Тема САПР печатных плат Система автоматизированного проектирования

Тема: САПР печатных плат

Система автоматизированного проектирования ПП представляет собой сложный комплекс программ, применяемый для автоматизации проектирования и подготовки производства ПП, начиная с прорисовки электрической принципиальной схемы, размещения ЭРИ, ПМК, трассировки соединений и заканчивая выводом на печать конструкторской и технологической документации на ПП и разработкой управляющих файлов для сверлильно фрезерных станков, фотоплоттеров, фотокоординатографов. Таким образом, САПР ПП представляют собой сквозные системы проектирования.

Требования, предъявляемые к САПР ПП: 1) полная русификация системы; 2) возможность адаптации к технологии проектирования и производства ПП на конкретном предприятии; 3) наличие отечественных и импортных баз данных ЭРИ и ПМК; 4) наличие интерфейса с технологическим оборудованием; 5) наличие автоматического размещения ЭРИ и ПМК и трассировки ПП; 6) автоматизированный выпуск конструкторской документации в соответствии с ГОСТ 2. 123— 93; 7) возможность импорта/экспорта с другими САПР через список цепей и перечень элементов; 8) расширение функциональности (проверка электромагнитной, термической совместимости и т. д. ); 9) невысокая стоимость и др.

Рынок программного обеспечения для проектирования и подготовки производства ПП в настоящее время многообразен и постоянно расширяется. Эволюция САПР ПП и характеристики некоторых из них приведены в таблице Русифицирована, создана P CAD 4. 5 графическая библиотека, (конец 1989 г. ) разработаны драйверы для сопряжения с технологическим оборудованием P CAD 5. 0 (январь 1992 г. ) В автоматический трассировщик печатных проводников включены команды ручного проектирования ПП

P CAD 6. 0 (июль 1992 г. ) P CAD 8. 7 (апрель 1998 г. ) На два порядка повышена разрешающая спо собность графических редакторов и сняты ограничения на размер и сложность ПП. Обеспечена возможность просмотра любого фрагмента платы в процессе автоматической трассировки. Возможно нанесение размеров на чертеж Разработана управляющая оболочка для установки системы P CAD под управлением Windows. Последняя версия, работающая /юд управлением MS DOS

ACCEL EDA 12. 0 Графический ввод схем (февраль 1996 г. ) Ручное размещение компонентов. Ручная интерактивная трассировка проводников. Контроль ошибок в схеме. Выпуск КД ACCEL EDA 15. 0 Повышена допустимая сложность (сентябрь 1999 г. ) корпусов. Улучшен механизм выполнения измерений. Расширены возможности создания и выполнения макрокоманд. Усовершенствован инструмент измерений. Расширена электронная документация о компонентах.

SPECCTRA 7. 1 (конец 1998 г. ) Or. Cad 7. ll (начало 1998 г. ) Размещение компонентов и трассировка плат большой сложности. Кроме обычного контроля, выполняется кон троль максимальной длины проводников, расположенных на одном или двух смежных слоях Включает: • схемные редакторы; • средства прямого доступа через Internet ко всем компонентам базы данных проекта; • графические редакторы ПП (автотрассировщик проводников, средства авторазмещения компонентов).

Основными разработчиками и поставщиками САПР ПП на мировом рынке являются следующие компании: Mentor Graphics Corp. (США) ; Cadence Design Systems, в которую входит Or. CAD (США); Protel international Ltd (Австралия) — Altium — новое название ком пании, которая в 2000 г. поглотила. Accel Technologies (США); Advanced CAM Technologies (США); ООО «Элма» (Россия, С. Петербург); ООО «Петрокоммерц» (Россия, С. Петербург); ООО «Тигрис» (Россия, Н. Новгород); ОАО «Родник Софт» (Россия, Москва); ЗАО «Пойнт» (Россия, Москва); Scan Ltd (Россия, Москва) и др.

В САПР ПП есть подпрограммы моделирования электромагнитных и тепловых процессов. Для анализа электромагнитной совместимости ПП можно использовать систему Omega PLUS компании Quantic EMC Inc (Канада)1, при помощи которой в процессе моделирования электромагнитного излучения можно: провести анализ целостности сигналов; провести анализ перекрестных помех; получить спектры излучения ПП в заданном диапазоне частот; измерить уровни токов в проводниках; определить интенсивность электрического и магнитного полей над ПП.

Для этого осуществляется импорт ПП из разных САПР (топология ПП, список цепей и перечень элементов), и превышении в процессе моделирования допустимых значений указанных параметров, проводят повторное размещение компонентов и трассировку соединений, вводят экраны до изготовления фотошаблонов, что сокращает материальные и трудовые затраты на изготовление ПП

Вопросами оценки электромагнитной совместимости занимается ЗАО Scan (Россия). Существует также программа анализа целостности сигналов Protel Signal Integrity и пакет программ моделирования ПП с учетом их паразитных эффектов Crosstalk Tool Kit XTK фирмы Quad Design Technology

Для моделирования стационарных и нестационарных тепловых процессов на ПП можно использовать программное обеспечение BETAsoft компа нии. Dynamic Soft Analysis 2, с помощью которого можно определить : температуры отдельных компонентов (программа BETAsoft MCM); карты прогрева ПП (программа Board) и определить области ПП с повышенной температурой, на которых в результате коробления может нарушиться целостность проводников и паяных соединений в ячейке; градиент температур (программа BETAsoft Board) для выявления высокого температурного градиента, вызванного различием ТКЛР различных участков ПП, который может привести к тепловому удару и разрушению ПП или ЭРИ.

Программа теплового анализа Sauna компании Thermal Solutions 1 позволяет моделировать поведение ПП в процессе эксплуатации, а также блоков и шкафов. В этой программе имеются: 1. библиотеки компонентов и материалов, 2. специальный графический редактор, позволяющий прорисовывать конфигурацию оборудования, 3. возможность назначать рабочие циклы с учетом включения и вы ключения внешних источников питания.

Подготовка ПП к производству включает создание управляющих файлов для технологического оборудования (фотоплоттеров, сверлильно фрезерных, фрезерно гравировальных станков, сборочных автоматов, оборудования для автоматического тестирования ПП и др. ) и изготовления фотошаблонов по результатам проектирования в САПР для технологического оборудования (фотоплоттеров, свер лильно фрезерных, фрезерно гравировальных станков, сборочных автоматов, оборудования для автоматического тестирования ПП и др. ) и изготовления фотошаблонов по результатам проектирования в САПР.