Реферат: Разработка программного обеспечения
Реферат: Разработка программного обеспечения
для передачи результатов проектирования по СМП ПП на разработку конструкционных решений деталей и оснастки.
Введение.
Темой предлагаемого дипломного проекта является разработка программного обеспечения для передачи результатов проектирования по СМП ПП на разработку конструкционных решений деталей и оснастки.
В проекте предлагается программное обеспечение p-flex, разработанное для интеграции пакетов PCAD и T-FLEX для СМП.
Одним из недостатков PCAD-a является то, что он представляет лишь плоский (двухмерный) вид ПП. Для разработчиков деталей оснастки зачастую бывает необходимо знать объемные размеры ПП, т.к. от них напрямую зависят конфигурация и габариты проектируемого изделия. Разработанное программное обеспечение значительно облегчает контроль соответствия размеров, т.к. она полностью автоматизирует процесс передачи габаритов ПП (с учетом высоты!!! т.е. в трехмерном виде) из системы PCAD прямо в систему разработки деталей оснастки - T-FLEX. Разработчику нужно лишь вставить фрагмент, изображающий плату, предварительно подготовленный разработанной программой p-flex, прямо в свой сборочный чертеж T-FLEXа на предназначенное ей место и визуально проконтролировать соответствие размеров. Заметим, что использование предлагаемого ПО освобождает разработчика деталей оснастки от использования PCAD (тогда, как раньше ему приходилось вручную анализировать ПП в PCADе и исходя из ее размеров строить свою работу).
Помимо передачи габаритных параметров между системами, предлагаемое ПО помогает осуществлять контроль по КД, т.к. способна, по стандартному pdf-файлу системы PCAD, создать полный перечень элементов, содержащихся на ПП, по необходимой форме и поместить его в файл .dbf в виде базы данных. Электронный вид и форма перечня элементов позволяют легко использовать его для формирования текстовой конструкторской документации.
Кроме своего главного назначения разработанное ПО помогает продемонстрировать возможности системы T-FLEX как параметрической системы проектирования нового поколения, и показать ее преимущества в сравнении с AutoCADом.
Краткое описание маршрута проектирования ПП.
Ниже предлагается описание сквозного маршрута проектирования печатных плат (СМП ПП) от схемы электрической принципиальной до выхода на технологическое оборудование с использованием системы PCAD4.5 : структура маршрута и программное обеспечение.
Дается основная последовательность действий пользователя в процессе сквозного проектирования РЭУ для двуслойных и многослойных субблоков с двухсторонней установкой элементов штырьевых и планарных.
Отметим, что в СМП ПП не рассматриваются задачи, связанные с логическим моделированием принципиальных электрических схем.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
1.1 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ сквозного маршрута проектирования ПП.
Программное обеспечение сквозного маршрута проектирования печатных плат (ПО СМП ПП) является интегрированным набором проблемно ориентированных программных пакетов, работающих в интерактивном режиме. Средства системы PCAD (предполагается возможность использования пакетов от версии 4.5) позволяют проектировать принципиальные электрические схемы, двухслойные и многослойные печатные платы. Программные средства, включенные в маршрут, позволяют получать, по информации спроектированной в системе PCAD, конструкторскую документацию (система “Восток” - для текстовой и PCAD - для графической), подготавливать и контролировать входную информацию для пакета программ выхода на технологическое оборудование (пакет программирования управляющей информации для маршрута).
Наличие большого числа взаимосвязанных пакетов и их баз данных обеспечивает сквозное проектирование РЭУ.
Результаты проектирования ПП можно передать в T-Flex CAD, полностью параметрическую (в отличии от других) систему проектирования для дальнейшей разработки деталей и оснастки, выработки конструкционных решений, а также контроля на соответствие габаритов ПП и элементов конструкции.
ПО СМП ПП состоит из нескольких пакетов программ и их баз данных связанных в единую базу данных проектируемого изделия, что позволяет свести к минимуму ввод исходной информации и избежать повторного задания параметров проекта, тем самым сокращает количество возможных ошибок при вводе исходных данных, время проектирования изделия и его стоимость, обеспечивает качество разработок.
