Разработка конструкции и технологии изготовления модуля управления тепловыми процессами

Процесс проектирования ПП состоит  из нескольких этапов. На каждом из них  используется отдельные программы  системы PCAD. Перейдем к краткому описанию основных этапов проектирования ПП.

Этап 0. Перед началом разработки ПП должны быть созданы библиотеки символов компонентов РЭА для создания принципиальных электрических схем (файлах с расширением .sym) с помощью программы Symbol Editor, библиотеки их корпусов (в файлах .prt ) и стеков (этажерок) контактных площадок (в файлах .ps) с помощью программы Part Editor. Файлы отдельных компонентов целесообразно объединить в библиотечные файлы .slb и .plb с помощью программы Library Maintenance.

Этап 1. Создание базы данных принципиальной электрической схемы с помощью Schematic Editor (в файле с расширением .sch) и проверка схемы с помощью Electrical Rules Check.

Этап 2. Схематическое моделирование с помощью программ Design Center, Viewlogic и др.

Этап 3. Создание файла базы данных ПП в автоматическом режиме (имеющих расширение .pcb или .pkg) двумя способами :

а) на основе информации , содержащийся в файлах списка соединений , составленных по принципиальной электрической схеме (.nlt или .xnl), и файле перекрестных ссылок .fil , а также файла конструктива ПП .pcb.

б) на основе текстового файла с  расширением .alt , в котором пользователь описывает состав проектируемой ПП (при этом чертеж принципиальной схемы не создается). Такой способ применяется крайне редко.

Этап 4. Размещение компонентов на ПП вручную, автоматически или интерактивно с помощью графического редактора PCB Editor. В последних двух случаях можно предварительно в ручную расставить компоненты на ПП и трассировать шины питания и «земли».

Этап 5. Трассировка соединений с помощью программы Autorouter или вручную с помощью программы PCB Editor.

Этап 6. Работа со вспомогательными программами (утилитами) для верификации ПП , сопоставление чертежей принципиальных электрических схем и ПП и внесение в них изменений, выпуск текстовых отчетов.

Этап 7. Выпуск кострукторско - технологической документации.

 

Максимальное количество компонентов  в проекте	32000
Максимальное количество цепей  в проекте	64000
Максимально допустимое число выводов  компонента в проекте.	250000
Максимальное количество выводов  на один компонент	5000
Максимальное количество вентилей в компоненте	5000
Максимальное количество типов  вентилей в компоненте	9
Расположение ЗРИ на плате	двустороннее
Максимальный размер платы, если разработка ведется: в английской системе измерения	20 000х20 000
В метрической системе измерения	200х200м
Число типов КП и переходных отверстий	не более 255
Число символов в имени  ЭРИ	не более 8
Максимальное число слоев трассировки	32
Максимальное число вершин полигонов	10000
Точность задания координат  и размеров на плате: В английской системе измерения.	0,01 мил =0,00001"
В метрической системе измерения	0,1 мкм=0,0001 мм

 

4.7.1. Общие принципы  работы с графическим редактором  принципиальных схем и символов компонентов.

Графический редактор принципиальных схем и символов компонентов (PC-CAPS) имеет два режима. В режиме Schematic Editor (детальный режим - Detail Mode. DETL) создаются/редактируются принципиальные электрические схемы: при этом меню команд окрашено в черный цвет. В режиме Symbol Editor (символьный режим - Symbol Mode, SYMB) создаются/редактируются символы компонентов принципиальной схемы: при этом меню команд окрашено в красный цвет. В детальный режим редактор переходит после его загрузки из пункта основной оболочки Schematic Tools/Schematic Editor, в символьный - из пункта Library Manager/Symbol Editor. Из детального режима в символьный и наоборот также можно перейти по команде Environment/Symbol (Detail) Mode.

После загрузки графического редактора  экран дисплея форматируется и разбивается на несколько зон. Окно построения чертежа может быть размечено координатной сеткой, если она включена. Зона меню команд, предназначенная для команд графического редактора, расположена справа от окна и внизу под ним. Команды выбираются щелчком левой кнопки мыши. Расположенные справа команды имеют подкоманды, список которых выводится на экран после выбора основной команды. Строка сообщений располагается ниже горизонтальной строки команд; в ней выводятся запросы значений различных числовых и текстовых параметров, а также сообщения об ошибках. На двух нижних строках (назовем их строками состояний) выводится информация о текущих параметрах активной команды, значения которых можно изменять щелчками мыши и вводом новых числовых значений по дополнительным запросам системы.

