Реферат: Система автоматизированного проектирования P-CAD
УДК:681.3:621.002 ОПЫТ ПРЕПОДАВАНИЯ САПР P-CAD В ВУЗЕ
Н.Я. Колесник,доцент каф.ЭИ, ДВТИ, г.Владивосток;
Д.А. Горбач,инженер-программист каф.ЭИ, ДВТИ, г.Владивосток
Введение
В настоящеевремя в промышленности широкое распространение
получили различные системы автоматизированного проектирования
(САПР). Вчастности, для проектирования печатных плат (ПП),
гибридных интегральных схем (ГИС), микросборок (МБС) и других
подобных конструктивов широко используется система P-CAD,
разработанная фирмой Personal CAD System. По оценке специалистов
система P-CAD является несомненным лидером среди других систем
аналогичного назначения, функционирующих на персональных
компьютерах класса IBM PC.
В связи с этим при подготовке специалистоврадиотехнических
специальностей целесообразно в курсы по конструированиюРЭА (или
аналогичным курсам) включить материал по изучению САПР P-CAD,
преследуя при этом следующие цели:
1. Сформироватьу студентов достаточно полное представление об
основных элементах, структуре и принципах функционирования
промышленных систем автоматизированного проектирования.
2.Способствовать получению студентами своеобразного
«фундамента» для упрощения в дальнейшем освоения других
промышленных систем автоматизированного проектирования.
Методическиерекомендации
Опытпреподавания системы P-CAD показал, чтоизучение системы
целесообразно проводить в течении двух семестров.
В первомсеместре читаются лекции и выполняются лабораторные
работы. Во втором семестре проводится курсовоепроектирование.
Объем и содержание лекционного материала зависит от ряда
факторов: наличия апробированного методического обеспечения по
системе; необходимого (требуемого) уровня освоения студентами
системы P-CAD; наличия достаточного количества машинного времени
и т.п.
В начале лекционного материала дается назначение системы,
основные ее характеристики, состав программного обеспечения,
структура рабочих файлов проекта. Излагаются три возможных
подхода к проектированию ПП (без графического и текстового
описания принципиальной электрической схемы, с использованием
только текстового описания компонентов и цепей проектируемой
схемы, с использованием и текстового, и графического описания
принципиальной электрической схемы).
Лекционныйматериал может содержать краткую информацию о
работе оболочки PC-SHELL, основных командах режимах работы
графических редакторов (PC-CAPS, PC-CARDS, PC-PLACE). Студенты
четко должны представлять назначение, входные и выходные файлы
всех программ-утилит.
В лекциях необходимо подробно остановиться на структурефайла
*.CTL (файла стратегии трассировки), способах еенастройки на оп-
ределенный вид конструктива. Целесообразным являетсярассмотрение
на лекцияхвопросов внеш-
него интерфейса системы, структуры pdf-файла. Нелишним будет
познакомить обучающихся с вопросамивзаимосвязи системы P-CAD с
отечественным технологическим оборудованием.
Составлабораторных работ
1. Методикасоздания символьного описания элементов в системе
P-CAD.
2. Методикасоздания конструкторско-технологического описания
элементов в системе P-CAD.
3. Методикапроектирования ПП в системе P-CAD. Привыполнении
первойлабораторной работы студенты знакомятся
с редактором PC-CAPS и осваивают методику подготовки символьного
описания библиотечных элементов (файлов типа *.SYM).
При выполнениивторой лабораторной работы студенты знакомятся
с графическим редактором PC-CARDS, методикой создания
технологического описания библиотечных элементов (файлов типа
*.PRT).
Привыполнении лабораторной работы номер три проводится
проектирование ПП, причем в качестве исходных данных для
проектирования используется только текстовое описаниекомпонентов
и схемы соединений (проектирование ПП с использованием
alt-файлов). Привыполнении данной лабораторной работы студенты
подробно знакомятся с графическим редактором PC-PLACE, с
трассировщиком PC-ROUTE, осуществляют настройку трассировщика (с
помощью файла стратегии типа *.CTL) на заданныйконструктив.
При выполнениикурсового проектирования студенты осуществляют
проектирование ПП начиная с создания символьного и
конструкторско-технологического описаниябиблиотечных элементов,
а заканчивают - получением конструкторской документации на
проектируемую плату. В отчете по курсовому проектированию должны
быть включены послойные чертежи платы, сборочный чертеж и чертеж
принципиальной электрической схемы. Чертежи могут быть выполнены
как на плоттере, так и на принтере.
