Особенности применения САПР для решения задач проектирования электронной аппаратуры

Август 9, 2022

Главная
Разное
Особенности применения САПР для решения задач проектирования электронной аппаратуры

Содержание

2. Тенденция – интеграция механических и электронных узлов в одном изделии Мехатронный модуль управления роботизированной коробкой передач
3. Примеры моделей изделий ЭА в САПР Устройство передачи данных в кабельных системах, General Instruments Corporation Мобильный
4. Взаимодействие MCAD- и ECAD-систем Электромеханическое изделие (MCAD)
5. оптимально передавать конструкторско-технологическую информацию между разработчиками, независимо от их местоположения и используемых ими программных платформ САПР;
6. Требования к MCAD-системе для проектирования электронно-механических устройств 1. Разрабатывать модели деталей и сборочных единиц, проводить компоновку
7. Требования и ограничения при проектировании электромеханических устройств 1. Проектирование изделий при жестких ограничениях ТЗ на компоновку
8. Типовой алгоритм совместного проектирования электронной и механической составляющей изделия в ECAD/MCAD-системах
9. На 1 этапе конструктор механической части изделия создает в MCAD-системе исходную деталь – печатную плату, определяет
10. На 2 этапе конструктор электронной части изделия получает из MCAD-системы печатную плату как исходную информацию для
11. На 3 этапе в MCAD-системе могут размещаться компоненты, пространственное положение которых определяется конструкцией механической части изделия
12. На этапах 4 и 5 конструктор электронной части изделия на основе полученной из MCAD-системы информации выполняет
13. На 6 этапе конструктор механической части изделия импортирует данные модели ECAD и встраивает получившуюся сборку на
14. На 7 этапе сборка передается в CAE-систему для проведения инженерных анализов и расчетов – в частности,
15. На 8 этапе при необходимости возможно проведение и других анализов с привлечением дополнительных программных модулей –
18. Формат IDF: обмен данными между ECAD/MCAD-системами IDF (Intermediate Data Format) Данные об электронном модуле на печатной
19. Если плата не мультиплицирована, то данные в формате IDF 2.0 и 3.0 состоят из двух компонентов:
20. IDF (Intermediate Data Format), версии 2.0, 3.0 и 4.0 Наглядное представление возможностей описания сборки на печатной
21. Примеры обмена данными: Solid Edge Сторонний модуль IDF Modeler (продукция компании DesktopEDA)
22. Примеры обмена данными: Solid Edge Сторонний модуль IDF Modeler (импорт сборки)
23. Импортированная плата без применения библиотек ECAD Импортированная плата c использованием библиотек ECAD Примеры обмена данными: Solid
24. Примеры обмена данными: Solid Edge Сторонний модуль IDF Modeler (экспорт печатной платы)
25. Примеры обмена данными: NX Встроенный интерфейсный модуль NX PCB.xchange
26. Примеры обмена данными: NX Встроенный интерфейсный модуль NX PCB.xchange реализует двунаправленный ассоциативный обмен данными между ECAD/MCAD-системами;
27. Примеры обмена данными: NX Встроенный интерфейсный модуль NX PCB.xchange идеализация модели для инженерного анализа: функция фильтрации
29. Скачать презентацию

Слайд 2

Тенденция – интеграция механических и электронных узлов в одном изделии
Мехатронный модуль

управления роботизированной коробкой передач DGS-6 (Volkswagen AG)

МЭМС-акселерометр для высокоточных сейсмических измерений при разведке месторождений нефти и газа
(Applied MEMS)

Компонент системы рулевого управления автомобиля (TRW Automotive)

Слайд 3

Примеры моделей изделий ЭА в САПР
Устройство передачи данных в кабельных системах,

General Instruments Corporation

Мобильный шифратор,
NDS Broadcast Ltd.

Слайд 4

Взаимодействие MCAD- и ECAD-систем
Электромеханическое изделие (MCAD)

Слайд 5

оптимально передавать конструкторско-технологическую информацию между разработчиками, независимо от их местоположения

и используемых ими программных платформ САПР;
сократить сроки вывода изделия на рынок;
уменьшить количество ошибок и неоднозначностей, связанных с передачей и интерпретацией данных.

Правильно организованный процесс взаимодействия позволяет:

Слайд 6

Требования к MCAD-системе для проектирования электронно-механических устройств
1. Разрабатывать модели деталей и

сборочных единиц, проводить компоновку аппаратуры.
2. Реализовывать двунаправленный обмен данными между САПР разработки электронной и механической частей изделия.
3. Проводить инженерные расчеты на механические, электромагнитные и тепловые воздействия, осуществлять оптимизацию конструкции с обеспечением заданного допустимого уровня механических нагрузок и электромагнитных помех, а также тепловых режимов эксплуатации оборудования.
4. Проводить проектирование электрических межсоединений – кабельной и жгутовой разводки.
5. Проводить проектирование корпусных изделий.
6. Проводить проектирование оптических и оптомеханических систем.
7. Обеспечивать выпуск конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД и внутренними стандартами предприятия.
8. Уметь работать с широкой номенклатурой стандартных и покупных изделий: электронных компонентов, печатных плат, электродвигателей и электромеханических приводов, разъемов и прочим.
9. Обеспечивать вариантное проектирование – выпуск новых изделий с измененными характеристиками на базе имеющихся моделей – и управлять частым внесением изменений в конструкцию в связи с заменой компонентов.