Построение чертежа. Оно выполняется с помощью манипулятора мышь, перемещаемого по горизонтальной поверхности рабочего стола; при этом на экране дисплея синхронно перемещается курсор в виде креста. Манипулятор мышь имеет две или три кнопки. Чаще используется двухкнопочный режим работы манипулятора. Левая кнопка (кн. 1) предназначена для выбора команды или местоположения курсора на экране (термин "выбор" означает однократное нажатие кн. 1 - щелчок). Правая кнопка (кн. 2) служит для отмены команды или предыдущего режима выбора в сложных командах (например, при выборе объекта для перемещения на чертеже нажимается кн. 1, а для отмены режима перемещения - кн. 2). Левую кнопку мыши дублирует клавиша [Пробел] или [Enter], а правую - [Esc]. В трехкнопочных манипуляторах нажатие кн. 3 разворачивает меню команд в любой точке окна построения чертежа (при использовании двухкнопочных манипуляторов можно делать то же самое no [Ctrl]+[KH.2].

 Меню графических редакторов системы МО 8.5 может принимать 3 вида:

1) Меню обычного вида (•MnPl.ll)4;

2) В меню стиля •MnBtn работают только с одним подменю - после выбора какой-либо команды основного меню на его место выводится подменю (тогда оно не закрывает поле чертежа); возвращение в основное меню производится выбором строки Main Menu;

3) В меню стиля •MnOff выключается вертикальное меню команд, освобождая всю ширину экрана для работы над проектом. Меню команд активизируется нажатием кн. 3 мыши, а в двухкнопочных манипуляторах - [С1г1]+[кн. 2]. К меню обычного вида переходят нажатием кн. MnPul на строке состояний.

Координатная сетка на экране упрощает процесс построения чертежа и повышает точность позиционирования. Шаг координатной сетки, координаты курсора в области построения чертежа, толщина линий и высота символов текста измеряются в условных единицах базы данных DBU ( data base unit). В системе P-CAD используются две системы единиц: английская (English unit) и метрическая (metric unit).

Примечание. В английской системе единиц все размеры указываются в единицах базы данных, которая в редакторе PC-CAPS составляет 0,01". Однако при выводе размеров в метрической системе авторы P-CAD 8.5 непоследовательны: координаты курсора на экране, ширина линий и высота текста указываются в миллиметрах, а при настройке конфигурации и в сообщениях об ошибках размеры указываются в единицах базы данных, которая в этом редакторе составляет 0,1 мм.

При вызове графического редактора  без загрузки файла схемы или  символа устанавливается английская система единиц, переход в метрическую  выполняется по команде Environment/Change Units. В то же время при загрузке существующей базы данных автоматически устанавливается система единиц, в которой она создана.

Шаг координатной сетки по осям Х и Y показан в поле Grd. Текущие координаты курсора указываются в поле XY. Размер фрагмента чертежа, выводимого на экран дисплея, зависит от масштаба изображения, устанавливаемого командами Zoom In, Zoom Out, View Window.

Структура слоев чертежа. В схемном графическом редакторе полная информация о чертеже заносится в 18 слоев, устанавливаемых по умолчанию. На каждой фазе работы с графическим редактором необходима не вся имеющаяся информация, поэтому часть слоев делают невидимыми.

Информация о слоях  выводится по команде View Layer. Всего поддерживается до 100 различных слоев. Слои могут быть окрашены в любой из 16 цветов. Номера слоев используются также для назначения соответствующего пера плоттера. Каждый слой имеет одно из трех состояний (статусов): OFF - слой не видим и недоступен для редактирования; ON - слой видим, но недоступен для редактирования;

ABL - слой видим и может стать активным (доступным для редактирования) в режиме ABL А.

Состояние слоя и его цвета изменяются по команде View Layer. Из состояния ABL в активное состояние ABL А слой переводится по этой команде вручную. Однако если при настройке конфигурации установлен режим Auto Layer Change, то некоторые слои активизируются автоматически при выборе соответствующей команды.

4.7.2. Создание символов компонентов

 

База данных символа компонента принципиальной электрической схемы  создается после перехода в Symbol Mode редактора Schematic Tools по команде Environment/Symbol Mode или. что более правильно, выбором режима Library Manager и, далее. Symbol Editor. Она состоит из условного графического обозначения (УГО) компонента и дополнительной информации. УГО дискретных компонентов выполняются по ГОСТ 2.751-73, ГОСТ 2.702-75 и ГОСТ 2.708-81, а цифровых и аналоговых интегральных схем (ИС) по ГОСТ 2.743-82 и ГОСТ 2.759-82 [21-22]. Рассмотрим сначала последовательность операций по созданию символов однородных ИС, затем неоднородных ИС и дискретных компонентов.

а) Символы однородных интегральных схем.

Однородные ИС состоят из однотипных вентилей, например цифровая ИС 564ЛА7 состоит  из четырех логических элементов 2И-НЕ.

