Особенности САПР

процессор с сокращенным наборам команд и повышенным быстродействием

Все современные РС имеют большой объем ОЗУ и работают под управлением сложных многозадачных операционных систем

РС имеет мощные графические процессоры с поддержкой высокоскоростной и высококачественной графики

В базовый комплект РС встраивается аппаратура высокоскоростной связи со стандартной ЛВС – сетевой адаптер

ошибке адресации

Физический адрес ОЗУ

Функциональная схема ОЗУ

УУ устройство управления

ОЗУк ОЗУ команд

ОЗУд ОЗУ данных

ЦП центральный процессор

(ОКМД)

УУ
ОЗУд

данные

данные

системам высшего диапазона производительности. В настоящее время он содержит 6654 вычислительных узла, более 94000 процессорных ядер, обладает пиковой производительностью 1,37 Пфлоп/с. Реальная производительность системы на тесте Linpack равна 674 Тфлоп/с, что позволило ему занять в июне 2011 года 13–ое место в списке Top500 самых мощных компьютеров мира.

или ПЭЛов по типу телевизионной развертки. При этом осуществляется последовательный перебор элементов мозаики и выделение пикселей, составляющих изображение. Время вывода постоянно, не зависит от сложности рисунка и определяется только числом элементов и скоростью их перебора.

Периферийное оборудование САПР

Периферийное оборудование ЭВМ – это совокупность технических и программных средств, обеспечивающих взаимодействие ЭВМ с пользователем и внешней средой, а также хранение , подготовку и преобразование информации к виду, удобному для ввода – вывода, который должен осуществляться в основном в графическом виде.

По программному обслуживанию периферийные устройства САПР делятся на два класса растровые и координатные (векторные).

При векторном способе осуществляется вычерчивание линий, составляющих изображение. Эти линии получаются в результате интерполяции графической информации, т.е. реальный рисунок совпадает с выводным в некоторых точках. Чем больше точек, тем точнее рисунок.

машинных носителей:

накопители на магнитных дисках;

накопители на магнитных лентах (стримеры)

2. Средства ввода – вывода с документов:

принтеры;
графопостроители;
сканеры;
планшеты и др.

3. Средства непосредственного взаимодействия с ЭВМ:

устройства отображения алфавитно – цифровой и графической информации (дисплеи, проекционные системы и др.);

устройства связи с реальными объектами (датчики, исполнительные устройства);

средства ручного ввода информации( алфавитно - цифровая клавиатура, различные планшеты и манипуляторы (мышь, джойстик и др.)

акустические устройства ввода – вывода информации;

рисунки, слайды, фотографии и др.

Принцип работы сканера с ПЗС (CCD)-технологией

±20%, в то время как КДИсканеры — ±40%. Соответственно, передача деталей у ПЗС-сканеров будет значительно лучше.
Меньшая чувствительность к посторонней засветке. Это преимущество связано с тем, что ПЗС-линейка невели­ка по длине, и благодаря системе зеркал «лишний» свет на нее не проецируется. В КДИ-сканерах линейка зна­чительно больше, оптическая система практически отсутствует, поэтому любое лишнее освещение сразу зна­чительно влияет на результат сканирования.
-Разрешение сканера. Максимальное разрешение профес­сиональных ПЗС-сканеров на данный момент — 3000 ppi, тогда как для КДИ-сканеров верхний предел — 690 ppi.

Достоинства КДИ сканеров

Сравнительная характеристика  ПЗС и КДИ сканеров

- Меньшие габариты. Сканеры, использующие техноло­гию КДИ, имеют меньшие размеры и вес, чем сканеры на основе ПЗС.

- Меньшая стоимость. Вместо объектива, зеркал, призмы и самого фотоэлемента в этих сканерах используется только КДИ-линейка, что позволяет значительно сни­зить стоимость сканеров такого типа.

- Меньшая потребляемая мощность. Это достигается за счет применения светодиодов вместо лампы с холодным катодом. Если для ПЗС-сканера нормальная потребляе­мая мощность 12 Вт, то для КДИ-сканера — 2,5 Вт.

- Работа в экстремальных условиях. КДИ-сканеры гораз­до менее чувствительны к внешним условиям.

±0,3 мм, тогда как для сканеров с ПЗС она равна ±3 мм. Это означает, что трехмерные предметы, находя­щиеся на расстоянии 3 мм от общего уровня, будут нор­мально отсканированы ПЗС-сканером, а изображение, полученное КДИ-сканером, будет нерезким и размытым.

- Дольше срок службы. Сканер на основе ПЗС обеспечи­вает стабильное и неизменное качество в течение 10 000 часов работы, тогда как у КДИ-сканеров после 500 ча­сов работы происходит падение яркости на величину до 30%.

- Лучшая чувствительность к оттенкам. ПЗС-сканеры различают уровни оттенков с погрешностью ±20%, в то время как КДИсканеры — ±40%. Соответственно, передача деталей у ПЗС-сканеров будет значительно лучше.