Заключение
Учетизложенных выше рекомендаций и соображений в процессе
преподавания в ВУЗе курса по изучению системы P-CAD позволило
достаточно успешно провести обучение исформировать у студентов
достаточно прочные знания по данной дисциплине.
<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ P-CAD.
КУРС ЛЕКЦИЙ И ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.
26 часов.
───────────────────────────────────────────────────
1. Лекция. 2часа.
Назначение, возможности, состав
ифункционирование САПР P-CAD.
Файловаяструктура пакета. Файл PCADDRV.SYS.
Процесссоздания базы данных проекта. Представление вход-
ной информации. Очередность использования программ пакета. Их
назначение, входная и выходная информация. Типы создаваемых
файлов.
Структураслоев. Важнейшие слои. Статус слоя.
Командыграфических редакторов. Строка состояния. Исполь-
зование клавиатуры и «мыши».
2. Лекция,лабораторная работа. 2+2=4 часа.
Создание символьного описания
радиоэлектронного компонента.
Графический редактор PC-CAPS. Режим SYMB.
Графическийредактор PC-CAPS. Назначение.Обрабатываемые
файлы.
Назначениесимвольного описания РЭК. Используемые слои.
Масштаб.
Созданиеизображения элемента. Ввод контактов. Упаковка
вентилей в корпус.
3. Лекция,лабораторная работа. 2+2=4 часа.
Описаниеэлектрической принципиальной схемы.
Графический редактор PC-CAPS. Режим DETL.
Графическийредактор PC-CAPS. Задание конфигурации. Ключи
запуска. Файл PCCAPS.CFG.
<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">— 2 -
Назначениеописания электрической принципиальной схемы.
Используемые слои. Масштаб.
Вызов иразмещение элементов на поле схемы. Правила про-
ведения электрических соединений. Именование цепей, описание
шин, «земли». Именование элементов. Режимы упаковки компонен-
тов.
Созданиефайлов отчетов.
4. Лекция,лабораторная работа. 2+2=4 часа.
Создание описания конструктива
радиоэлектронного компонента.
Графический редактор PC-CARDS. Режим SYMB.
Графическийредактор PC-CARDS. Назначение. Обрабатываемые
файлы. Файл PCCARDS.CFG.
Назначениеописания конструктива РЭК. Используемыеслои.
Масштаб.
Созданиеизображения элемента. Вводконтактов. Упаковка
контактов. Проблема соответствия символьного описания РЭК и
описания конструктива.
5. Лекция,лабораторная работа. 2+2=4 часа.
База данных проекта.
Содержание исоздание файла с описанием базы данных про-
екта (FIL-файла).
Трансляцияописания в файл-библиотеку (LIB-файл). Прог-
рамма PREPACK. Входная и выходная информация. Пакетныйрежим.
Выделениесписка цепей (NLT-файл). Программа PCNODES.
Входная и выходная информация. Пакетный режим.
Упаковкаконструктивов на плату (PKG-файл). Программа
PCPACK. Входная и выходная информация. Пакетный режим.
Возможныеошибки. Причины возникновения и методы устране-
ния.
.
— 3 -
6. Лекция,лабораторная работа. 2+2=4 часа.
Размещениеконструктивов на поле печатной платы.
Графический редактор PC-PLACE.
Графическийредактор PC-PLACE. Назначение. Обрабатываемые
файлы. Признак отпечатка конструктива. Создание иредактирова-
ние.
Гистограмма ивектора силы. Фактор выигрыша. Создание и
содержания отчета по гистограмме.
Ручноеразмещение РЭК на поле платы.
Автоматическоеразмещение РЭК на поле платы. Создание
сетки привязки конструктивов и очереди размещение.
Оптимизацияразмещения перебором вентилей и компонентов.
Оптимизация цепей.
Интрактивныйрежим размещения.
Создание исодержание файлов отчетов о размещении и опти-
мизации.
7. Лекция,лабораторная работа. 2+2=4 часа.
Автоматическая трассировка. Программа PC-ROUTE.
ПрограммаPC-ROUTE. Назначение. Обрабатываемые файлы.