Слайд 7

Требования и ограничения при проектировании электромеханических устройств
1. Проектирование изделий при жестких

ограничениях ТЗ на компоновку узлов, максимальную массу и/или занимаемый аппаратурой объем.
2. Необходимость обеспечения заданных тепловых режимов и противодействия механическим воздействиям в заданных условиях эксплуатации (климатические воздействия: минимальные/максимальные температуры, тепловые удары, влажность и т. д.; механические: вибрации, удары, линейные ускорения, акустические шумы).
3. Модификация/модернизация конструкции под изменившуюся номенклатуру комплектующих (например, при переходе на новую элементную базу с компонентов, монтируемых в отверстия, на технологию поверхностного монтажа либо при смене поставщика компонентов), а также под изменение требований ТЗ.
4. Обеспечение стандартизации и унификации габаритных, установочных и присоединительных размеров устройств и их корпусов.
5. Управление проектом с большой номенклатурой комплектующих.
6. Проектирование в условиях большого количества модификаций и комплектаций изделия.

Слайд 8

Типовой алгоритм совместного проектирования электронной и механической составляющей изделия в ECAD/MCAD-системах

Слайд 9

На 1 этапе конструктор механической части изделия создает в MCAD-системе исходную

деталь – печатную плату, определяет ее контур, толщину, задает конструктивные ограничения, исходя из требований ТЗ и окружающего контекста сборки – разрешенные/запрещенные зоны для размещения компонентов, прокладки проводов/кабелей/жгутов, выполнения проводящего рисунка и пр.

Этапы совместного проектирования. Этап 1

Слайд 10

На 2 этапе конструктор электронной части изделия получает из MCAD-системы печатную

плату как исходную информацию для дальнейшей разработки, анализирует и уточняет установленные ограничения.

Этапы совместного проектирования. Этап 2

Слайд 11

На 3 этапе в MCAD-системе могут размещаться компоненты, пространственное положение которых

определяется конструкцией механической части изделия – например, разъемы, элементы индикации и управления и пр.

Этапы совместного проектирования. Этап 3

Слайд 12

На этапах 4 и 5 конструктор электронной части изделия на основе

полученной из MCAD-системы информации выполняет в ECAD-системе комплекс работ по проектированию печатной платы – размещаются все компоненты, выполняется послойная трассировка, проверяется целостность шин питания/земли и сигнальных цепей, электромагнитная совместимость и соблюдение проектных норм, выполняются слои финишных покрытий, защитной маски, маркировки и пр.

Этапы совместного проектирования. Этапы 4 и 5

Слайд 13

На 6 этапе конструктор механической части изделия импортирует данные модели ECAD

и встраивает получившуюся сборку на печатной плате в изделие, заменяя исходную деталь (плату) на готовую сборку. Далее конструктор проводит проверку массогабаритных характеристик изделия, контролирует получившиеся зазоры с учетом допусков. При необходимости сборка корректируется (например, изменяется положение некоторых компонентов) и передается обратно в ECAD-систему для внесения соответствующих изменений в топологию платы.

Этапы совместного проектирования. Этап 6

Слайд 14

На 7 этапе сборка передается в CAE-систему для проведения инженерных анализов

и расчетов – в частности, на механические (определение собственных частот, напряжений, деформаций, откликов на вибрации и удары) и тепловые воздействия (определение тепловых режимов, поиск наиболее теплонагруженных компонентов, учет теплопередачи конвекцией/кондукцией/излучением, расчет радиаторов и пр.).

Этапы совместного проектирования. Этап 7

Слайд 15

На 8 этапе при необходимости возможно проведение и других анализов с

привлечением дополнительных программных модулей – например, расчета размерных цепей, электромагнитного экранирования, надежности с соответствующей оптимизацией конструкции

Этапы совместного проектирования. Этап 8

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Формат IDF: обмен данными между ECAD/MCAD-системами
IDF (Intermediate Data Format)
Данные об электронном

модуле на печатной плате представлены в трех файлах:
файл платы (Board File), содержит физическое описание
контура и толщины платы,
контура трассировки,
контура размещения компонентов,
запрещенных зон для трассировки, отверстий и компонентов,
координат, диаметров и металлизации отверстий,
координат и углов поворота размещаемых на плате компонентов и пр.
с учетом слоев и сторон платы;
файл библиотеки (Library File), содержит описания компонентов в составе одной или нескольких сборок на печатных платах, включая:
высоту,
контур,
электрические характеристики;
(опционально) файл панели (Panel File), содержит описание мультиплицированной панели, включая:
форму,
топологию,
данные по размещению плат в панели,
координаты и диаметр технологических отверстий,
координаты и углы поворота размещаемых на плате компонентов.

