувствительности

Показатели параметрической чувствительности

Системный подход к построению расчетных моделей

Компьютерные технологии в приборостроении

Под параметрической чувствительностью системы понимается ее свойство изменять свои выходные характеристики при изменении внутренних параметров. При этом входные воздействия рассматриваются равными своим расчетным значениям без отклонений, т. е. не вносящими вклада в изменения выходных характеристик. Причины изменения параметров могут быть различными. В приборе параметры изменяются под влиянием случайных факторов или при специально вводимых регулировках, настройках и других работах.

Чувствительностью к изменению внутренних параметров обладают практически все выходные характеристики технического процесса. В общей теории чувствительности систем широко используется количественный показатель параметрической чувствительности в виде частной производной выходной характеристики yj по соответствующему, например, k-му параметру q, который называют функцией параметрической чувствительности (ФПЧ):

Где – вектор расчетных значений параметров, при которых вычисляется частная производная.

Знак численного значения ФПЧ определяет направление изменения yj-й характеристики при изменении qk-го параметра в сторону увеличения.

35

36 Показатели параметрической чувствительности

Показатели параметрической чувствительности

Системный подход к построению расчетных моделей

Компьютерные технологии в приборостроении

При решении многих задач проектирования ПС, когда по результатам расчетов необходимо количественно сравнивать ФПЧ, применяют относительную форму представления ФПЧ:

При этом для проектных процедур «ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ» в методиках автоматизированного проектирования используют матрицу относительных ФПЧ:

36

37 Классификация расчетных моделей

Классификация расчетных моделей

Тип модели

Вид модели

Расчетные модели

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

37

38 Аналитические модели

Аналитические модели

Под аналитической расчетной моделью понимается математическая модель, представленная средствами математического анализа и алгебры в форме буквенных выражений, определяющих зависимость выходных характеристик ПС и его показателей от входных воздействий, внутренних параметров и независимых аргументов (времени, частоты, пространственных координат, переменной преобразования Лапласа и пр.).

Расчетные модели

Пример: электрическая модель экранированного электрического поля конструкции прибора описывается зависимостью:

где – напряжение источника наводки в функции частоты сигнала; – наводимое напряжение на заданном элементе приемника наводки конструкции ПС; – емкости между источни-ком и приемником наводки, между экраном и приемником наводки, между приемником наводки и корпусом прибора.

Компьютерные технологии в приборостроении

38

39 Расчетные модели

Расчетные модели

Структурные модели

1. Структурная модель состоит из вершин (изображаемых точками) и дуг (непрерывными линиями), которые ориентированы стрелками, причем каждая дуга соединяет две вершины, т. е. выходит из одной и входит в другую в соответствии с направлением стрелки.

2. Все вершины нумеруются, и каждой из них ставится в соответствие одна переменная величина – входное воздействие , выходная характеристика или промежуточная переменная величина .

3. Переменная величина каждой вершины передается по тем направлениям, которые указаны стрелками дуг, выходящих из этой вершины.

4. Каждая дуга модели характеризуется передаточным оператором где i – номер вершины, из которой выходит дуга (начало дуги), а j – номер вершины, в которую она входит (конец дуги). Передаточный оператор___ приложен к переменной i вершины при передаче ее в вершину j.

Компьютерные технологии в приборостроении

5. Переменная величина любой r-й вершины модели складывается из составляющих, обусловленных передачами переменных величин по дугам, входящим в рассматриваемую r-ю вершину: , где i принимает значения номеров только тех вершин, откуда начинаются дуги, входящие в r-ю вершину. Переменные величины некоторых вершин, являющиеся входными воздействиями модели, не имеют входящих дуг, так как эти величины должны быть заданы в исходной информации к расчету.

39

40 Структурные модели

Структурные модели

Расчетные модели

Фрагменты структурной модели

Формула преобразования

До преобразования

После преобразования

Компьютерные технологии в приборостроении

40

Wij1

Wij2

j

i

Wijd

Wkk

41 Примеры структурных моделей

Примеры структурных моделей

С

Д

У1

Г

У2

Уу

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

Устройство автоматической подстройки частоты: С – смеситель, У1, У2 – усилители, Д – дискриминатор, УУ – узел управления, Г – гетеродин.

Структурная электрическая модель устройства автоматической подстройки частоты в первой унифицированной форме представления

41

42 Пассивная ветвь

Пассивная ветвь

Топологические модели

Топологическая модель состоит из узлов, изображаемых точками, и ветвей, изображаемых непрерывными линиями, причем каждая ветвь соединяет два узла.

Переменная узла

Параметр ветви

Номер узла

(T – номер параллельной ветви)

Переменная ветви

Расчетные модели

?j

?i

hijt

j

i

?ijt

Компьютерные технологии в приборостроении

42

43 Топологические модели

Топологические модели

Активные независимые ветви

Активные зависимые ветви

Расчетные модели

Xijt

Xijt

?ijt

?j

?lmn

Компьютерные технологии в приборостроении

Источник потенциального воздействия

+ –

?l

?m

Источник потокового воздействия

?i

?j

?i

43

j

i

j

+ ?

i

j

i

m

l

44 Нч

Нч

Свч

А

Б

В

Г

Топологические модели ЭРЭ для низкочастотной области (а) и высокочастотные топологические модели резистора (б), конденсатора (в) и катушки индуктивности (г): LR и CR – индуктивность и емкость выводов и проводящей части резисторов; RL – сопротивление обмотки; CL – межвит-ковая емкость; RC – сопротивление потерь в диэлектрике; LC – индуктив-ность выводов и обкладок конденсатора

Расчетные модели

Электрические модели резистора, конденсатора, индуктивности

Компьютерные технологии в приборостроении

44

45 Модели диода и транзистора

Модели диода и транзистора

Эквивалентная схема диода

Эквивалентная модель Эберса – Молла для биполярного транзистора

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

45

46 Температурные зависимости

Температурные зависимости

Электрические характеристики ЭРЭ.

Расчетные модели

Rnom= ·R[1 + TC1(t – tnom) + TC2(t – tnom)],

Сnom = C·(1 + VC1·V + VC2·V2) · [1+tc1·(t – tnom)+tc2·(t – tnom)2],

Компьютерные технологии в приборостроении

где Rnom – номинальное сопротивление; R – масштабный множитель сопротивления; TC1 и TC2 – линейный и квадратичный температурные коэффициенты сопротивления – 1/ ?С, 1/ ?С2 (берутся из справочника исходя из типономинала элемента, например, 1200·10–6 1/ ?С для резисторов МЛТ-0,5); tnom – номинальная температура окружающей среды (по умолчанию 27 ?С); t – текущая (рабочая) температура.

