CC BY
47
УДК 004.94
Авхименко А.М., Увайсов С. У.
ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Москва, Россия
МЕТОДИКА РАСЧЕТА РАЗБРОСОВ ТЕМПЕРАТУР ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ
Освещен принцип расчета разбросов температур в представленном программном комплексе. Подробно рассмотрен каждый программный блок. Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № НК 14-07-00422\14).
Для проведения расчета необходимо иметь готовый проект в подсистеме АСОНИКА - ТМ, список электрорадиоэлементов и их параметры с допусками. После запуска первого блока появится окно, изображенное на рис. 1. В поле «обозначение» вводятся электрорадиоэлементы в той же последовательности, что и в подсисистеме АСОНИКА - ТМ (в противном случае возможны сбои в работе программы при выполнении расчетов). Кнопкой «добавить» записанный элемент добавляется в список. Кнопка «сохранить» служит для сохранения созданного списка электрорадиоэлементов. Очистить список можно соответствующей кнопкой. [1-7]
В поле «число итераций» задается количество проводимых расчетов (если моделирование проводится первый раз, то рекомендуется выставить значение 1000) .
Рисунок 1 - Главное окно первого блока программы
В поле «толщина слоя» вписывается толщина слоя печатной платы, указанная в проекте АСОНИКА -ТМ. Далее в выпадающем списке выбирается тип распределения для данного параметра, а в поле допуск указывается разброс параметра в процентах. Если пользователь не хочет генерировать разбросы этого параметра, то ставиться галочка «константа» и при моделировании этот параметр изменяться не будет. Аналогичным образом заполняются остальные поля для параметров печатной платы. После заполнения всех необходимых данных и нажатия кнопки «генерировать и сохранить» результаты сгенерированных значений будут готовы, о чем пользователя информирует сообщение, изображенное на рисунке 2.
Рисунок 2 - Уведомление об окончании генерации значений
Для генерации параметров электрорадиоэлемента в поле «обозначение элемента в ТМ» записывается обозначение элемента аналогично обозначению в подсистеме АСОНИКА - ТМ. Далее из выпадающего списка выбирается тип элемента (резистор, конденсатор, индуктивность, транзистор, диод, микросхема, операционный усилитель). Параметры элемента заполняются аналогично параметрам печатной платы. После заполнения всех необходимых данных и нажатия кнопки «генерировать и сохранить» результаты сгенерированных значений будут готовы, о чем пользователя информирует сообщение, изображенное на рисунке 2. [8-14]
После генерации всех параметров можно перейти ко второму блоку программы.
Во втором блоке происходит интеграция с подсистемой АСОНИКА - ТМ. После запуска второго блока появится окно, изображенное на рисунке 3.
Рисунок 3 - Главное окно второго блока программы
Для начала моделирования необходимо выбрать файл проекта нажав кнопку «открыть». В появившемся диалоговом окне (рисунок 4) выбирается файл подсистемы АСОНИКА - ТМ, для проекта которого генерировались значения в предыдущем блоке. [15-19]
Рисунок 4 - Диалоговое окно для выбора файла проекта АСОНИКА-ТМ
После выбора файла проекта необходимо указать путь к исполняемому файлу подсистемы АСОНИКА -ТМ. При нажатии на кнопку «указать путь» откроется второе диалоговое окно (рисунок 5). После того, как файл PUeditor.exe будет выбран, необходимо нажать кнопку «открыть».
В поле «число итераций» следует указать то же число, что и в первом блоке. В поле «имя проекта» и «имя проекта (без .pca)» необходимо указать полное имя проекта и имя проекта без расширения соответственно. После этого необходимо загрузить ранее созданный список электрорадиоэлементов нажав кнопку «загрузить» в правой части окна программы. После этого необходимо указать координаты кнопок «Загрузить» и «Расчет», расположенных в главном окне подсистемы АСОНИКА - ТМ. [20-24]
Тнп Файлов: |АСОНИКА-ТМ
Рисунок 5 - Диалоговое окно для выбора программы АСОНИКА-ТМ
Для этого необходимо сначала запустить подсистему АСОНИКА - ТМ, затем нажать кнопку «запустить Mouse_Helper» для загрузки вспомогательной программы для определения координат курсора мыши. После этого следует навести курсор по очереди на кнопки «Загрузить» и «Расчет» в главном окне подсистемы АСОНИКА - ТМ и записать данные о положении курсора по осям X и Y, как показано на рисунках 2.17 и 2.18. После этого необходимо нажать кнопку «создать проекты для моделирования». Когда создание проектов будет завершено, на экране появится уведомление. Далее идет непосредственно процесс моделирования: по нажатию на кнопку «запустить расчет температур» второй блок программного обеспечения подает на вход подсистеме АСОНИКА - ТМ последовательно файлы проекта с подставленными значениями параметров, генерация которых происходила ранее.