Подготовительные операции. По умолчанию в графическом редакторе устанавливается английская система единиц. Для перехода к метрической системе активизируется команда Environment/Change Units и в ответ на запрос в строке сообщений выбирается ответ Yes (напомним, что термин "выбор" означает подведение курсора к нужной строке и нажатие кн. 1 мыши). Заметим, что изменять систему измерения следует только в пустой базе данных, до создания любого элемента символа компонента.

Ввод рисунка контура  элемента. Он выполняется по командам меню Draw. На строке состояний устанавливаются параметры: GATE - имя слоя, в который заносится рисунок контура компонента;

•Solid - проведение сплошной линии;

•Orth - проведение перпендикулярных отрезков линий (при необходимости рисования линий под произвольными углами устанавливается параметр Any или Diag);

Wid:0 - минимальная ширина линии (ее фактическая ширина определяется аппаратными характеристиками используемого оборудования). Ширина линии задается в единицах базы данных в пределах Wid:1 ... Wid:250;

Grd: 2.5:2.5 - шаг координатной сетки (такой шаг удобен при создании УГО цифровых микросхем, что в метрической системе соответствует шагу сетки 5 мм);

•ShwGrd - включение сетки (прямоугольник зачернен);

•SnpGrd - позиционирование курсора в узлах координатной сетки (прямоугольник зачернен). На слое GATE вводятся основные и дополнительные поля, линии выводов, указатели выводов и разделители зон. Высота УГО ИС кратна постоянной С/2, где С не менее 5 мм. При этом расстояние между горизонтальной стороной прямоугольника и ближайшей линии вывода и кратно С/2, а расстояния между линиями выводов кратно С. При разделении групп линий выводов интервалом его величина не менее 2С и кратна С. Ширина УГО определяется наличием дополнительных полей, количеством знаков текстовых обозначений на них и размером шрифта. Ширина дополнительных полей не менее 5 мм. Рекомендуется задавать все геометрические размеры кратными 5 мм. Выполнение этой рекомендации позволит быстро и безошибочно создавать электрические схемы.

Ввод текстовых обозначений. Он осуществляется по команде Draw/Text, перед выполнением которой на строках состояний рекомендуется установить следующие параметры: GATE - имя слоя;

Size:4.0 - высота текста 4 мм (минимальный размер 0,2 мм, максимальный - 500 мм); высота 4 мм оптимальна при минимальном шаге между выводами ИС 5 мм с учетом принятых по умолчанию параметров масштабирования текста в программе Hardcopy;

Обычно на символе ИС в слое GATE текстом указываются обозначения ее функции. На рис. 1.3. в качестве текстовой информации указан символ функции RG. Серия ИС, в рассматриваемом примере 564, может указываться на специально созданном пользователем слое, например SERIA, а подгруппа, вид - на другом слое TYPE. Подгруппу, вид и серию ИС удобно помещать на разных слоях, чтобы иметь возможность выводить на чертеж только ту информацию, которая необходима в данный момент, погасив отдельные слои.

На слое DEVICE, кроме того, вводится имя компонента, соответствующее имени файла без расширения .sym. Это имя в дальнейшем может использоваться в режиме Library Maintenance для создания подобных компонентов (команда Alias).

Строка текста может состоять из символов основной таблицы ASCII (символы с десятичными кодами 0...127). В их число входят большие и малые буквы латинского алфавита, цифры, математические символы, знаки препинания. Буквы кириллицы в системе P-CAD могут встречаться в текстовой информации и атрибутах, введенных пользователями; однако пока в системе P-CAD 8.5 это не реализовано. Имена компонентов, а также имена цепей, имена выводов, позиционные обозначения компонентов и стандартные атрибуты (см. ниже) символы кириллицы содержать в принципе не могут.

Обозначения выводов  компонентов. По команде Enter/Pin система сначала запрашивает место расположения вывода

Select pin location:

(Выберите место расположения  вывода)

и выводит строку состояний, а. Перед тем, как курсором отметить точку расположения вывода, необходимо отредактировать параметры (атрибуты) строки состояний. Слой PINCON, на котором располагается изображение выводов, устанавливается автоматически. Далее в строке состояний указывается тип вывода: IN - вход. OUT - выход. I/O - двунаправленный вывод, ОС - открытый коллектор, ОЕ - открытый эмиттер, TRI - выход с тремя состояниями, AN - аналоговый выход, 7... 15 - зарезервированы для будущего использования. Затем редактируется шаг координатной сетки, флаги включения координатной сетки BShwGrd и дискретности перемещения курсора SnpGrd. Заметим, что тип вывода может быть изменен позднее с помощью команды Enter/Ref. Des. & Section. Информация о типе выводов используется в программе Electrical Rules Check для диагностики ошибок в схеме. После установки атрибутов курсор подводится к концу вывода и нажимается кн. 1, после чего выбранная для вывода точка помечается на экране крестиком синего цвета (цвет слоя PINCON). Далее на строках сообщений появляется запрос о выборе расположении имени вывода