где Сnom – номинальная емкость; С – масштабный множитель емкости; V – приложенное напряжение; VC1 и VC2 – линейный и квадратичный коэффициенты напряжения; TC1 и TC2 – линейный и квадратичный температурный коэффициенты емкости (берутся из справочника исходя из типонoминала элемента). Зависимость С(V) учитывается только при расчете переходных характеристик. При расчете частотных характеристик VC1 = VC2 = 0.

46

47 Температурные зависимости

Температурные зависимости

Электрические характеристики ЭРЭ.

Зависимость параметров элементов эквивалентной схемы диода от температуры:

Расчетные модели

IS(T) = IS exp {EG(T) / [N·Vt(T)] T / Tnom – 1)}·(T / Tnom)XTI/N; ISR (T) = ISR exp {EG(T) / [N·Vt(T)]T/Tnom– 1)}·(T / Tnom)XTI/N; IKF(T) = IKF [1 + TIKF(T – Tnom)]; BV(T) = BV[1+TBV1(T – Tnom)+TBV2(T –Tnom)2]; RS(T) = RS[1+TRS1(T –Tnom)+TRS2 (T – Tnom)2]; VJ(T) = VJ·T / Tnom – 3Vt(T)ln(Tt / Tnom) – EG(Tnom)T / TnomT + EG(T); CJO (T) = CJO {1 + M[0,0004 (T – Tnom)+1 – VJ(T) / VJ]}; KF(T) = KF·VJ(T) / VJ ; AF (T) = AF ·VJ(T) / VJ ; EG(T) = EGO – aT2/(b + T),

где EG (Tnom) – ширина запрещенной зоны при номинальной температуре (1,11 эВ для кремния; 0,67 эВ для германия; 0,69 эВ для диодов с барьером Шотки при температуре 27 °С). Значения параметров IS, Vt, VJ, CJO, KF, AF , EG берутся для номинальной температуры Tnom; для кремния EGO = 1,16 эВ, a = 7·10–4, b = 1108; XTI = 3 для диодов с p–n-переходом и XTI = 2 для диодов с барьером Шотки.

Компьютерные технологии в приборостроении

47

48 Температурные зависимости

Температурные зависимости

Электрические характеристики ЭРЭ.

Параметры элементов эквивалентной схемы диода

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

48

Значение по умолчанию

Имя параметра

Параметр

Размерность

49 Модель биполярного транзистора в программе OrCAD 9.2

Модель биполярного транзистора в программе OrCAD 9.2

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

В OrCAD 9.2 используется схема замещения биполярного транзистора в виде адаптированной модели Гуммеля – Пуна, которая по сравнению с исходной моделью позволяет учесть эффекты, возникающие при больших смещениях на переходах. Эта модель автоматически упрощается до более простой модели Эберса – Молла, если опустить некоторые параметры.

А

Б

49

а – модель Гуммеля – Пуна; б – передаточная модель Эберса – Молла; принятые обозначения: IB – ток базы; IC – ток коллектора; IBE – ток коллектора в нормальном режиме; IBC1 – ток коллектора в инверсном режиме; IBE2, IBC2 – составляющие тока перехода база-эмиттер, вызванные неидеальностъю перехода; IS – ток подложки; UBE, UBC – напряжения на переходе внутренняя база-эмиттер и внутренняя база-коллектор; UBS – напряжение внутренняя база-подложка; UBN – напряжение внутренняя база-подложка для режима квазинасыщения; UBX – напряжение база-внутренний коллектор; UCB – напряжение внутренний коллектор-внутренний эмиттер; UJS – напряжение внутренний коллектор-подложка для NPN-транзистора, напряжение внутренняя подложка-коллектор для PNP-транзистора или напряжение внутренняя база-подложка для LPNP-транзистора

50 Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2

Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

50

Значение по умолчанию

Параметр

Размерность

Имя параметра

4

3

1

2

51 Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2

Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

51

Размер-ность

Параметр

Имя параметра

Значение по умолчанию

ISS

ITF

KF

Mjc (мс)

MJE (ME)

MJS (MS)

NC*

NE*

NF

NK

NR

NS

PTF

QCO

RB

RBM*

Обратный ток р–n-перехода подложки

А

0

Ток, характеризующий зависимость TF от тока коллектора при больших токах

А

0

0

Коэффициент, определяющий спектральную плотность фликкер-шума

Коэффициент, учитывающий плавность коллекторного перехода

0,33

Коэффициент, учитывающий плавность эмиттерного перехода

0,33

Коэффициент, учитывающий плавность перехода коллектор-подложка

0

Коэффициент неидеальности коллекторного перехода

1,5

Коэффициент неидеальности перехода база-эмиттер

1,5

Коэффициент неидеальности в нормальном режиме

1

Коэффициент, определяющий множитель QB

0,5

Коэффициент неидеальности в инверсном режиме

1

1

Коэффициент неидеальности перехода подложки

Дополнительный фазовый сдвиг на граничной частоте транзистора fгр = 1 / (2?TF)

Град.

0

Множитель, определяющий заряд в эпитаксиальной области

Кл

0

Объемное сопротивление базы (максимальное) при нулевом смещении перехода база-эмиттер

Ом

0

Минимальное сопротивление базы при больших токах

Ом

RB

52 Расчетные модели

Расчетные модели

Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2

Компьютерные технологии в приборостроении

52

Размер-ность

Значение по умолчанию

Имя параметра

Параметр

RC

RCO

RE

TF

TR

TRB1

TRB2

TRC1

TRC2

TRE1

TRE2

TRM1

TRM2

T_ABS

T_MEASURED

T_REL_GLOBAL

T_REL_LOCAL

VAF (VA)*

VAR (VB)*

VJC (PC)

Объемное сопротивление коллектора

Ом

0

Сопротивление эпитаксиальной области

Ом

0

Объемное сопротивление эмиттера

Ом

0

Время переноса заряда через базу в нормальном режиме

С

0

Время переноса заряда через базу в инверсном режиме

С

0

Линейный температурный коэффициент RB

°С–1

0

Квадратичный температурный коэффициент RB

°С–2

0

Линейный температурный коэффициент RB

°С–1

0

Квадратичный температурный коэффициент RC

°С–2

0

Линейный температурный коэффициент RE

°С–1

0

Квадратичный температурный коэффициент RE

°С–2

0

Линейный температурный коэффициент RBM

°С–1

0

Квадратичный температурный коэффициент RBM

°С–2

0

Абсолютная температура

°С

Температура измерений

°С

Относительная температура

°С

Разность между температурой транзистора и модели-прототипа

°С

Напряжение Эрли в нормальном режиме

В

?