-Меньшая чувствительность к посторонней засветке, так как у ПЗС-сканеров короче
светочувствительная матрица.

потребление энергии

Дороговизна расходных материалов (картриджей)

Высокая себестоимость
одной копии

света и воды

Низкая себестоимость одной копии

Незначительное излучение

Высокая цена

Недостатки

Достоинства

Тип

программами (CAD) и языками взаимодействия системного процессора с плоттерами, содержащими инструкции по перемещению пе-ра из одной точки в другую, поднятию и опусканию пера и т.д.

Плоттеры

Плоттеры – устройства вывода информации из ПК, выполняющие преобразование и запись графических данных на соответствующий носитель

В качестве носителей обычно используется бумага (писчая, чертежная, карто- графическая), картон, пленки, кальки и др.

Плоттеры используют несколько форматов бумаги А0-А4. Чем больше размер бумаги, тем дороже плоттер. Поэтому различают крупноформатные (А0-А1), среднеформатные (А1-А2) и малоформатные (А3-А4) плоттеры.

узел (каретка); 3 – перья; 4 – бумага;

5 – барабан;

6 – прижимной ролик;

7 – падающий ролик;

8 – вакуум;

9 – вакуумные отверстия (присоски).

растровые плоттеры.

В векторных перьевых плоттерах ГИ формируется как совокупность отрезков прямых линий (интерполяция). При построения изображений используются перьевые или шариковые рапидографы, карандаши , фломастеры.

Растровые плоттеры унаследовали особенности конструкций принтеров. Они обеспечивают изображение путем использования построчного или постраничного вывода элементов этого изображения на носитель информации.

По способу печати растровые плоттеры делятся на:

струйные;

лазерные;

светодиодные;

фотоплоттеры.

пишущих элементов (4, 6, 8, 10);

максимальный размер рабочего поля, в мм (210×970, 297 × 420, 432 × 594 и т.д.);

точность позиционирования, в мм (±0.1, ±0.2, ±0.3,...);

емкость буферной памяти, в Кбайтах (например, 1, 2, 18, 32...);

скорость черчения, в мм/с (например, 150, 250, 400, 500);

масса плоттера, в кг;

потребляемая мощность.

в процессе разработки и эксплуатации САПР.

Лингвистическое обеспечение САПР состоит из языков программирования , проектирования и управления.

Языки программирования служат для разработки и редактирования системного
и программного обеспечения САПР. Они базируются на алгоритмических языках.

Языки проектирования – это проблемно – ориентированные , служащие для обмена информации об объектах и процессе проектирования между пользователем и ЭВМ.

Языки управления служат для создания команд, управляющих работой САПР.

системных и прикладных программ для ПЭВМ.

Ассемблер, большая часть включена в Си, используется в основном для программирования микропроцессоров.

Универсальные языки: бейсик, паскаль, Fortran. Язык Фортран является первым универсальным языком (1954). Наиболее эффективен при численных расчетах, прост
по структуре и эффективен при выполнении программ. Наиболее популярная версия Фортран-77.

В языке С объединены достоинства языка низкого уровня – ассемблера и мощных выразительных средств языков высокого уровня. Разработан в 1972 г. Он послужил главным инструментом для создания ОС UNIX и MS DOS.

Бэйсик – основное достоинство – простота, превосходное средство для начинающих программистов. Он работает в режиме интерпретации. Он принят во многих учебных заведений, как базовый при начальном изучении программирования.

– замедленное выполнение программ из-за их динамических связей и сложность трансляторов. В С# эта проблема решается.
Смолток предназначен для решения нечисловых задач при построении систем искусственного интеллекта.

Проблемно-ориентированные языки

Лого – реализован на принципе интерпретации, используется для создания сложных электронных игрушек. Разрабатывался в Америке и Японии. Игрушки с интеллектуальным наклонностями (робототехника).

GPSS исследует класс моделей массового обслуживания (для работы с очередями, выборки данных).

Форт – объектно-ориентированный язык, имеет высокое быстродействие и компактный машинный код.

Для разработки искусственного интеллекта используются функциональные языки Пролог и Лисп.
Эти языки ориентированы на обработку символьной информации, требуют больших массивов данных.
Лисп применяется для программирования интеллектуальных задач на естественном языке
(управление голосом).
Пролог приобрел большую популярность в связи с созданием в Японии вычислительных
систем 5-ого поколения.

написанных на том или ином языке, предназначенных для использования в САПР

Программное обеспечение

Системное

Прикладное

Общесистемное

Базовое

Операционные системы

СУБД

Редакторы

Мониторные системы

редактор принципиальных схем – Schematics. Он же является управляющей оболочкой системы;
моделирование аналоговых-цифровых устройств Pspice A/D;
редактор входных сигналов (аналоговых и цифровых);
библиотека диодов, биполярных и полевых и мощных МОП транзисторов, ОУ, компараторов напряжения, регуляторов и стабилизаторов напряжения.

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ICAP, которая может работать с измерительными устройствами и получать конструкторскую документацию.

Super-Compact, в которой предусмотрено моделирования СВЧ-устройств.