Стратегиятрассировки. Настройка.
Создание исодержание отчета о процессе трассировки.
<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ЭЛЕМЕНТЫ ПРИКЛАДНОЙ МАШИННОЙ ГРАФИКИ
В СИСТЕМЕ P-CAD
Методическое пособие для студентов
технических специальностей
Владивосток 1993
.
Дальневосточный технологический институт
ЭЛЕМЕНТЫ ПРИКЛАДНОЙ МАШИННОЙ ГРАФИКИ
В СИСТЕМЕ P-CAD
Методическое пособие для студентов
технических специальностей
Утверждено
методическим советом
института
───────────────────────────────────────────────────────────────
ДВТИ Владивосток 1993
.
УДК:681.3:621.002
Пособиепредназначено для студентов технических специаль-
ностей, выполняющих чертежи электрических и электронныхсхем.
Пособиевключает описание графического редактораPC-CAPS
системы P-CAD и методические указания к лабораторнымработам.
Авторы-составители — сотрудники кафедры
Экономической информатики:
инженер-программист Д.А. Горбач,
доцент Н.Я. Колесник.
Рецензенты:заведующий кафедрой Инженерной графики ДВТИ
к.т.н. А.Б. Годун,
докторант кафедры Конструирование и произ-
водство радиоаппаратуры ДВГТУ к.т.н., доцент
А.Н. Жирабок.
(C) Дальневосточный технологический институт,1993
.
3
Машиннаяграфика становится все более доступным и попу-
лярным средством общения человека с ЭВМ. В настоящее время
создано немало систем машинной графики, графическихредакторов
и пакетов прикладных графических программ, позволяющихуспешно
использовать средства машинной графики практически во всех
сферах человеческой деятельности.
Наиболеешироко применяемым средством припроектировании
радиоэлектронной аппаратуры является пакет P-CAD.
CистемаP-CAD (Personal Computer Aided Design) предназна-
чена для автоматизированного проектирования печатных плат.
Данный пакет включает в себя средства, позволяющиепользовате-
лю создавать описания радиоэлектронных компонентов (РЭК),
электрических принципиальных схем, задавать форму печатной
платы, расставлятьРЭК на плате как вручную, так иавтомати-
чески, а также производить трассировку печатной платы.Резуль-
таты могут быть выданы на принтер, плоттер, фотошаблон.
В данном руководстве рассматриваются вопросы использова-
ния одного из графических редакторов пакета - программы
PC-CAPS в курсе «Машинная графика».
1. НАЗНАЧЕНИЕИ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММЫ PC-CAPS
ПрограммаPC-CAPS предназначена для графического ввода и
редактирования схем и библиотечных элементов для них (схемных
символов) на персональном компьютере и являетсямощным диало-
говым инструментом проектировщика. При этомобеспечивается ра-
бота с пользовательской библиотечной базой данных.PC-CAPS вы-
полняет следующие основные функции:
— создание иредактирование символов;
— создание иредактирование схем.
PC-CAPSсостоит из символьного и схемного процессоров.
Символьный процессор позволяет пользователюсоздавать ориги-
нальные (собственные) символы, на основе которых в дальнейшем
создаются принципиальные схемы.
.
4
Схемныйпроцессор позволяет создавать разнообразные схемы
из имеющихся символов. Программа поддерживает иерархию проек-
та, позволяясоздавать схемы с иерархией, когда у схемы верх-
него уровня иерархии символ сам является схемой, состоящей, в
свою очередь, изсимволов более низкого уровня. Введенная с
помощью PC-CAPS информация о созданныхсхемах запоминается в
пользовательской базе данных, откуда извлекаются таблицы свя-
зей, необходимые для работы других программ системыP-CAD.
1.1. Форматэкрана.
При работес программой экран дисплея разбивается на
несколько зон, как показано на рис.1.1.
┌──────────────────────────────────────────────────────┐
│┌──────────────────────────────────────┐┌─────────┐│
││ │ │ ││
││ 1 │ │ 2 │ │
││ │ │ ││
││ │ │ ││
││ │ │ ││
││ │ │ ││
│└──────────────────────────────────────┘│ │ │
│┌──────────────────────────────────────┐│ │ │
││ 3 │ │ │ │
│└──────────────────────────────────────┘│ │ │
│┌──────────────────────────────────────┐│ 2 │ │
││ 4 │ │ │ │
│└──────────────────────────────────────┘└─────────┘│
└──────────────────────────────────────────────────────┘
Рис.1.1. Формат экрана PC-CAPS
1 — главнаязона показа; 2 — зона меню команд;
3 — зонатекста; 4 — зона статуса.
