CC BY
0УДК 004.896 Остроух К.А., Пикулева А.Г.
Остроух К.А.
магистрант кафедры конструирования радиоэлектронной аппаратуры Ижевский государственный технический университет им. М.Т.Калашникова (г. Ижевск, Россия)
Пикулева А.Г.
магистрант кафедры конструирования радиоэлектронной аппаратуры Ижевский государственный технический университет им. М.Т.Калашникова (г. Ижевск, Россия)
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Аннотация: в работе рассматриваются возможности систем автоматизированного проектирования, осуществляется сравнительный анализ, и на основе полученных данный выбирается лучшая система для осуществления деятельности, направленной на конструирования электронных средств.
Ключевые слова: системы проектирования, конструирование, автоматизация.
Для получения знаний о проектировании, моделировании и выпуске конструкторской документации на кафедре «Конструирование радиоэлектронной аппаратуры», в процессе обучения студентов, используют следующие пакеты программ:
1. ОгСАО - система для проектирования электронных устройств, включающая инструменты для создания схем, моделирования и анализа, а также для проектирования печатных плат,
2. Altium Designer - комплексная система для проектирования печатных плат, включающая в себя инструменты для создания схем,
3. Micro-Cap. Программа позволяет анализировать и моделировать сложные электрические схемы, включая аналоговые и цифровые компоненты,
4. P-CAD - это САПР электроники, включает в себя два основных модуля: для создания принципиальных электрических схем и для проектирования печатных плат.
5. Delta Design - это первая современная отечественная САПР. Delta Design предлагает полный цикл разработки плат.
Выполним сравнительный анализ относительно пакетов программ. Выбор конкретной системы зависит от специфики проекта и требований к функциональности. Важно провести детальное исследование возможностей каждой системы, чтобы определить наиболее подходящую. Выделим преимущества и недостатки каждой из программ:
Сравнение произведем по следующим функциональным возможностям программ:
1. Редактор схем.
2. Проектирование печатных плат.
3. Синхронизация данных между принципиальной схемой и печатной платой,
4. Возможность создания и ведения баз электронных компонентов:
4.1 Редактор библиотек,
4.2 Редактор элементов,
4.3 Создание моделей элементов.
5. Обработка ошибок - в случае если в схеме имеются ошибки, на экран выводится сообщение о наличии ошибок, а в текстовый файл их перечень,
6. Просмотр и обработка результатов моделирования,
7. Создание профиля моделирования - возможность создания нескольких профилей моделирования для модели схемы,
8. Выбор необходимых видов анализа схемы в процессе моделирования:
8.1 Анализ по постоянному току - позволяет получить характеристики схемы при изменении источников напряжения, источников тока, глобальных параметров схемы, параметров модели и температуры элементов,
8.2 Анализ по переменному току - предназначен для расчета частотных характеристик схемы,
8.3 Анализ шумов - позволяет рассчитать входную и выходную спектральные плотности шумов,
8.4 Анализ переходных характеристик - позволяет исследовать поведение схемы во времени при изменении входного сигала,
8.5 Фурье - анализ - позволяет осуществить разложение функций, полученных в результате переходного процесса в ряд Фурье,
8.6 Параметрический анализ - это метод исследования поведения схемы путем изменения оного или нескольких ее параметров и наблюдения за изменениями в выходных характеристиках,
8.7 Температурный анализ - позволяет осуществить расчет схемы при разных температурах окружающей среды,
8.8 Анализ разброса параметров методом Монте - Карло - способ оценки влияния неопределенности в значениях параметров компонентов семы на ее характеристики,
8.9 Анализ чувствительности - помогает определить количество компонентов схемы, влияющих на выходной сигнал,
8.10 Анализ характеристик - представляет собой отдельную область и позволяет сравнить характеристики семейства кривых схемных функций,
8.11 Анализ устойчивости схемы - это процесс изучения способности схемы сохранять свои рабочие характеристики в условиях внешних воздействий или изменении параметров компонентов,
8.12 Параметрическая оптимизации схемы - автоматическая настройка требуемых характеристик схемы с помощью варьирования параметров моделей,
9. Выпуск конструкторской документации,
10. Формирование 20/30 документов,
11. Соответствие ГОСТ стандартам,
12. Язык интерфейса - русский,
13. Возможность получения лицензионного пакета программ для Российской Федерации.