Слайд 19

Если плата не мультиплицирована, то данные в формате IDF 2.0 и

3.0 состоят из двух компонентов: файла платы и файла библиотеки. Расширения этих пар файлов зависят от используемой ECAD-системы:
.emn/.emp (по умолчанию); .brd/.lib; .brd/.pro; .bdf/.ldf; .idb/.idl.

IDF (Intermediate Data Format), версии 2.0, 3.0 и 4.0

Сравнение возможностей по передаче данных о сборке на печатной плате у различных версий формата IDF

Слайд 20

IDF (Intermediate Data Format), версии 2.0, 3.0 и 4.0
Наглядное представление возможностей

описания сборки на печатной плате у различных версий формата IDF

Слайд 21

Примеры обмена данными: Solid Edge
Сторонний модуль IDF Modeler (продукция компании DesktopEDA)

Слайд 22

Примеры обмена данными: Solid Edge
Сторонний модуль IDF Modeler (импорт сборки)

Слайд 23

Импортированная плата без применения библиотек ECAD
Импортированная плата c использованием библиотек ECAD
Примеры

обмена данными: Solid Edge

Различные варианты импорта компонентов

Слайд 24

Примеры обмена данными: Solid Edge
Сторонний модуль IDF Modeler (экспорт печатной платы)

Слайд 25

Примеры обмена данными: NX
Встроенный интерфейсный модуль NX PCB.xchange

Слайд 26

Примеры обмена данными: NX
Встроенный интерфейсный модуль NX PCB.xchange
реализует двунаправленный ассоциативный обмен

данными между ECAD/MCAD-системами;
требует наличия транслятора IDF-данных, поставляемого разработчиком конкретной ECAD-системы (Mentor Graphics, Cadence, Zuken-Redac, OrCAD, PADS, Accel-PCAD, Incases);
работает как с жесткими, так и гибкими печатными платами;
интегрирован с системой PLM Teamcenter.

Слайд 27

Примеры обмена данными: NX
Встроенный интерфейсный модуль NX PCB.xchange
идеализация модели для инженерного

анализа: функция фильтрации элементов платы и компонентов на основе правил.

содержит средства автоматизированного построения сетки для платы и компонентов, задания условий теплового нагружения компонентов, а также генерации расчетной модели с последующим переходом в модуль инженерного анализа NX Advanced Simulation для проведения расчета тепловых режимов.

Особенности применения САПР для решения задач проектирования электронной аппаратуры

Содержание

Тенденция – интеграция механических и электронных узлов в одном изделииМехатронный модуль

Примеры моделей изделий ЭА в САПРУстройство передачи данных в кабельных системах,

Взаимодействие MCAD- и ECAD-системЭлектромеханическое изделие (MCAD)

оптимально передавать конструкторско-технологическую информацию между разработчиками, независимо от их местоположения

Требования к MCAD-системе для проектирования электронно-механических устройств1. Разрабатывать модели деталей и

Требования и ограничения при проектировании электромеханических устройств1. Проектирование изделий при жестких

Типовой алгоритм совместного проектирования электронной и механической составляющей изделия в ECAD/MCAD-системах

На 1 этапе конструктор механической части изделия создает в MCAD-системе исходную

На 2 этапе конструктор электронной части изделия получает из MCAD-системы печатную

На 3 этапе в MCAD-системе могут размещаться компоненты, пространственное положение которых

На этапах 4 и 5 конструктор электронной части изделия на основе

На 6 этапе конструктор механической части изделия импортирует данные модели ECAD

На 7 этапе сборка передается в CAE-систему для проведения инженерных анализов

На 8 этапе при необходимости возможно проведение и других анализов с

Формат IDF: обмен данными между ECAD/MCAD-системамиIDF (Intermediate Data Format)Данные об электронном

Если плата не мультиплицирована, то данные в формате IDF 2.0 и

IDF (Intermediate Data Format), версии 2.0, 3.0 и 4.0Наглядное представление возможностей

Примеры обмена данными: Solid EdgeСторонний модуль IDF Modeler (продукция компании DesktopEDA)

Примеры обмена данными: Solid EdgeСторонний модуль IDF Modeler (импорт сборки)

Импортированная плата без применения библиотек ECADИмпортированная плата c использованием библиотек ECADПримеры

Примеры обмена данными: Solid EdgeСторонний модуль IDF Modeler (экспорт печатной платы)

Примеры обмена данными: NXВстроенный интерфейсный модуль NX PCB.xchange

Примеры обмена данными: NXВстроенный интерфейсный модуль NX PCB.xchangeреализует двунаправленный ассоциативный обмен

Примеры обмена данными: NXВстроенный интерфейсный модуль NX PCB.xchangeидеализация модели для инженерного

Похожие презентации