Рисунок 6 - Запись данных о положении курсора на кнопке «Загрузить»
Рисунок 7 - Запись данных о положении курсора на кнопке «Расчет»
После окончания программа сохранит файлы температур от каждой итерации. Для их обработки необходимо нажать кнопку «Обработать выходные файлы температур». После этого будут получены значения файлов температур и можно переходить к третьему блоку, где будут оцениваться полученные параметры. [25-27]
В третьем блоке происходит оценка результатов моделирования. После запуска появится окно, изображенное на рисунке 8.
Рисунок 8 - Главное окно третьего блока программы
После нажатия на кнопку «загрузить список элементов» в выпадающем списке появится список электрорадиоизделий. Нажав кнопку «загрузись список температур» появится список температур для выбранного элемента. По нажатию на кнопку «рассчитать» будут рассчитаны с точностью до четвертого знака после запятой среднее значение температуры выбранного элементы, максимальная и минимальная температура, среднеквадратическое отклонение.
Для расчета доверительной вероятности нужно указать число проведенных итераций и ошибку. Пример: проведено 1000 итераций, задана ошибка 0,01, полученная вероятность равна 0,998. К примеру, если максимальная температура на элементе 60 °С, то с вероятностью 99,8% можно утверждать, что температура на элементе не будет выше 60,06 °С. [28,29]
Для построения графика необходимо указать число диапазонов, на которые нацело делят число итераций. Если число итераций 1000, то число выборок может быть 10,100, 50, 20 и т.п. На графике выводится число температур, которое попадает в каждый диапазон.
ЛИТЕРАТУРА
1. Увайсов С. У., Сегень А., Кофанов Ю. Н., Пятницкая Г. Применение компьютерного измерительного тепловизора КРИТ_Т и математического моделирования для обеспечения надежности и качества радиоэлектронных средств. М. : МИЭМ, 1997.
2. Увайсов С. У., Кофанов Ю. Н., Манохин А. И. Моделирование тепловых процессов при проектировании, испытаниях и контроле качества радиоэлектронных средств. М. : МГИЭМ, 1998.
3. Увайсов С. У. Обнаружение слабого сигнала на фоне помехи в случае распределения Рэлея // Измерительная техника. 2006. № 4. С. 55-58.
4. Тумковский С. Р., Увайсов С. У., Иванов И. А., Увайсов Р. И. Виброакустический контроль бортовой космической аппаратуры // Мир измерений. 2007. № 12. С. 4-7.
5. Увайсов С. У., Иванов И. А., Увайсов Р. И. Показатели контролепригодности радиоэлектронной аппаратуры // Мир измерений. 2008. № 3. С. 47-51.
6. Увайсов С.У. Высокоточный транзисторный датчик температуры / Громов В.С., Шестимеров С.М., Увайсов С.У. // Датчики и системы - М.: 2010. № 11. С. 19 - 22.
7. Увайсов С.У. Современные полупроводниковые интегральные датчики температуры / Громов В.С., Шестимеров С.М., Увайсов С.У. // ИЗМЕРЕНИЯ. КОНТРОЛЬ. АВТОМАТИЗАЦИЯ - М.: 2010. № 12. С. 59 - 68.
8. Объект интеллектуальной собственности: Устройство для измерения температуры. Патент РФ на полезную модель №100827 от 27 декабря 2010 г. Шестимеров С.М.,Громов В.С., Увайсов С.У.
9. Увайсов С. У., Иванов И. А. Информационная модель процесса проектирования контролепригодных радиоэлектронных средств // Информационные технологии. 2011. № 12. С. 41-45.
10. Увайсов С. У., Кофанов Ю. Н., Сотникова С. Ю. Комплексирование физического и математического моделирования при автоматизации проектирования бортовых электронных средств. М. : Энерго-
атомиздат, 2011.