Напряжение Эрли в инверсном режиме

В

?

Контактная разность потенциалов перехода база-коллектор

В

0,75

53 Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2

Параметры модели биполярного транзистора в OrCAD 9.2

Расчетные модели

Примечание. В круглых скобках в левой графе таблицы указаны альтернативные обозначения параметров. Параметр RB для модели Эберса – Молла имеет смысл объемного сопротивления базы, не зависящего от тока базы. Остальные параметры имеют одинаковый смысл для моделей Эберса – Молла и Гуммеля – Пунна.

Компьютерные технологии в приборостроении

53

Размер-ность

Имя параметра

Параметр

* Только для модели Гуммеля – Пуна

VJE (PE)

VJS(PS)

VO

VTF

XCJC

XCJC2

XTB

XTF

XTI (PT)

Контактная разность потенциалов перехода база-эмиттер

В

0,75

Контактная разность потенциалов перехода коллектор-подложка

В

0,75

Напряжение, определяющее перегиб зависимости тока эпитаксиальной области

В

10

Напряжение, характеризующее зависимость TF от смещения база-коллектор

В

?

Коэффициент расщепления емкости база-коллектор CJC

1

Коэффициент расщепления емкости база-коллектор CJC

1

Температурный коэффициент BF и BR

0

Коэффициент, определяющий зависимость TF от смещения база-коллектор

0

Температурный коэффициент IS

3

Значение по умолчанию

54 Макромодель операционного усилителя

Макромодель операционного усилителя

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

54

55 Макромодель функционального узла

Макромодель функционального узла

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

55

56 E1 = uвх

E1 = uвх

ku1 E2 = uвых ? ku2 E3 = uвых ? ku3,

Rвх2= rвх1? rвх,

E3 = [(uвх ? ku1)? ku3]? ku3 E3 = uвых.

Макромодель усилителя напряжения.

Усилитель, состоящий из 3 каскадов

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

56

57 Макромоделирование функциональных узлов

Макромоделирование функциональных узлов

Макромодель – упрощенная модель, связывающая входные и выходные характеристики функционального узла ПС с частичным раскрытием его внутренних параметров.

Классификация методов макромоделирования

Расчетные модели

Методы макромоделирования

Преобразование исходной модели

Переход в модель компактного вида

Использование экспериментальных методов

Описание связей вход – выход

Использование методов редукции

Упрощение полной модели

Компьютерные технологии в приборостроении

57

58 Электрическая схема ТТЛ-вентиля

Электрическая схема ТТЛ-вентиля

Передаточная характеристика ТТЛ-вентиля

Упрощение полной модели

Заменим транзисторы VT1–VT4 упрощенной (не учитывающей динамические свойства транзистора и активные сопротивления эмиттера, базы и коллектора) моделью Эберса – Молла.

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

58

59 Упрощение полной модели

Упрощение полной модели

Расчетные модели

В результате замены получим полную модель ТТЛ-вентиля. Проведя расчет полной модели, определив и проанализировав функции чувствительности, получаем ряд макромоделей, каждая из которых соответствует своему участку (1–4) передаточной характеристики.

4

2

3

1

А

Б

В

Г

Макромодели ТТЛ-вентиля для разных участков передаточной характеристики

На участке 1 наибольшими являются чувствительности выходной характеристики к изменению резистора R3 и параметрам транзистора VT3. В результате на участке 1 макромодель принимает вид, показанный на рис. а. Аналогичный анализ функций чувствительности позволяет определить макромодели на участках 2–4 (рис. б–г).

Компьютерные технологии в приборостроении

59

60 Электрическая схема стабилизатора

Электрическая схема стабилизатора

Расчетные модели

Процесс построения макромодели разобьем на два этапа. На первом этапе получим топологию макромодели, а на втором определим параметры элементов макромодели.

Компьютерные технологии в приборостроении

60

61 Передаточная характеристика стабилизатора напряжения

Передаточная характеристика стабилизатора напряжения

Расчетные модели

Uвых

Uвх

Компьютерные технологии в приборостроении

61

62 Схема стабилизатора

Схема стабилизатора

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

62

63 Результаты замены источника опорного напряжения и источника тока их

Результаты замены источника опорного напряжения и источника тока их

эквивалентами.

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

63

64 Результаты замены усилителя мощности

Результаты замены усилителя мощности

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

64

65 Результат замены узла сравнения

Результат замены узла сравнения

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

65

66 Топология макромодели стабилизатора напряжения

Топология макромодели стабилизатора напряжения

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

66

67 D

D

C

B

E

A

F

H

Расчетные модели

Блок-схема алгоритма исследования электрических характеристик ПС на основе макромоделей

Цикл по ФУ (i =1,k)

Моделирование ФХ

Моделирование ФХ i-го ФУ

Значения ФХ удовлетворяют требованиям ТЗ?

Да

Значения ФХ i-го ФУ удовлетвори- тельные?

Нет

Нет

Да

Компьютерные технологии в приборостроении

14

Начало

Изменение ТЗ

1

Разделение принципиальной схемы на ФУ

9

Построение макромодели электрической части прибора на базе макромоделей ФУ

2

3

10

Определение требований к ФХ i-го ФУ

4

11

5

Конец

67

68 H

H

F

С

D

C

E

B

A

Расчетные модели

Блок-схема алгоритма исследования электрических характеристик ПС на основе макромоделей

С учетом анализа ФПЧ

Компьютерные технологии в приборостроении

12

Анализ результатов и внесение изменений в проект

13

Корректировка макромодели

6

Анализ результатов и внесение изменений в проект

8

7

Изменение макро- модели i-го ФУ

Корректировка требований к ФУ i-го ФУ

68

69 Модели тепловых процессов

Модели тепловых процессов

Расчетные модели

Температура корпуса известна и составляет 32°С. Мощность тепловыделения в печатном узле составляет 2,6 Вт.

