Структура процесса проектирования. Иерархические уровни проектирования РЭА

СТРУКТУРА ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ИЕРАРХИЧЕСКИЕ УРОВНИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭА. ОСОБЕННОСТИ И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ. Проектирование РЭА В начале 60-х годов как у нас так и за рубежом появились САПР РЭА и предназначались для автоматизированного выполнения основных процедур конструкторского проектирования ИС, БИС и узлов РЭА, размещенных на печатных платах. Решали задачи компоновки микросхем, размещения элементов на печатных платах, трассировки и изготовления фотошаблонов, управляющих программ для сверлильных станков, сборка. В процессе автоматизации проектирования схем можно выделить следующие этапы: системотехнический, схемотехнически, конструкторский. Структурная схема процесса автоматизированного проектирования. РЭА Системотехнический этап включает системное и структурное проектирование. Плохо формализуем, трудно переводится в машинные алгоритмы. Используются специальные языки. Системное проектирование использует идеи и методы системного анализа. С учетом многочисленных факторов, определяющих функционирование проектируемого устройства, проводится всесторонний анализ ТЗ, определяется методика построения и пути реализации устройства. При структурном проектировании – разрабатывается общая структурная схема устройства и алгоритм выполнения отдельных операций. Учитывается технологичность изготовления аппаратуры, особенности условий функционирования, требования надежности, возможности унификации. Задачи схемотехнического проектирования – разработка схем, блоков и узлов РЭА. Логическое проектирование – синтез узлов, определенных на системотехническом этапе. Проверка их функционирования в соответствии с ТЗ. Разработка эффективных языков описания логики функционирования устройств с последующим получением синтезирующей схемы, создание алгоритма построения формальных моделей устройств. Критерии: возможность эффективного моделирования и тестирования узлов, выбор миним. числа элементов стр. схемы, возможность рациональной компоновки, конструкции и технологии. Моделирование – построение карт состояний для логических схем, проверка временных соотношений. Конструкторское проектирование Техническое проектирование – задача покрытия функциональной схемы ячейками из заданного набора ТЭЗ; задача размещения элементов в рамках конструкции, получение топологии. Технологическое проектирование – выдача управляющей информации в виде дисков для оборудования. Автоматический выпуск конструкторской документации. Последний этап наиболее полно и широко представлен в САПР. Все этапы сильно связаны между собой, что особенно заметно при проектировании БИС. Используется интерактивный режим проектирования, т.к. за один проход сложно, и невозможно спроектировать устройство. Для автоматизации схемотехнического, конструкторского и частично технологического проектирования были разработаны отечественные САПР РЭА. Универсальная интерактивная графическая система КУЛОН-1. КУЛОН-2 – следующий этап. В 3 раза производительнее. САПР ПРАМ (проектирование радиоаппаратуры автоматизированными методами) состояла из нескольких подсистем. Обеспечивала: - ввод, синтаксический контроль и трансляцию файлов описания и задания на исследование; - формирование математической модели объекта; - анализ по постоянному току; - расчет временных характеристик; - анализ частотных характеристик; - анализ предельных отклонений характеристик по методу худшего случая; - параметрическая оптимизация характеристик Исходные тексты на языках Фортран и Ассемблер. Внедрение систем автоматизированного проектирования Непрерывное усложнение современных технических средств и процессов их изготовления, повышающиеся требования к надежности и качеству продукции, а также необходимость сокращения сроков подготовки производства, снижения трудоемкости и стоимости инженерных работ неизбежно ведут к широкому внедрению вычислительной техники в процессы создания новых изделий. В последние годы в нашей стране и за рубежом разрабатываются и внедряются системы автоматизированного проектирования (САПР). САПР представляет собой комплекс технических средств, программного и математического обеспечения, предназначенный для выполнения в автоматическом режиме инженерных расчетов, графических работ; выбор вариантов технических и организационных решений и т.д. САПР успешно применяются при разработке новых изделий в радиоэлектронной промышленности, при проектировании самолетов, автомобилей, станков и другой продукции, при разработке технологических процессов и оснащения. Применение систем автоматизированного проектирования весьма эффективно. Так, при проектировании многошпиндельных головок автоматических линий традиционным способом на сборочную единицу затрачивается 10-12 дней. С помощью ЭВМ проектные работы выполняются за 15 мин. Весь цикл проектирования при этом занимает один-полтора дня. Внедрение САПР требует создания соответствующей системы организации работ, ибо только в этом случае может быть обеспечено эффективное использование сложной и высокопроизводительной техники. В организационной структуре научно-технических подразделений предприятий при введении САПР необходимо выделить специальную службу, призванную заниматься автоматизацией проектно-конструкторских и технологических работ. В этой службе должны работать: конструкторы и технологи-постановщики задач, математики - программисты, соответствующий технический персонал. Служба призвана обеспечить необходимые условия для создания, эксплуатации и развития САПР. При подготовке к внедрению системы автоматизированного проектирования необходимо разработать различного рода классификаторы изделий, материалов, видов оборудования, оснастки и т.п. Классификатор деталей и сборочных единиц, например, содержит характеристику конструктивных элементов по определенным признакам, описание выполняемых ими функций, предусматривает стандартизацию сборочных единиц и деталей. На каждом предприятии, внедряющем САПР, надо разработать положения, регламентирующие организационную структуру подразделений и систему связей между ними в процессе подготовки производства, а также инструкции, определяющие функции, обязанности и права всех исполнителей работ. В настоящее время ведутся работы по комплексной автоматизации инженерного труда. Заметная веха на этом пути - создание автоматизированных проектно-конструкторских бюро. В его функции входит выполнение работ от автоматизированной разработки эскиза изделия до выдачи управляющих программ для станков с ЧПУ и роботов. Документы, создаваемые в этих бюро, могут быть выпущены как в виде традиционных чертежей, так и на магнитных носителях, в виде микрофиш и микрофильмов. Программно-информационные комплексы автомат. производственных систем. Под ред. проф. Клейменова С.А. М. Высш.шк. 1990 г.