Главнаязона показа предназначена дляизображения редак-
тируемой схемы или символа. Зона меню командпредназначена для
меню и подменю команд схемного или символьного редактора.Зона
<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">5
текста предназначена для диалоговой связи между пользователем
и программой. В этой зоне выводятся запросы значенийразличных
переменных и параметров, а также выводятся сообщения об ошиб-
ках. Зона (строка) статуса показывает текущие параметрыактив-
ной команды, включая активные слои, текущую координатную сет-
ку, координатыкурсора и другую информацию о выбранной коман-
де.
1.2.Координатная сетка.
Координатнаясетка используется для упрощения процесса
построения схем и символов в главной зоне показа.Пользователь
определяет местоположение точки на экране установкой на это
место графического курсора, имеющего вид перекрестья. Это
место на экранеавтоматически передвигается к ближайшей точке
экрана, разбитого сеткой на клетки определенных размеров.Раз-
мер клетки (шаг координатной сетки) определяется вединицах,
равных сотым долям дюйма. Например, шаг сетки в 20 единиц
соответствует 20/100 дюйма, или примерно <st1:metricconverter ProductID=«5 мм» w:st=«on»>5 мм</st1:metricconverter>. Шаг сетки пока-
зан в строке статуса, там же отображаются текущие координаты
курсора. Можноустанавливать шаг сетки от 1 до 200 единиц (по
умолчанию 10).
1.3.Функциональные клавиши
Функциональныеклавиши на клавиатуре дублируют ряд команд
(опций), вводимыхс использованием «мыши», ипозволяют осу-
ществить быстрый доступ к параметрамстроки статуса и другие
функции. Назначение клавиш показано в таблице 1.1.
1.4. Структураслоев программы PC-CAPS.
Впрограмме PC-CAPS используется развитаяструктура сло-
ев. Онапредназначена для удобного использования комплексной
информации о проекте, хранящейся в базе данных. Приредактиро-
вании схем использование слоев просто необходимо.
.
6
Таблица 1.1
Назначение функциональных клавиш
┌─────────┬──────────────────────────────────────────────┐
│ Клавиша│ Функция │
├─────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ F1 │ Позволяет посмотреть/установить слой │
│ F2 │ Позволяет посмотреть/установить текущий угол │
│ F3 │ Позволяет назначать или изменять имя цепи при│
│ │ исполнении командыENTR/WIRE │
│ F4 │ Позволяет именовать компонент при размещении│
│ │ совместно с командойENTR/COMP │
│ F5 │ Позволяет ввести новый размер текста при│
│ │ использовании команд вводатекста │
│ F6 │ Позволяет посмотреть/установить текущую ори-│
│ │ ентацию текста (показ зеленым цветом символа│
│ │ F на строке статуса) │
│ F7 │ Позволяет сделать видимой/невидимой масштаб-│
│ │ ную сетку │
│ F8 │ Позволяет управлять дискретноcтью передвиже-│
│ │ ния курсора │
│ F9 │ Позволяет разместить курсор между главной зо-│
│ │ ной показа экрана и строкойстатуса │
│ F10 │ Позволяет разместить курсор между главной зо-│
│ │ ной показа экрана и меню │
└─────────┴──────────────────────────────────────────────┘
Структураслоев, принятая по умолчанию, приведенав таб-
лице 1.2.
Слои могут иметь любой из 15 цветов:
— 1 — зеленый;
— 2 — красный;
— 3 — желтый;
— 4 — синий;
— 5 — голубой;
— 6 — фиолетовый;
— 7 — темно-серый;
— 8 — темно-зеленый;
— 9 — оранжевый;
.
7
— 10 — коричневый;
— 11 — темно-голубой;
— 12 — морковный;
— 13 — малиновый;
— 14 — светло-серый;
— 15 — зеленый.
