CC BY
66
X краткие сообщения
УДК 681.3.001
интегрированные базы данных в программных системах проектирования электронных схем
М. Р. Абу Сара,
аспирант А. И. Ларистов,
канд. техн. наук, доцент Ю. Т. Лячек,
канд. техн. наук, доцент
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Предлагается в качестве информационного обеспечения САПР электронных схем использовать интегрированную базу данных схемных компонентов, помогающую пользователю эффективно решать задачу их подбора и получать нормативно-справочную информацию в процессе автоматизированного формирования документации на проект.
Ключевые слова — информационное обеспечение САПР, библиотеки и интегрированная база данных, схемные компоненты.
В настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом наметилась тенденция коллективного использования САПР электронных схем в локальных вычислительных сетях и в Интернете. В качестве информационного обеспечения подобных систем применяется сервер баз данных, содержащий всю необходимую справочную и проектную информацию, доступную с рабочих станций. Поэтому актуальной является задача разработки интегрированных баз данных схемных компонентов, построенных на основе архитектуры клиент—сервер.
Информационное обеспечение наиболее распространенных на рынке САПР электронных схем представлено в виде совокупности библиотек. Так, самая известная САПР «сквозного» проектирования электронных схем OrCAD 9.2 [1] включает 5 типов библиотек, назначение которых приведено в табл. 1.
Библиотеки символов (файлы *.olb) программы Capture системы OrCAD 9.2 содержат более 30 тыс. элементов. При создании проекта необходимо заранее продумать, какими библиотеками можно воспользоваться в каждом конкретном случае. Иначе, например после создания принципиальной схемы устройства, не удается разработать печатную плату из-за несогласованностей библиотек символов и корпусов компонентов. В каталог Capture\Library\PSpice помещены би-
блиотеки символов *.olb и математических моделей компонентов *.lib для программы моделирования PSpice [2], причем сюда включены практически все символы графического редактора PSpice Schematics и соответствующие им математические модели.
Библиотечная организация информационного обеспечения САПР, несмотря на кажущуюся про-
■ Таблица 1
Этап проектирования Расширения имен файлов библиотек Имя подкаталога расположения библиотек
Синтез схем (OrCAD Capture) olb — символы компонентов \ Capture \ Library \ PSpice
Синтез схем (PSpice Schematics) sib — символы компонентов, plb — упаковочная информация \ PSpice \ Library
Моделирование схем (OrCAD PSpice) lib — математические модели компонентов \ Capture \ Library \ PSpice
Разработка печатных плат (OrCAD Layout) lib — типовые корпуса (Footprints) компонентов \ Layout \ Library (см. каталог библиотек, в файлах Liblist. txt, Layllb.txt)
ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮШИЕ СИСТЕМЫ Б9
стоту, порождает ряд проблем при функционировании САПР:
— несогласованность различных типов библиотек по составу электронных компонентов (нарушение целостности данных);
— отсутствие процедур подбора и поиска компонентов по совокупности критериев;
— незащищенность информации от несанкционированного доступа;
— отсутствие разграничения прав пользователей на модификацию и удаление информации;
— отсутствие средств централизованного копирования и восстановления данных.
Кроме того, библиотеки схемных компонентов содержат минимальный объем информации, необходимый только для функционирования САПР [3], и не содержат нормативно-справочную информацию [4], на основании которой проектировщик отбирает схемные компоненты на этапе синтеза начального варианта схемы. Отсутствует в библиотеках также информация о 3-мерном конструктивном исполнении корпусов компонентов.
Для решения перечисленных проблем предлагается использовать интегрированную базу данных схемных компонентов (ИБДСК), содержащую полный объем информации для всех этапов проектирования и ориентированную на пользователя САПР. Последний при этом может эффективно решать задачу подбора схемных компонентов и получать нормативно-справочную информацию в процессе автоматизированного формирования документации на проект [5]. Для обеспечения функционирования САПР в базу данных должна быть встроена возможность формировать соответствующие библиотеки для всех компонентов, применяемых в проекте. Таким образом, система управления ИБДСК должна обеспечивать выполнение следующих функций:
— занесение всех видов информации о схемных компонентах;
— проверку полноты информации по каждому компоненту для всех этапов проектирования;
— редактирование и удаление информации о схемных компонентах;
— поиск и отбор компонентов по различным критериям для рабочего проекта;
— формирование текстовых библиотек для рабочего проекта.
Физическим объектом, о котором должна сохраняться информация в разрабатываемой базе данных, является радиоэлектронный компонент. Радиоэлектронные компоненты служат основой для построения электронных схем и различаются по функциональному назначению и конструктивному исполнению. В зависимости от функционального назначения можно выделить группы
однородных компонентов определенного вида (резисторы, конденсаторы, биполярные транзисторы, полевые транзисторы, операционные усилители и т. д.). В свою очередь внутри вида компоненты можно сгруппировать по типам. Компоненты определенного типа характеризуются одинаковой технологией изготовления, близкими значениями электрических параметров и геометрических размеров (например, резисторы типа МЛТ-0,5, транзисторы типа КТ3102Б и т. д.). В базе данных, как правило, хранится информация о среднестатистическом стандартном экземпляре компонента данного типа.