Компьютерные технологии в приборостроении

Эскиз конструкции блока с установленным в нем печатным узлом (а) и граф его модели тепловых процессов (б)

69

Печатный узел

1

2

2

32

2,6

Корпус

Блока

a

Б

70 Модели тепловых процессов

Модели тепловых процессов

Расчетные модели

Топологическая тепловая модель системы тел «печатный узел – корпус блока»

Компьютерные технологии в приборостроении

Идеализация конструкции: представим печатный узел в виде условно изотермичного объема (узел № 1); корпус блока примем также в виде условно изотермического объема с заданной температурой (узел № 2). Тепловая энергия, выделяемая в печатном узле (узел 1), передается с каждой поверхности печатной платы корпусу посредством теплового излучения и конвекции в воздушных прослойках (ветви 1–2), как это показано на предыдущем слайде (слайд 68, рис. б). В случае учета передачи тепловой энергии через элементы крепления печатного узла к корпусу блока (например, через разъем) МТП примет вид, показанный на рисунке выше.

70

71 Модели тепловых процессов

Модели тепловых процессов

Расчетные модели

Плоский воздушный канал (а) и его тепловая топологическая модель (б и в)

Компьютерные технологии в приборостроении

71

72 Модели тепловых процессов

Модели тепловых процессов

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

Граф топологической МТП печатного узла, сформированной на основе симметрии: Тк ? температура корпуса блока

72

13

13

5, 6, 7, 8

Тк

a

1…4

14

Сi (i=1, 4)

Тпу2

14

Г

DD1

Д

73 Модели механических процессов

Модели механических процессов

Расчетные модели

Фрагмент структуры топологической вибрационной модели печатного узла

Компьютерные технологии в приборостроении

-

+

a

Oпора

5

-

+

a

Oпора

4

Oпора

6

73

R

3

m

16

m

17

C

2

VT

1

m

11

m

12

R

1

m

7

m

6

R

2

C

3

C

1

m

1

m

2

1

2

74 Модели механических процессов

Модели механических процессов

Расчетные модели

Алгоритм иерархического моделирования механических процессов блока

Компьютерные технологии в приборостроении

74

75 Модели механических процессов

Модели механических процессов

Расчетные модели

Пример механической модели блока: а – модель корпуса; б, в – учет в модели конструктивных узлов и элементов (Т1, ПУ1, ПУ2); г – частотная характеристика участка конструкции

Компьютерные технологии в приборостроении

75

76 Модели безотказности

Модели безотказности

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

76

77 Модели безотказности

Модели безотказности

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

77

78 Модели безотказности

Модели безотказности

Расчетные модели

Компьютерные технологии в приборостроении

Для большинства невосстанавливаемых объектов (прежде всего таких как комплектующие электрорадиоизделия) в качестве показателя безотказности используется интенсивность отказов , типичный вид которой показан на рисунке.

Типичная зависимость интенсивности отказов невосстанавливаемых объектов во времени.

Зависимость имеет три (I–III) характерных участка. Относительно высокая величина ___ на участке (0, t1) объясняется наличием большого числа отказов комплектующих элементов и других дефектов. Этот участок времени называют периодом приработки объекта. Второму участку (t1, t2) соответствует почти постоянное значение интенсивности отказов. Это участок нормальной работы объекта. Он несоизмеримо более продолжительный, чем участок приработки. Последний, третий участок, начинающийся за t2, дает резкое возрастание интенсивности отказов, что объясняется, как правило, механическим износом деталей и их старением. Заметим, что для периода нормальной работы _________, поэтому

78

79 Общая постановка задачи компоновки

Общая постановка задачи компоновки

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Задача компоновки, заключается в распределении элементов схемы (в общем случае – модулей предыдущего уровня иерархии) по монтажным пространствам несущих элементов (в общем случае – по монтажным пространствам несущих элементов данного уровня иерархии). При этом в качестве несущих элементов могут выступать, например, печатные платы, подложки микросборок, кристаллы БИС и т. п. При решении задачи компоновки основным критерием оптимальности является минимизация числа межмодульных связей (разъемных соединений на несущих элементах или числа выводов стандартных корпусов БИС). В процессе проектирования ПС выделяют два варианта постановки задачи компоновки: 1. Компоновка схем в типовые конструкции, не имеющие схемной унификации, например разрезание электрической принципиальной схемы устройства на части заданного размера (в частности на типовые элементы замены). 2. Компоновка схем в модули заданного схемно-унифицированного набора (называют покрытием), например переход от схемы электрической функциональной к схеме электрической принципиальной, реализованной на наборе интегральных схем (ИС), больших ИС и сверхбольших ИС.

Компьютерные технологии в приборостроении

79

80 Общая постановка задачи размещения

Общая постановка задачи размещения

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

В общем виде задача размещения заключается в определении оптимального в смысле некоторого критерия положения элементов и связей между ними в монтажном пространстве типовой конструкции ПС. При этом должны соблюдаться конструктивно-технологические ограничения. Для регулярного монтажного пространства (например для субблока или ПП, на которой предполагается устанавливать однотипные ЭРЭ) задачу размещения можно сформулировать следующим образом. Имеется множество элементов E = {li / i = 1, N} и множество соединяющих их цепей Q = {qk / k = 1, K}. Монтажное пространство определено множеством фиксированных позиций для установки элементов T = {tj / j = 1, M}, причём М ? N. Необходимо найти такое отображение множеств Е на множестве Т, при котором достигается экстремум целевой функции F. Главной целью размещения является создание наилучших условий для последующей трассировки.

Компьютерные технологии в приборостроении

80

81 Общая постановка задачи трассирвки

Общая постановка задачи трассирвки

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

Трассировка заключается в определении конкретных геометрических параметров печатного, плёночного или проводного монтажа, реализующего соединения между элементами схемы. При этом исходными данными являются: список цепей, метрические параметры и топологические свойства типовой конструкции и её элементов, результаты решения задачи размещения, по которым находят координаты установки элементов или их выводов. Формальная постановка задачи трассировки и метод её решения в значительной степени зависит от вида монтажа (проводной, плёночный) и конструктивно-технологических ограничений, определяющих метрические параметры и топологические свойства монтажного пространства. Для основных задач топологического проектирования печатных плат (ПП) в математических моделях, в общем случае, должна быть отражена следующая информация об элементах (или модулях) и монтажном пространстве конструкции: 1. Связанность элементов схемы с точностью до вывода с учётом направления распространения сигнала и фактора неизвестности соединений в пределах одного комплекса (электрической цепи). 2. Топологические свойства элементов, обуславливающие ограничения на построение соединений (порядок расположения выводов, возможность прохода соединений между ними и под элементом и т. п.). 3. Метрические параметры элементов (геометрические размеры, координаты и размеры полей контактов). 4. Метрические параметры конструкции (геометрические параметры печатного монтажа). 5. Топологические свойства конструкции (число слоев ПП, наличие запрещенных для трассировки зон, вырезов и т. п.).