Мы определили множество необходимых возможностей систем автоматизированного проектирования. Для удобства проведения сравнительного анализа составим таблицу с данными критериями для каждого из пакета программ (таблица 1).
Таблица 1. Сравнительный анализ САПР.
Возможности программы ОгСЛО ЛШиш Бев1§пег Млсго-Сар Р-СЛ0 БеИа
1 2 3 4 5 6
1. Редактор схем. Разработка
схемы электрической + + + + +
принципиальной
2. Проектирование печатных плат + + - + +
3. Синхронизация данных
между принципиальной схемой и + + - + +
печатной платой
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6
4. Возможность создания и ведения баз электронных компонентов: + + + + +
4.1 Редактор библиотек + + + + +
4.2 Редактор элементов + + + + +
4.3 Создание моделей элементов + + + - +
5. Обработка ошибок + + + + +
6. Просмотр и обработка результатов моделирования: + + + + +
7. Создание профиля моделирования + - + - +
8. Выбор необходимых видов анализа схемы + + + + +
8.1 Анализ по постоянному току + + + + +
8.2 Анализ по переменному току + + + + +
8.3 Анализ шумов + + + + +
8.4 Анализ переходных характеристик + + + + +
8.5 Фурье - анализ + + + + +
8.6 Параметрический анализ + + + + +
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6
8.7 Температурный анализ + + - + +
8.8 Анализ разброса параметров методом Монте - Карло + + + + +
8.9 Анализ чувствительности + + + + +
8.10 Анализ характеристик + + + - +
8.11 Анализ устойчивости схемы + - + + +
8.12 Параметрическая оптимизация схемы + - + - +
9. Выпуск конструкторской документации + + - + +
10. Формирование 2Б/3Б документов - + - + +
11. Соответствие ГОСТ стандартам - - - - +
12. Язык интерфейса -Русский - - - - +
13. Возможность получения лицензионного пакета программ для Российской Федерации + - - - +
Опираясь на данные, указанные в таблице 1, можно сделать вывод, что оптимальная система автоматизированного проектирования для студентов, проходящих обучение на кафедре «Конструирование радиоэлектронной аппаратуры» является Delta Design. Данная программа обладает всеми необходимыми функциями для создания электрических схем, что делает её наиболее подходящей для обучения студентов. Кроме того, Delta Design позволяет осуществлять выпуск полного комплекта конструкторской
документации и формировать данные для изготовления изделия, что является важным преимуществом для будущей профессиональной деятельности выпускников [5].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Delta Design. Руководство пользователя. Система аналогового моделирования SimOne / компания ЭРЕМЕКС, 2024 - 311 с;
2. Основы компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных средств в среде Micro-Cap: метод. Указания к лабораторным работам/ сост. А.Н. Копысов, Е.М.Зайцева. Ижевск, 2013. - 66 с,
3. Сабунин А. Е. Altium Designer: Новые решения в проектировании электронных устройств. М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2009. 432 с. (Серия «Системы проектирования».);
4. Система P-CAD 2000. Справочник команд. Разевиг В. Д. - М.: Горячая линия — Телеком, 2001. — 256 с;
5. OrCAD 17.2. Анализ и проектирование электронных устройств. Учебное пособие для вузов / Алехин В.А.- М.: Горячая линия - Телеком, 2018. - с. Рецензенты: доктор технических наук, профессор М.Л. Белов, доктор технических наук, доцент Д.А. Перепёлкин
Ostrouh K.A., Pikuleva A. G.
Ostrouh K.A.
Kalashnikov Izhevsk State Technical University (Izhevsk, Russia)
Pikuleva A.G.
Kalashnikov Izhevsk State Technical University (Izhevsk, Russia)
COMPARATIVE ANALYSIS OF COMPUTER-AIDED DESIGN SYSTEMS
Abstract: in this paper the possibilities of computer-aided design systems are considered, a comparative analysis is carried out, and on the basis of the obtained data the best system is chosen for the implementation of activities aimed at the design of electronic devices.
Keywords: design systems, electronic design, OrCAD, Altium Designer, P-CAD, Micro-Cap, Delta Design.