Прикладное ПО – это пакеты прикладных программ для выполнения различных проектных процедур (схемотехническое проектирование, конструирование и электродинамическое моделирование).

(расчет переходных процессов, АЧХ, спектральный анализ и др.). Предусмотрена возможность наращивания библиотеки компонентов и подключение других программных продуктов (например, Pspise).

OrCAD позволяет решать задачи схемотехнического и конструкторского проектирования.

Основной конкурент OrCAD – это пакет P-CAD. Пакет имеет открытую архитектуру, он позволяет проектировать печатные платы до 500 элементов и 2000 связей.

Serenade, Super-Spice, Microware Explorer обеспечивают моделирование и оптимизацию СВЧ и оптоэлектронных устройств в, в том числе и во временной области, электромагнитных полей. Имеются версии ориентированные на Windows 95.

переменных, множеств, графиков, матриц и др.) и отношений между ними; которые адекватно отражают некоторые свойства объекта с требуемой степенью точности

Математическая модель

Внутренние
параметры

Параметры
окружающей
среды

Выходные
параметры

Внешние
параметры

Фазовые переменные

Информацион-ные параметры

способу задания внешних и внутренних параметров : дискретные и непрерывные

По содержанию: электрические, физико-технологические; технологические.

По тину параметров: сосредоточенные и распределенные

По способу получения: теоретические и эмпирические.

длина и ширина этого слоя.

,

где

,

 

диэлектрическая проницаемость, S – площадь обкладок, d – толщина диэлектрика

 

- генераторы статических ошибок;

3 – идеальный ОУ (без статических ошибок);

 

 

 

случая одного уравнения с одним неизвестным формула Ньютона примет вид:

 

Геометрическая сущность метода Ньютона состоит в том, что на каждом шаге итерации кривая f(x) заменяется прямой линией, касательной к f(x) в точке хk , где k – номер приближения (см. следующий слайд)

f(x0)). Определим точку, в которой касательная пересекает линию y=0. Обозначим эту точку x1 .

 

 

то ее можно разложить в степенной ряд по формуле Тейлора:

где Rn − остаточный член .

 

Если a = 0, то такое разложение называется рядом Маклорена:

ЛИКБЕЗ

схемы формируется в виде , соответствующем решению методом Ньютона.

 

 

 

алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся к первому узлу.

быть только напряжения на конденсаторах и токи через индуктивности, которые описываются компонентными уравнениями:

ряд Тейлора, в котором оставлены только линейные члены. Поэтому локальная ошибка интегрирования равна остаточному члену:

 

Локальные ошибки

Метод трапеции

 

 

Явный метод Эйлера

– принципиальная схема, б – эквивалентная дискретная резистивная схема

 

 

 

любому столбцу равна нулю.

СВОЙСТВА НЕОПРЕДЕЛЕННОЙ МАТРИЦЫ:

сосредоточены в катушке, конденсаторе и резисторе называются цепями с сосредоточенными параметрами.
Однако имеются электрические цепи, в которых индуктивность, емкость и активное сопротивление распределены по длине цепи, например, в линиях передачи электромагнитных колебаний (в двухпроводных линиях, в фидерах, в волноводах). Такие цепи называются цепями с распределенными параметрам или длинными линиями.
Одна и та же цепь может вести себя как система с сосредоточенными или распределенными параметрами в зависимости от частоты (длины волны) сигнала, который действует в данной цепи.

как S-параметры, а представляют собой некоторые функции последних :

 

выходные характеристики

7.1. Постановка задачи

и допуски на них. Требуется найти возникающие при этом допуски на выходные параметры РЭС.

Допусковый синтез. Известна структура схемы РЭУ, заданы допуски на выходные параметры, необходимо найти допуски на параметры компонентов схемы (на внутренние параметры).

Статистический параметрический синтез. Разработана схема, известны допуски на параметры компонентов и допуски на выходные параметры. Необходимо, найти номинальные значения компонентов.

Статистический структурный синтез. Заказчик задает лишь уровни разброса выходных параметров. Необходимо найти (создать) структуру схемы и определить номинальные значения параметров компонент

При учете влияния разброса внутренних параметров РЭС может возникнуть необходимость решения следующих задач.

коэффициенты чувствительности

 

Метод приращения

.

Достоинство – универсальность. Недостатки – значительные вычислительные затраты и невысокая точность.

С учетом (3) выражение (2) принимает вид

 

 

коэффициента чувствительности (т.е. все слагаемые положительны), тогда

 

 

в качестве условия ограничения будет выступать выражение (5).

 

 

шаги 1…6 метода Монте Карло для допускового анализа

3. Результаты допускового анализа сравнивают с критериями допускового синтеза

4. Если результат статистического моделирования признан неудовлетворительным, то разбросы некоторых параметров (каких именно можно сказать по максимальным коэффициентам чувствительности) изменяются и алгоритм повторяется, начиная с пункта 2. Если же критерий выполняется, то текущие разбросы параметров принимаются за результаты допускового синтеза.