В зависимости от этапа проектирования электронной схемы рассматриваются различные формы представления и описания радиоэлектронных компонентов. В табл. 2 приведены возможные формы представления компонента и наборы атрибутов, которыми характеризуется компонент на различных этапах проектирования.
Следует отметить, что в рассмотренной классификации компонентов возможно выделение подвидов радиоэлектронных компонентов по некоторому общему характерному признаку или свойству (например, высокочастотные биполярные транзисторы, маломощные биполярные транзисторы и т. д.).
На первом этапе разработки ИБДСК предполагается создание базы данных моделей схемных компонентов, ориентированной на применение в OrCAD PSpice A/D — программе моделирования аналоговых и смешанных аналого-цифровых устройств, данные в которую передаются как из PSpice Schematics, так и из OrCAD Capture. В дальнейшем возможно развитие ИБДСК и включение в ее состав всей необходимой информации
■ Таблица 2
Этап проектирования схемы Представление компонента Атрибуты компонента
1. Синтез схемы Электрический многополюсник Электрические параметры Предельные эксплуатационные параметры Вольт-амперные характеристик и
2. Моделирование принципиальной схемы Математическая модель или макромодель Уравнения модели Эквивалентная схема модели Параметры модели
3. Разработка печатной платы схемы Объемное тело, типовой корпус Чертеж компонента Размеры чертежа
70 f ИНФOPMAЦИOННO-УПPAВЛЯЮШИE СИСТЕМЫ
№ 3, 2009
для выполнения этапа конструкторского проектирования схемы.
Таким образом, применение технологий баз данных в системах автоматизированного схемотехнического проектирования позволяет сосредо-
Литература
1. Разевиг В. Д. Система проектирования OrCAD 9.2. М.: Солон-Р, 2001. 519 с.
2. Хайнеман Р. PSpice. Моделирование работы электронных схем.: Пер. с нем. М.: ДМК Пресс, 2001. 336 с.
3. Петраков О. PSpice-модели для программ моделирования // Радио. 2000. № 5. С. 28-30.
4. Брежнева К. М., Гантман Е. И., Давыдова Т. И. и др.
Транзисторы для аппаратуры широкого примене-
точить в электронном виде всю необходимую информацию о схемных компонентах и решить задачу подбора компонентов для проектируемой схемы. Подобный подход может быть распространен и на системы конструкторского проектирования.
ния: Справочник / Под ред. Б. Л. Перельмана. М.: Радио и связь, І98І. 656 с.
5. Исаков А. Б., Скобельцын К. Б., Скобельцын Г. К.
Система автоматизированного формирования базы данных параметров моделей радиоэлектронных компонентов I/ EDA Express. 200І. № 4. С. 16.
ОАО «Центр технологии судостроения и судоремонта»
Институт информатики и автоматизации РАН Отделение нанотехнологий и информационных технологий РАН Российский национальный комитет по индустриальной и прикладной математике
ЧЕТВЕРТАЯ ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА» (ИММОД-2009)
21-23 октября 2009 г.
Место проведения: Санкт-Петербург, Дворцовая наб., д. 26, Дом ученых им. М. Горького РАН
Генеральный спонсор
Компания XJ Technologies
Спонсоры
Отделение нанотехнологий и информационных технологий РАН
Российский фонд фундаментальных исследований Комитет по науке и высшей школе при Администрации Санкт-Петербурга
Задачи конференции
Развитие и обобщение теории имитационного моделирования и квалиметрии моделей
Обмен опытом и обсуждение результатов исследований и практических приложений имитационного моделирования
Обмен опытом применения имитационного моделирования для решения научных и практических задач
Распространение опыта обучения теории и практике имитационного моделирования
Направления работы конференции
Теоретические основы и методология имитационного моделирования
Методы оценивания качества моделей
Методы и системы распределенного моделирования
Моделирование глобальных процессов
Средства автоматизации и визуализации имитационного моделирования
Системная динамика (с обязательным наличием имитационной составляющей)
Практическое применение моделирования и инструментальных средств автоматизации моделирования, принятие решений по результатам моделирования Имитационное моделирование в обучении и образовании
Контрольные сроки
Материалы докладов в секретариат конференции предоставляются не позднее 17 сентября 2009 года (только в этом случае гарантируется их размещение в сборнике материалов конференции). Заявки на выступление с докладом (в форме извещения о намерении) и стендовую демонстрацию принимаются до 12 октября 2009 года.
Дополнительная информация и справки
ОАО «Центр технологии судостроения и судоремонта» Россия, 198095, Санкт-Петербург,
Промышленная ул., д. 7 Плотников Александр Михайлович Долматов Михаил Анатольевич Эл. почта: [email protected]
Информация на сайтах: www.gpss.ru,www.crist.ru, www.spiiras.nw.ru,www.xjtek.com
йи^ 71