Программное обеспечение сквозного маршрута проектирования ПП функционирует в среде MS-DOS на персональных компьютерах IBM PC/AT или PC/XT, с объемом памяти 640кб, а также на других ПЭВМ, полностью совместимых с указанными.
Для работы системы требуются:
- 10 мбт дисковой памяти на винчестере
- устройство ввода типа “мышь”.
Программное обеспечение системы позволяет проектировать ПП со следующими характеристиками и параметрами:
· установка корпусов на плате - двусторонняя и односторонняя
· тип устанавливаемых корпусов - штырьевые и планарные
· размер платы - не более 500х500 мм (60х60 дюймов)
· разрешающая способность ширины проводников и расстояний - 0.025 мм (0.001дюйма)
· количество компонентов - не более 500
· различных компонентов - не более 400
· количество цепей в электрической схеме - не более 1000
· общее количество контактов:
· всех корпусов и отверстий - не более 32000
· число проводниковых слоев - не более 50.
1.2СОСТАВ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ сквозного маршрута проектирования ПП..
В состав ПО СМП ПП входят: пакет программ системы PCAD (версия 4.5), пакет программ “Восток”, пакет программ подготовки и контроля выхода на технологическое оборудование и программы подготовки информации для КД и ТД на изготовление изделия, и средства сопряжения всех перечисленных пакетов для автоматизированной передачи информации о проектируемом изделии между ними (одним из них является преедлагаемый пакет p-flex для связи PCAD à T-FLEX).
Пакет программ системы PCAD содержит в своем составе три графических редактора PCCAPS, PCPLACE и PCCARDS и набор утилит и программ, выполняющих служебные функции.
Помимо стандартных программ PCAD версии 4.5 в состав ПО включен пакет программ, разработанных в НИИА для обеспечения выхода на технологическое оборудование, применяемое в НИИА. Разработанный пакет включает в себя программы корректировки, контроля, прорисовок топологии и формирования управляющей информации для технологических установок.
2.ЭТАПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА.
Сквозной маршрут проектирования печатных плат включает в себя этапы: создание графического описания схемы электрической принципиальной со списком соединений средствами графического редактора PCCAPS, подготовки КД на схему, упаковку логических элементов в микросхемы, размещение их на конструктиве, проектирование топологии ПП и подготовки КД и УИ для технологического оборудования.
Предполагается, что пользователь знаком с основными принципами работы с MS DOS ПЭВМ.
В качестве программы-утилиты MS DOS рекомендуется использовать программу NORTON.
3. БАЗА ДАННЫХ СИСТЕМЫ PCAD
В ходе эксплуатации системы PCAD было выявлено, что при разработке РЭУ необходимо очень внимательно использовать, своевременно и тщательно корректировать все элементы базы проектирования относительно распределения информации по слоям, их расположению в таблице слоев графических редакторов системы PCAD назначению и парности. С особенным вниманием следует относится к формированию и корректировке КОНСТРУКТИВОВ для ПП, библиотечных ЭЛЕМЕНТОВ для схемы и платы, файлов .PS и .SSF, библиотечных и создаваемых при проектировании файлов-БЛОКОВ. При создании файлов-БЛОКОВ не включать лишних слоев.
При выборе библиотечных файлов для использования в проекте контролировать их корректность для топологической информации по таблице слоев и настройке слоев на принадлежность к проводниковым и парности слоев.
Особенно ВНИМАТЕЛЬНО при подготовке информации следует относиться к состоянию активности слоев, т.е. где формируемая информация оставит свой след, т.к. не всегда есть возможность ее перенести или проверить, где она сформирована. Так например, при подготовке конструктива для упаковки платы и размещения элементов, необходимо записать его с активным состоянием слоя COMP, для обеспечения правильного формирования таблиц при постановке элементов, независимо от стороны и способа их размещения: одно- или двухстороннего. Подробнее эти указания приведены в соответствующих инструкциях.