Таблица 1.2
Структура слоев PC-CAPS по умолчанию
┌────┬─────────┬──────┬─────────┬─────────────────────────┐
│ # │ ИМЯ │ ЦВЕТ │ СТАТУС │ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ │
├────┼─────────┼──────┼─────────┼─────────────────────────┤
│ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │
├────┼─────────┼──────┼─────────┼─────────────────────────┤
│ 1 │ WIRES │ 1 │ ABL A │ Цепи │
│ 2 │ BUS │ 1 │ ABL │ Шины │
│ 3 │ GATE │ 2 │ ON │ Графическое изображение │
│ │ │ │ │ символа │
│ 4 │ IEEE │ 2 │ OFF │ Графическое изображение │
│ │ │ │ │ символа в системе IEEE │
│ 5 │ PINFUN │ 3 │ OFF │ Функции выводов(IEEE) │
│ 6 │ PINNUM │ 1 │ OFF │ Номера выводов │
│ 7 │ PINNAM │ 6 │ ON │ Имена выводов │
│ 8 │ PINCON │ 4 │ ON │ Соединениявыводов │
│ 9 │ REFDES │ 2 │ OFF │ Вспомогательныеобозна- │
│ │ │ │ │ чения │
│ 10│ ATTR │ 6 │ OFF │ Видимые атрибуты │
│ 11│ SDOT │ 1 │ OFF │ Точки межсоединений │
│ 12│ DEVICE │ 5 │ ON │ Имя компонента или │
│ │ │ │ │ номер ячейки │
│ 13│ OUTLIN │ 5 │ ON │ Выходные линии компонент│
│ │ │ │ │ (используются в полуза-│
│ │ │ │ │ казных проектах) │
│ 14│ ATTR2 │ 6 │ OFF │ Невидимые атрибуты │
│ 15│ NOTES │ 6 │ OFF │ Текстовые замечания │
│ 16│ NETNAM │ 4 │ OFF │ Имена цепей │
│ 17│ CMPNAM │ 5 │ OFF │ Имена компонент │
│ 18│ BORDER │ 5 │ OFF │ Бордюр на схеме │
└────┴─────────┴──────┴─────────┴─────────────────────────┘
<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">8
Каждый слойимеет статус, который может принимать следую-
щие значения:
— OFF — не виден и не доступен для редактирования;
— ON — виден, но для редактирования недоступен;
— ABL — виден и может становиться активным;
— ABL A — виден и активен.
При созданиисхемы рекомендуется использовать стандартные
имена слоев, длявозможности последующей обработки схемы дру-
гими программами системы P-CAD.
1.5. Выборкоманд.
ПрограммаPC-CAPS использует меню команд для вызова ре-
дактирующих команд.
Чтобы выбратькоманду, пользователь передвигает графи-
ческий курсор в зону меню команд и устанавливает его нанужную
команду. Приперемещении в зону меню или в строку статуса
курсор приобретает вид прямоугольника, окаймляющегонужную ко-
манду или параметр в строке статуса. Затем пользователь нажи-
мает клавишу BUT#1 (или пробел), и выбранная команда стано-
вится активной до тех пор, пока не будет выбрана другаякоман-
да (клавишей BUT#1), или отменена текущая выбранная (клавишей
BUT#2).
1.6. Командывыбора режима.
Редакторобеспечивает возможность работы пользователя в
двух режимах, задаваемых командами:
SYMB
установитьсистему в режим редактирования библиотечных
элементов (символов) - главное меню при этом изменяет
цвет накрасный;
DETL
установитьсистему в режим редактирования схемы — главное
меню изменяетцвет на зеленый. По умолчанию после запуска
программыPC-CAPS устанавливается режим DETL.
.
9
2. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Лабораторныеработы, содержащиеся в данном руководстве,
позволяют получить практические навыки по использованиюграфи-
ческого редактора PC-CAPS на примерах создания символьного
описания элементов РЭУ и изображений электрических принципи-
альных схем.
Лабораторная работа N 1.
Созданиесимвольного описания элементов
в системе P-CAD
Цельработы: изучение методики создания символьного
описания элементов с помощью графического редактораPC-CAPS.
Созданиесимвольного описания элементовосуществляется в
редакторе PCCADS системы проектирования P-CAD (режим SYMB).
При использованииверсии 4.5 необходимо предварительно загру-
зить системный драйвер PALT.COM.
Методикасоздания символьного описания элементов будет
изложена на примере описания элемента К155ЛА3.
Порядоквыполнения работы.
<