81

82 Математические модели схем

Математические модели схем

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

X1

X3

Неограф при соответствии элементов схемы вершинам графа

X2

X1

Фрагмент принципиальной электрической схемы

Граф схемы при соответствии вершин графа выводам

82

83 Математические модели схем

Математические модели схем

Пример матрицы цепей

Гиперграф схемы

Пример матрицы элементных комплексов

Матрица смежности

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

1 2 3 4 5 6 DD1 1 3 9 4 5 8 DD2 3 6 2 4 0 0 DD3 1 8 7 2 0 0 X1 3 6 5 9 7 2

[ T ] =

DD1 DD1 DD3 X1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 DD1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 DD2 0 1 1 1 0 1 0 0 0 DD3 1 1 0 0 0 0 1 1 0 X1 0 1 1 0 1 1 1 0 1

DD1 DD2 DD3 X1

[S] =

83

Контакты

Элементы

84 Математические модели схем

Математические модели схем

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Б

А

В

Фрагменты схемы (а), неографа (б) и представление цепей схемы лесом (в)

Компьютерные технологии в приборостроении

84

9

85 Математические модели монтажного пространства

Математические модели монтажного пространства

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

Фрагмент печатной платы (а) и её граф Gr (б)

85

Б

А

Разрешенное направление прокладки трасс под 90?

Разрешенное направление прокладки трасс под 45?

Печатная плата с МСБ (l = g)

86 Математические модели монтажного пространства

Математические модели монтажного пространства

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

?1

?2

Компьютерные технологии в приборостроении

А

Б

Позиционные графы для плотной укладки: а – вертикальный граф; б – горизонтальный граф

Модель плотной укладки

86

Граф решетки для 3 посадочных мест в блоке

1

3

2

t

Пу

Граф решетки для 6 посадочных мест на плате

Блок ПС

87 Классификация алгоритмов компоновки

Классификация алгоритмов компоновки

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

Алгоритмы компоновки типовых конструкций (модулей)

Алгоритмы компоновки конструктивных узлов

87

Модули с несвязными элементами

Модули со связными элементами

Параллельно-последова-тельные алгоритмы

Последо-вательные алгоритмы

Математические модели

Итерационные алгоритмы

Методы целочис-ленного программи-рования

Последова-тельные эвристические процедуры

Комбина-торные методы

Алгоритмы парных перестановок

Алгоритмы групповых перестановок

Последова-тельные алгоритмы

Алгоритмы покрытия схем

88 Алгоритмы компоновки

Алгоритмы компоновки

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

А

Б

Модули, состоящие из несвязанных (а) и связанных (б) элементов

88

3

1

1

9

12

&

&

3

8

4

2

10

1

11

4

1

&

&

5

6

1

1

1

13

5

1

10

5

2

89 Алгоритмы размещения

Алгоритмы размещения

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

Пример размещения элементов и трасс некоторого фрагмента электрической схемы на ДРП: а – начальный вариант размещения; б – двудольный граф; в – окончательный вариант размещения

89

Начальный вариант размещения

(6)

(7)

(5)

(3)

(4)

(2)

(1)

Е1

Е2

Е3

Е4

Е5

Е6

Позиции 1 2 3 4 5 6

А

Окончательный вариант размещения

Б

В

90 Классификация алгоритмов размещения

Классификация алгоритмов размещения

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

Алгоритмы размещения

90

Математические модели

Конструктивные алгоритмы начального размещения

Итерационные алгоритмы размещения

Непрерывно-дискретные методы

Параллельно-последовательные алгоритмы

Последовательные алгоритмы

Алгоритм парных перестановок

Алгоритм групповых перестановок

Метод силовых функций

Метод последовательного сдвига

Аналитические методы оптимизации

Метод ветвей и границ

Метод случайного поиска

Метод обратного размещения

Матричные алгоритмы размещения

Метод разбиения

Алгоритмы последовательного размещения по связанности

91 Классификация алгоритмов трассировки

Классификация алгоритмов трассировки

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

Алгоритмические методы трассировки соединения

91

Топографические методы

Графотеоретические методы

Алгоритмы построения минимизации деревьев

Получение списка соединения (таблица проводов)

Метод раскраски графа пересечения

Построение графа схемы

Анализ планирования

Расслоение

Ортогональное расслоение с минимизацией переходов

Выделение плоских подграфов

Плана-ризация

Оценка длин соединений числа соединений и др.

Очередности прокладки соединения

Динамическая схема упорядочения

Изображение графа схемы на плоскости

Волновой алгоритм и его модификация

Получение эскиза топологии

Трассировка по магистралям

Трассировка соединения

Канальная трассировка

92 Алгоритмы трассировки печатного монтажа

Алгоритмы трассировки печатного монтажа

Схема плоскости монтажа при использовании алгоритма Ли

Процесс распространения волны: «1» – 1-й фронт волны; «2» – 2-й фронт волны; «3» – 3-й фронт волны

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Печатный проводник

Ячейка дискретного рабочего поля (ДРП)

Дрп

Компьютерные технологии в приборостроении

92

h

h

h /2

93 Алгоритмы трассировки печатного монтажа

Алгоритмы трассировки печатного монтажа

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Компьютерные технологии в приборостроении

Построение минимального пути в ортогональной метрике: А – источник волны; В – приемник волны; способ соседства ячеек – «общее ребро»; предпочтительные направления – вверх, вправо, вниз, влево

Пример работы алгоритма кодирования по модулю «3»: А – источник волны; В – приемник волны; предпочтительные направления (правила приоритетов) – влево, вверх, вправо, вниз

93

Запрещенные ячейки ДРП для трассировки

94 Алгоритмы трассировки печатного монтажа

Алгоритмы трассировки печатного монтажа

Основы математического обеспечения топологического проектирования ПС

Пример распространения встречных волн

Пример модифицированного метода встречной волны

Компьютерные технологии в приборостроении

94

"4’ – источник; ’9’ – цель; ‘5’ – препятствие; волны: от ‘4’ – 1, 2, 3, 1, 2, 3 ... от ‘9’ – 6, 7, 8, 6, 7, 8 ... Алгоритм метода: 1-й шаг. от ‘4’ ?1 затем от ‘9’?6; 2-й шаг. от ‘4’ после 1?2, затем от ’9’ после 6?7 и т. д. Проведение трассы осуществляется в двух направлениях: от места встречи к цели и к источнику.