Кроме того известно, что при разработке РЭУ необходимо очень внимательно использовать, своевременно и тщательно корректировать библиотеки РЭК. Исправление неверно введенных РЭК на заключительных этапах проектирования дорого обходится, иногда приходится возвращаться к самому началу (к исправлению принципиальной схемы) от уже изготовленной печатной платы.
Описание РЭК в БД в общем случае состоит из двух частей:
- Условно - графическое обозначение РЭК (УГО) на электрической схеме (файлы с расширением .sym). УГО создается средствами схемного графического редактора PCCAPS. Правила и порядок создания УГО приведены в инструкции по созданию условно - графического обозначения РЭК для сквозного маршрута проектирования с использованием системы PCAD4.5 и выше
- Конструкторско - технологическое отображение РЭК (КТО) (файлы с расширением .prt), включающее информацию о выводах РЭК для подключения КП, отображение РЭК на сборочном чертеже ПП, а при использовании КТО при проектировании ПП по сквозному маршруту, также упаковочную информацию. КТО создается средствами топологического графического редактора PCCARDS.
- Отображение РЭК для p-flex передаваемое по сквозному маршруту проектирования в T-flex.(см.описание )
За состоянием, коррекцией и пополнением БД следит специальная группа во главе с администратором БД.
Перед началом работы с проектом, необходимо убедиться в том, что все компоненты, используемые в данном субблоке, присутствуют в БД.
По всем вопросам, связанным с использованием БД PCAD, пользователю следует обращаться к администратору БД или создать недостающие компоненты, пользуясь вышеуказанными инструкциями по созданию УГО и КТО (в этом случае всю ответственность за правильность и полноту информации для прохождения маршрута несет сам пользователь).
Перейдем теперь непосредственно к описанию работы по СМП ПП с использованием пакета PCAD.Для обеспечения проектирования РЭУ пользователь должен располагать следующим:
- набор пакетов программного обеспечения;
- ТЗ на проектирование РЭУ ;
- БД, в которой должны быть все используемые в проекте элементы.
Перед началом работ по ТЗ на рабочем диске в директории PCAD следует создать свой поддиректорий, имя которого, как правило, соответствует имени разрабатываемой ПП. В этом директории в дальнейшем будут находиться все файлы, необходимые для проектирования блока РЭУ. Все работы по проекту должны проводиться из этого директория. Настоятельно рекомендуется сохранять на ГМД ИСХОДНУЮ ИНФОРМАЦИЮ для КАЖДОГО ЭТАПА ПРОЕКТА и не менее ДВУХ последних КОПИЙ информации ТЕКУЩЕГО ЭТАПА.
Директории, содержащие программное обеспечение и БД, доступны для чтения и находятся в ведении администратора системы:
/PCAD/EXE - набор загрузочных модулей маршрута проектирования
/PCAD/UTIL - ПО подготовки и контроля УИ для выхода на технологическое оборудование
/PCAD/DRV - сопровождающие драйверы
/PCAD/LIB - библиотеки
/PCAD/... - базы данных
проведение текущих работ и запись информации о проекте в эти директории нежелательна и может привести к порче программного обеспечения.
По всем вопросам, связанным с установкой ПО для работы по маршруту, следует обращаться к администратору ПО маршрута.
4. ПОСТРОЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ПОДГОТОВКА ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ КОНСТРУКТОРУ.
Начальной фазой при проектировании РЭУ по сквозному маршруту является создание схемы электрической принципиальной, включающий в себя следующие этапы:
1.Создание схемы электрической принципиальной.
Программа PCCAPS, файл .sch.
ВНИМАНИЕ !
При создании электрической схемы всем компонентам схемы
должен быть присвоен атрибут PRT, содержащий имя КТО РЭК.
Эту информацию разработчик электрической схемы получает из учетной информации БД или от конструктора РЭУ и вносит в .sch файл на этапе создания схемы. Атрибут PRT может быть изменен при конструкторской доработке схемы.