11. Увайсов С. У., Бушмелева К. И., Бушмелев П. Е., Плюснин И. Моделирование оптимальных параметров устройств дистанционного зондирования // Измерительная техника. 2011. № 3. С. 39-42.
12. Увайсов С. У., Иванов И. А. Обеспечение контролепригодности радиоэлектронных средств в рамках CALS-технологий // Качество. Инновации. Образование. 2011. № 1. С. 43-46.
13. Иванов И. А., Увайсов С. У., Кошелев Н. А. Формирование наборов тестовых сигналов для контроля качества электронных средств космических аппаратов // Качество. Инновации. Образование. 2011. № 11. С. 84-88.
14. Увайсов С.У. Транзисторный термопреобразователь для повышения качества контроля температуры /Громов В.С., Шестимеров С.М., Увайсов С.У. // Качество. Инновации. Образование. - М.: 2010. № 11. С. 63-69.
15. Кофанов Ю. Н., Сотникова С. Ю., Увайсов С. У. Динамика оптимизационного процесса при идентификации параметров электронных средств // Динамика сложных систем. 2012. № 3. С. 80-84.
16. Иванов И. А., Увайсов С. У., Кошелев Н. А. Методика обеспечения диагностируемости электронных средств космических аппаратов по ранговому критерию на ранних этапах проектирования // Качество. Инновации. Образование. 2012. № 1. С. 60-62.
17. Увайсов С. У., Юрков Н. Методика обеспечения тепловой контролепригодности радиотехнических устройств на этапе проектирования // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки (Российская Федерация). 2012. № 7. С. 16-22.
18. Увайсов С. У., Аминев Д. А. Оптимизация RAID массива для достижения максимальной производительности систем регистрации данных // Качество. Инновации. Образование. 2012. № 12. С. 93-96.
19. Увайсов С. У., Журавлева Ю., Палий С. П. Повышение качества прогнозирования доходности финансовых инструментов на основе многофакторных моделей // Качество. Инновации. Образование. 2012. № 11. С. 43-49.
20. Увайсов С. У., Кофанов Ю. Н., Сотникова С. Ю. Программный комплекс моделирования физических процессов при автоматизированном проектировании источников вторичного электропитания для сложных бортовых систем // Динамика сложных систем. 2012. № 3. С. 80-84
21. Увайсов С. У. Текстурованные подложки из сплавов никеля с тугоплавкими металлами (W,Mo,Re) для сверхпроводящих кабелей второго поколения // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2012. № 2(22). С. 126-137.
22. Uvaysov S. U., Ivanov I.. A method of ensuring controllability of electronics based on diagnostic modeling of heterogeneous physical processes // World Applied Sciences Journal. 2013. Vol. 24. P. 196-201.
23. Аминев Д. А., Козырев А. А., Кудрявцев Д. Ю., Увайсов С. У. Алгоритм определения наличия аварийного электрического разряда в сетях электропитания // Датчики и системы. 2013. № 2. С. 4951.
24. Увайсов С. У., Бушмелева К. И., Кривицкая М. Выбор критериев оптимальности при разработке рабочего учебного плана // Качество. Инновации. Образование. 2013. № 1. С. 68-71.
25. Увайсов С. У., Аминев Д. А., Лисицын И. Ю. Защита бортовой спутниковой навигационной системы от кратковременного пропадания электропитания и электромагнитных помех // Технологии электромагнитной совместимости. 2013. № 3(46). С. 45-49.
26. Увайсов С. У., Кофанов Ю. Н. Методика выявления скрытых дефектов интегральных схем и аппаратуры // Надежность и контроль качества. Ежемесячное приложение к журналу "Стандарты и качество" . 2013. № 11. С. 19-31.
27. Увайсов С. У., Иванов И. А., Гольдберг О. Д., Иванов О. А. Обеспечение качества характеристик источников бесперебойного питания в условиях помех, вызванных нелинейной нагрузкой // Технологии электромагнитной совместимости. 2013. № 3. С. 55-64.
28. Увайсов С. У., Журавлева Ю., Палий С. П. Повышение качества прогнозирования доходности финансовых инструментов на основе фрактального анализа // Качество. Инновации. Образование. 2013.
Т. 97. № 6. С. 61-64.
29. Увайсов С. У., Бушмелева К. И. Система мониторинга газотранспортных объектов // Надежность и качество сложных систем. 2013. № 1. С. 84-87.