Первое расширение волны: от источника ‘1’ и от цели ‘6’ от источника ‘2’ и от цели ‘7’. Анализируется по 9 ячеек. Второе расширение: аналогично, только от источника ‘2’, ’3’, ’1’ и от цели ‘7’, ‘8’, ‘6’ и т. д.

95 Концептуальная модель CALS

Концептуальная модель CALS

Концепция CALS технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

Базовые CALS-принципы

Линейка CALS-стандартов

Линейка CALS-стандартов

Базовые технологии управления данными

Базовые технологии управления процессами

95

Этапы жизненного цикла изделия

Единое информационное пространство

Маркетинг

Проектирование

Производство

Продажи, поставки

Эксплуатация

96 Классификация данных в связи со стадиями жизненного цикла продукции

Классификация данных в связи со стадиями жизненного цикла продукции

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

96

97 Этапы жизненного цикла промышленных изделий и системы их автоматизации

Этапы жизненного цикла промышленных изделий и системы их автоматизации

Концепция CALS-технологий

CAE

SCM

CAD

CAM

SCADA CNC

ERP MRP-2

PDM/PLM

CRM S&SM

MES

CPC

Компьютерные технологии в приборостроении

97

98 Основные компоненты CALS

Основные компоненты CALS

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

98

99 Упрощенная схема функционирования виртуального предприятия

Упрощенная схема функционирования виртуального предприятия

Концепция CALS-технологий

Виртуальное предприятие

Компьютерные технологии в приборостроении

Рынок

Учебно-научные организации

Готовая продукция, услуги

Посреднические организации

Проектно-производственная организация

Портфель заказов

Поставщики и смежники

Ремонтные организации

99

100 Логическая структура базы данных на изделие в соответствии с

Логическая структура базы данных на изделие в соответствии с

идеологией стандарта ISO 10303 STEP.

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

Взаимозаменяемость

Категории

Структура категорий

Тип свойства

Значение свойства

Версия изделия

Редакция документа

Конфигурация изделия

Структура сборки

Применимость

Внешняя идентификация

История документа

Блоки-ровка

Отношение изготовления

Геометрия

100

101 Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

101

102 Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

102

103 Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

103

104 Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

104

105 Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

105

106 Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

106

107 Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

107

108 Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Разделы и основы тома стандарта ISO 10303

Примечание. Обозначения статуса документов: IS – International Standard; DIS – Draft International Standar; CD – Committee Draft; CDC – Committee Draft for Comments only – проект только для комментариев; In DV – в разработке.

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

108

109 Технико-экономический эффект от внедрения CALS-технологий

Технико-экономический эффект от внедрения CALS-технологий

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

109

Методические основы CALS-идеологии: международные стандарты; интегрированная логическая поддержка; электронный обмен данными; многопользовательская (интегрированная) база данных

Процесс проектирования

Процесс организации поставок комплектующих элементов и изделий

Процесс исследования

Процесс эксплуатационной поддержки изделия

Сокращение

Затраты на изучение выполняемости проекта

Время на разработку технологии производства

Количество ошибок при передаче данных

Стоимость информации

Время на изучение технической документации

Стоимость технической документации

Время поиска и извлечения данных

Производственные затраты

Время проектирования

Время планирования

Показатели качества

Время планирования эксплуатационной поддержки

/Рост

Сокращение

Сокращение

80 %

40 %

70 %

15–60 %

30 %

70 %

98 %

15–60 %

10–50 %

110 Этапы внедрения CALS-технологий на предприятии

Этапы внедрения CALS-технологий на предприятии

Концепция CALS-технологий

Компьютерные технологии в приборостроении

Формирование концепции информационной интеграции и внедрения PDM-системы

Анализ существующих бизнес-процессов и информационного обеспечения

Формирование рабочей группы

Выбор и приобретение PDM-системы

Реинжиниринг бизнес- процессов

Выбор и приобретение технических средств

Интеграция PDM-системы с существующими и внедряемыми системами

Разработка стандартов предприятия

Наполнение PDM-системы информацией о ранее выполненных изделиях

Опытная эксплуатация

110

111 Pdm-система

Pdm-система

Стандартный интерфейс взаимодействия

Создание ЕИП на основе PDM-системы

С т а д и и ж и з н е н н о г о ц и к л а

Концепция CALS-технологий

Маркетинг

Проектирование

Производство

Поставка

Эксплуатация

Компьютерные технологии в приборостроении

111

112 OrCAD?9

OrCAD?9

1.

Основные характеристики стандартных программных средств

Компьютерные технологии в приборостроении

112

Название программного продукта (название фирмы производителя)

Назначение

Область применения (особен-ности)

Учет взаимосвязи физических процессов

Конвертация данных в другие САПР

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Режим формиро-вания мо-делей фи-зических процессов

Наличие интегри-рованной среды и среды для связи с другими САПР

Среда функци-онирования (плат-форма)

Графический режим

Моделирование электрических и электромагнитных процессов (САПР для схемотехнического проектирования)

OrCAD?9.1 (OrCad)

Система сквозного автоматизированного проектирования печатных плат (схемотехни-ческое моделирование аналоговых, цифровых, цифро-аналоговых электронных схем, анализ схем по постоянному току, в частотной области, во временной области, спектральный анализ, анализ чувстви-тельности, многовариантный статистический анализ по методу Монте-Карло, анализ на наихудший случай, параметрическая оптими-зация схем, синтез ПЛИС; разработка черте-жей печатных плат, авторазмещение ЭРЭ, трассировка печатного монтажа, анализ целостности сигналов).

Радиоэлектро-ника (система объединяет все модули преды-дущих версий OrCAD, а так-же программы PSpice, Pspice Optimizer, вхо-дивших в состав Design-Lab)

Учет в пара-метрах элек-трических моделей компонентов температуры окружающей среды, а так-же парази-тных пара-метров печа-тного монта-жа

Импорт / экспорт в PCAD, SPECCTRA; программы перекодировки управляющих файлов в форматы применяемых в России, фотополттеров и сверлильных станков с ЧПУ

Автоматический при анализе целостности сигналов

Общая инте-грированная оболочка для программ: Or-CAD Capture (CIS), FPGA Studio, Pspise, PSpise A/D, Probe, Parts, Optimizer, Allegro Studio, OrCAD Layout

Windows 95/NT (ПК c процессорами Pentium)

2D

113 Protel 99SE, SystemView

Protel 99SE, SystemView

Основные характеристики стандартных программных средств

Компьютерные технологии в приборостроении

113

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Protel 99SE (Protel International)

Система проектирования электронных устройств (схемотехническое моделирование аналоговых, цифровых и цифро-аналоговых электронных схем; моделирование осуществляется по стандарту SPACE; проектирование устройств на базе современных ПЛИС; создание чертежей печатных плат, авторазмещение ЭРЭ, трассировка печатных плат; анализ целостности сигналов)

Радиоэлектро-ника

Экспорт / импорт данных в Auto-CAD, импорт данных из Men-tor Board Station, OrCAD, EEsoft, SPISE, Tango, OrCAD Layout

Автоматический при анализе целостности сигналов

2D, 3D (просмотр печатных плат)

Windows 95/98/ NT (ПК c процессорами Pentium)

SystemView (ELANIX)

Интегрированный пакет для моделирования динамических систем на уровне функцио-нальных блоков (синтез широкополосных систем связи и их анализ в различной помеховой и шумовой обстановке; проекти-рование сверхбыстродействующих цифро-вых сигнальных процессоров; модели-рование алгоритмов работы цифровых адаптивных фильтров и т. п.)

Радиоэлектро-ника (телеком-муникацион-ные системы)

Связь на уровне сигнал-шум.

Импорт / экспорт с Xilinx (про-граммирование ПЛИС), Matlab

Отсутствует

Полуавтоматический

Windows 95/98/NT (ПК c процес-сорами Pentium)

2D

Учет в пара-метрах элек-трических моделей ком-понентов температуры окружающей среды, а так-же паразит-ных парамет-ров печатно-го монтажа

Общая интегрированная оболочка для всех программных единиц. Оболочка снабжается CAM Manager (поддержка широкого набора выходных файлов), а также мастером Winzard (направление действий пользователя при генерации выходных файлов)

114 Microwave Office, Omega PLUS

Microwave Office, Omega PLUS

Основные характеристики стандартных программных средств

Компьютерные технологии в приборостроении

114

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Радиоэлектроника

Общая интегри-рованная обо-лочка для соб-ственных прог-раммных еди-ниц

Автоматический

Учитываются параметры топологии

Импорт файлов из систем Spice и MMICAD

Microwave Office (AWR)

2D, 3D

Windows 95/NT (ПК с процессором Pentium)

2D, 3D

Импорт топологии печатных плат из ACCEL EDA, SPECCTRA, Mentor Board Station, OrCAD Layout, PADS Power, PCB, Protel и т. п. Экс-порт эквив-лентных электрических схем трёхмерных струк-тур в SPICE

Отсутствует

Пакет программ для анализа целостности сигналов и моделирования электромагни-тной совместимости проектов схемно-конструктивных реализаций ЭС (расчёт паразитных эффектов, интерференционных сигналов и электромагнитного излучения; идентификация наиболее интенсивно излу-чающих сегментов печатных проводников; анализ статистических, электрических и магнитных полей для плоских геоме-трических конструкций моделирование электромагнитных полей

Omega PLUS (Quantic EMC Inc.)

Учитывается связь электро-магнитных ха-рактеристик с параметрами конструкций ЭС

Радиоэлектроника (интегрируется с другими программами)

Windows 95/NT (ПК с процес-сором Pentium)

Автоматический на основе метода конечных элементов

Электронное моделирование систем СВЧ (моделирование линейных и нелинейных схем; одночастотный и многочастотный методы гармонического баланса; анализ на основе рядов Вольтера; анализ смесителей; высокоскоростные методы линейного и шумового анализов; топологическое проектирование микроэлектронных узлов и печатных плат)

115 MENTOR GRAPHICS

MENTOR GRAPHICS

Основные характеристики стандартных программных средств

Компьютерные технологии в приборостроении

115

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2D, 3D

Общая оболочка проектирования; общая СУБД проектирования; поддержка инже-нерных решений (комплект моду-лей Falcon Fra-mework)

Учет в пара-метрах элек-трических мо-делей компо-нентов темпе-ратуры окру-жающей сре-ды, а также па-разитных пара-метров печат-ного монтажа

Импорт / экспорт в Spice; экспорт в обменный формат EDIF 200; TDL, NDL, ADL, GDLII, CIF и др.

Система для сквозного автоматизи-рованного проектирования микросхем, печатных плат и радиоэлектронных систем Схемотехническое моделирование. Моделирование аналоговых схем по алгоритмам SPICE и OSR (One Step Relaxation); логическое моделирование; разработка проектов с концептуального уровня; цифроаналоговое моделирование; оптимизация логики по различным критериям. Моделирование систем телекоммуникаций Топологическое проектирование. То-пологическое проектирование (авто-размещение компонентов и трассировка пленочного и печатного монтажа) микросхем, печатных плат (ПП), высоко-скоростных ПП; гибридных ПП; много-кристальных сборок. Планировка крис-талла. Трассировка проводного кабель-ного монтажа. Расчет паразитных пара-метров и пр.

Радиоэлектроника

Windows 95/NT

Полуавтоматический и автоматический

MENTOR GRAPHICS (Mentor Graphics) Комплект модулей для схемотехнического мо-делирования: Idea Stn. VHDL Architecture Stn., Accu SimII Kernel; Continuum Kernel; Accu Parts; Auto-LogicII, AutoLogic VHDL, Auto-Logic BLOCKs TELE-COM SIM LIB и др. Комплекты модулей для топологического проектирования: IC Layout EX. Stn; Icblocks Icextract; Memory Bilder; Micro Plan; Micro ROUT; Datapath; GDT Devel-oper; Board Designer Stn; Board Dsnr High Speed Stn; Board Stn; MCM Stn; Hybrid Stn; AUTOROUTEshapl; SMARTROUTERrs и др.

116 MENTOR GRAPHICS

MENTOR GRAPHICS

Основные характеристики стандартных программных средств

Компьютерные технологии в приборостроении

116

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Совместное (последова-тельное) моде-лирование аэродинамических и тепловых процессов

MENTOR GRAPHICS (Mentor Graphics) Модули для моде-лирования тепловых процессов: AutoTherm, Auto Flow

Система для сквозного автоматизирован-ного проектирования микросхем, печатных плат и радиоэлектронных систем Моделирование тепловых процессов. Моделирование стационарных и нестацио-нарных аэродинамических и тепловых процессов в блоках, печатных узлах и микро-сборках. Процесс моделирования может осу-ществляться с конструкций высшего уровня иерархии (шкаф, блок) с переходом на кон-структивные узлы более низкого уровня иера-рхии (печатные узлы, гибридно-интегральные схемы, интегральные схемы)

Радиоэлектроника (учитываются неко-торые особенности аэрокосмических ЭС (учет вырезов, некоторых видов си-ем теплостоков, возможное отсут-ствие конвекции)

2D, 3D

Общая обо-лочка проек-тирования; общая СУБД проектирования; поддер-жка инжене-рных реше-ний (ком-плект моду-лей Falcon Framework)

Автоматический

Импорт /экспорт из/в AutoTherm, Auto Flow

Windows 95/NT

Радиоэлектроника

Общая обо-лочка проек-тирования; общая СУБД проектирования; поддер-жка инжене-рных решен-ий

MENTOR GRAPHICS (Mentor Graphics) Модуль для анализа надежности

Система для сквозного автоматизирован-ного проектирования микросхем, печатных плат и радиоэлектронных систем. Анализ надежности электронных систем на основе методов MIL-HDBK-217 и IEC56

Windows 95/NT

Полуавтоматический

117 BETA soft, COSMOS/M

BETA soft, COSMOS/M

Основные характеристики стандартных программных средств

Компьютерные технологии в приборостроении

117

_

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Совместное последова-тельное моде-лирование аэродинамических и тепло-вых процессов

Импорт данных из: PCAD, Tango, Alegro, OrCAD, Protel, Mentor, ACCEL, Veri Best, PADS

2D, 3D

Отсутствует

Моделирование тепловых и аэродинами-ческих процессов в радиоэлектронной аппаратуре (моделирование стационарных и нестационарных тепловых и аэродинамических процессов в блоках с регулярной структурой (крейтах), печатных узлах, интегральных схемах)

BETA soft (Dynamic Soft Analysis Inc.)

DOS, Windows 3.1/95/98/NT, UNIX (ПК с процессорами Pentium)

Автоматический для всех типов

Выполняет прочностные, тепловые, гидроди-намические, электротехнические и прочие расче-ты 1-, 2- и 3-мерных конструкций. Виды анализа: линейный статический анализ; линейный дина-мический анализ; углублённый динамический анализ; нелинейный статический анализ, анализ усталостной прочности конструкций, анализ теплового состояния; электромагнитный анализ; анализ турбулентных течений жидкости. оптимизация конструкций; гидродинамические расчёты

COSMOS/M (Structural Research and Analysis Cor-poration)

Связь тепло-вых и гидро-динамических процессов

2D, 3D

Космическое машиностроение, теплотехника, гидродинамика, электроника (базируется на методе конечных элементов)

Интеграция через интер-фейс Design пред- и пост- процессоры системой AvtoCad

Windows 95 (рабочие станции IBM RS/6000, sparc-station 1, 2; VAX station, decstation; SUN 386i, 3, 4)

Автоматический управляемый генератор сеток

Радиоэлектроника (учет тепло-стоков, возмож-ное отсутствие конвекции для космических ЭС; учёт тепловыде-лений в печатных проводниках плат автомобильных ЭС)

118 Асоника ansys

Асоника ansys

Основные характеристики стандартных программных средств

Компьютерные технологии в приборостроении

118

Импорт /экс-порт данных в проблемные подсистемы системы «АСОНИКА» («АСОНИКА-Э», «АСОНИ-КА-Т», «АСО-НИКА-ТМ», «АСОНИКА-Д»)

Радиоэлектрони-ка (учитываются особенности аэрокосмических ЭС /учет широ-кого спектра де-стабилизирующих факторов при анализе точности, стабильности и безотказности/, учет технологи-ческих разбросов

Исследование деградацион-ных процессов с учетом те-пловых, меха-нических, элек-трических, ра-диационных и др. процессов

Объедине-на с други-ми проб-лемными подсистемами системы «АСОНИ-КА» единой управляю-щей про-граммой

«АСОНИКА» (автоматизированная система обеспечения надежности и качества аппаратуры) // подсистема «АСОНИКА-К» - подсистема моделирования деградационных процессов (МГИЭМ, каф. РТУиС)

2D

Windows 95/NT (ПК с процессором Pentium)

Совместный анализ (проч-ность, тепло-вые процес-сы, электро-магнитные процессы, гидрогазоди-намические характеристики) на уровне единой модели.

ANSYS (Ansys Inc.)

Универсальный тяжелый конечно-элементный пакет (статический и динами-ческий анализ с учетом геометрической и физической нелинейности, анализ усталос-тных характеристик, моделирование элек-тромагнитных полей, моделирование ста-ционарных и нестационарных тепловых про-цессов, анализ гидрогазодинамики, модели-рование акустических процессов)

Машиностроение, теплотехника, эле-ктроника, гидро-механика, элек-тротехника и т. п.

Импорт/экспорт с про-граммами ADAMS, Design Space, LS-DYNA, COMET/Acoustics и т. п.

2D, 3D

Windows 95/98/NT

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Автоматический

Автоматический, полуавтоматический (на основе работы с Макросами)

Подсистема анализа и обеспечения показателей надежности и качества (анализ точности и стабильности /на основе методов моментов и статистических испытаний, а также квазидетерминированных функций, описывающих зависимости параметров ЭРЭ от различных дестабилизирующих факторов/, анализ вероятности безотказной работы по постепенным отказам, анализ показателей надежности по внезапным отказам (исполь-зуется библиотека функций распределения /экспоненциальное распределение, распреде-ление Вейбула – Гнеденко, DN-распределе-ние и др./, идентификация моделей безотка-зности ЭРЭ, синтез допусков

119 1. Латышев, П. Н. Каталог САПР

1. Латышев, П. Н. Каталог САПР

Программы и производители / П. Н. Латышев. – М. : СОЛОН-ПРЕСС, 2006. – 608 с. : ил. – (Системы проектирования). 2. Левин Д. Энциклопедия PLM / Д. Левин, В. Малюх, Д. Ушаков. – Новосибирск : ООО Издательский дом «Азия», 2008. – 445 с.

Рекомендуемая литература по описанию стандартного программного обеспечения

Компьютерные технологии в приборостроении

119

«Компьютерные технологии»
http://900igr.net/prezentatsii/informatika/Kompjuternye-tekhnologii/Kompjuternye-tekhnologii.html
cсылка на страницу
Урок

Информатика

126 тем
Слайды
Презентация: Компьютерные технологии.ppt | Тема: Информационное общество | Урок: Информатика | Вид: Слайды