2.Выделение списка электрических соединений.
Программа PCNODES, файл .nlt.
3.Объединение списков электрических соединений в один, в случае много листового описания.
Программа PCLINK, файл .xnl.
4.Проверку электрической схемы в плане нарушения общих правил построения электрических схем и требований сквозного маршрута проектирования.
Программа PCERC, файл протокола .erc.
5.Получение перечня элементов РЭУ.
Система Восток 3.1, файл .pe3.
Система P-FLEX, файл .dbf
6.Получение эскиза и КД электрической принципиальной схемы.
Выполнение перечисленных этапов проводится разработчиком РЭУ.
При проектировании РЭУ по сквозному маршруту проектирования конструктор РЭУ должен получить от разработчика электрической схемы следующую информацию:
- Список электрических соединений ( .nlt или .xnl файл );
- Распечатку перечня элементов;
- Эскиз электрической схемы (чертеж и/или .sch файл).
- Файлы-фрагменты с изображением ПП для передачи в T-FLEX
Если при проектировании РЭУ по сквозному маршруту разработчик выполняет упаковку платы и первоначальное размещение элементов, то конструктор РЭУ должен получить от разработчика электрической схемы следующую информацию:
- Распечатку перечня элементов;
- Эскиз электрической схемы (чертеж и/или .sch файл).
- Описание списка цепей и размещения компонентов на печатной плате ( .pkg или .plc файл );
- Файл описания упаковочной информации (.pkl файл).
Пользуясь переданной информацией - конструктор РЭУ проводит проектирование РЭУ, выполняя следующие этапы маршрута.
5. ПРОВЕРКА ВЫПОЛНЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЕ ТРЕБОВАНИЙ СКВОЗНОГО МАРШРУТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭУ ( PCERC и PCFORM ), ПОДГОТОВКА КОНСТРУКТИВА ДЛЯ УПАКОВКИ И РАЗМЕЩЕНИЯ.
5.1ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ.
Перед началом обработки полученного от разработчика .nlt или .xnl файла конструктору необходимо провести входной контроль проверку выполнения в .nlt или .xnl файле требований сквозного маршрута проектирования.
5.1.1.Программа PCERC обеспечивает проверку правильности ввода электрической принципиальной схемы.
Входным файлом для программы PCERC является файл списка цепей в двоичном виде (.NLT и .XNL). В результате проверки формируется файл отчета (.ERC), который может быть выведен на экран или принтер.
Правила и порядок выполнения этого этапа:
- После загрузки программы PCERC по главному меню программы операция GCONFIGURE (конфигурация модуля) выполнить настройку, т.е. выбрать необходимые проверки.
Программа PCERC позволяет осуществить до десяти различных проверок электрической схемы изделия. Можно осуществить проверку сразу по всем правилам, только по одному из правил, или по нескольким правилам в любой комбинации.
До выполнения работ по проектированию топологии необходимо выполнить проверку наличия и правильности упаковки вентилей в корпус - проверка 8 Packaging consistency check (проверка упаковки).
В случае наличия в .nlt или .xnl ошибок, приводящих к некорректности дальнейшей обработки, конструктор должен сообщить об этом разработчику электрической схемы. Разработчик должен устранить указанные ошибки и передать конструктору новый вариант .nlt или .xnl файла (и .sch файла).
5.1.2.Программа PCFORM обеспечивает проверку наличия и правильности задания в компонентах атрибута PRT.
Наличие у КАЖДОГО компонента РЭУ PRT атрибута является обязательным условием для дальнейшей обработки.
Наличие в электрической схеме определенного количества компонентов периферии и правильность задания их опорных имен также является обязательным условием правильного получения БД РЭУ.
Входным файлом для программы PCFORM является файл списка цепей в двоичном виде (.NLT и .XNL). В результате для выполнения проверки сформировать файл отчета (.MAT) - список компонентов по опорным именам, который можно вывести на экран или принтер, для этого на запросы программы указать:
