Проектирование и анализ электронных схем

Проектирование и анализ электронных схем [c.228]

Пакеты прикладных программ щя проектирования оптических схем располагают как банками структур, так и банками данных личные архивы оптических схем, каталоги стекла [ 13]. Аналогичное информационное обеспечение имеется в пакетах прикладных программ для анализа электронных схем. [c.140]

Применение АОП позволяет комплексно решать задачи автоматизации проектирования, в том числе машинного моделирования, анализа и оптимизации электронных схем, конструкторско-технологического проектирования, программного обеспечения производства. [c.54]

В книге изложены результаты исследований авторов в области постановки и решения задач оптимизации при схемотехническом проектировании электронных схем. Освещена сущность и основные особенности проектирования электронных схем как в дискретном, так и интегральном исполнении. Проанализированы возможности решения различных задач, возникающих на этапе схемотехнического проектирования электронных схем, с помощью ЦВМ. Описаны различные критерии оптимальности и способы постановок задач оптимизации в электронике. Изложены машинно-ориентированные модели компонентов и наиболее перспективные методы моделирования схем. Даны перспективные методы анализа электронных схем и определены области их предпочтительного применения. Проанализирован ряд методов оптимизации для целевых функций, обладающих гребневым характером. Значительное место уделяется одной из наиболее важных задач схемотехнического проектирования — задаче расчета параметров компонентов, сформулированной в виде задачи нахождения максимума функции минимума. Рассмотрены алгоритмы решения задачи расчета параметров компонентов, основанные на свойстве дифференцируемости функции минимума по направлению. Приводится проекционный алгоритм решения этой задачи, в котором уравнения гребня в виде ограничений типа равенств формируются в процессе поиска. Результаты теоретических исследований иллюстрируются большим количеством примеров и рисунков. [c.2]

Трудности решения экстремальных задач в схемотехническом проектировании объясняют то обстоятельство, что первые результаты в области оптимизации электронных схем с помощью ЦВМ были получены сравнительно недавно и еще не нашли достаточного отражения в литературе. Эти результаты, с одной стороны, базируются на достижениях в области математического программирования, с другой стороны,— на достижениях в области теории машинного анализа электронных схем. [c.3]

Итак, анализ электронных схем позволяет оценить работоспособность схемы в некоторой окрестности отображающей точки. Можно выполнить анализ схемы в окрестностях нескольких отображающих точек. Появляется возможность сравнивать работоспособность схемы в этих нескольких точках пространства X и выбирать лучшую из просмотренных точек. Тем самым мы подошли к рассмотрению важнейшей экстремальной задачи схемотехнического проектирования — расчету оптимальных значений параметров компонентов. Очевидно, что первая проблема, возникающая при постановке этой задачи, заключается в конкретизации понятия лучшая точка, т. е. в выборе критерия оптимальности и способа его количественной оценки. Эта количественная оценка называется целевой функцией (или функцией качества). Ее аргументами являются параметры компонентов, подлежащие расчету. В оптимальной точке, которую обозначим X, целевая функция должна принимать экстремальное значение. Таким образом, наша цель заключается в поиске [c.25]

В автоматическое или машинное проектирование входят следующие основные работы и операции представление исследуемой физической системы в виде модели, ее анализ, изображение в некотором представлении этой модели и результатов вычислений, связанных с ней, а также формирование, аннулирование и изменение ее отдельных элементов. При этом физическая система может моделироваться с любой степенью глубины и точности. Например, при анализе электронных схем может удовлетворять модель с сосредоточенными постоянными, соответствующая функционально-электрической схеме. В свою очередь можно представить характеристики поведения каждого элемента схемы уравнениями или эмпирическими зависимостями с любой степенью точности. Очевидно, что моделировать следует лишь существенные характеристики системы. Например, если в форме аналитических уравнений накапливается информация о форме корпуса корабля, то вряд ли имеет смысл хранить данные о материале, из которого этот корпус сделан, удельном весе этого материала или его цвете. Концепции моделирования с помощью ЭВМ в этом плане ничем не отличаются от общих концепций моделирования, повседневно используемых при проектировании и инженерных исследованиях. [c.100]

В книге рассматривается процесс проектирования электронных схем в дискретном и интегральном исполнении, дается характеристика отдельных этапов проектирования и возникающих при этом задач, содержатся необходимые сведения о методах, алгоритмах и программах различных видов анализа. Выделяются экстремальные задачи, рассматриваются возможные критерии оптимизации, приводится математическая формулировка экстремальных задач. Главное внимание уделяется важнейшей задаче схемотехнического проектирования — расчету параметров компонентов. В заключение приводятся алгоритм и блок-схема программы расчета параметров компонентов (РОК) и примеры решения конкретных задач. [c.4]

В данной главе рассматривается процесс проектирования электронных схем, основное внимание уделяется этапам схемотехнического проектирования. Подчеркиваются особенности проектирования интегральных схем. Выполненный в главе анализ задач, возникающих на различных этапах проектирования, позволяет произвести их классификацию, оценить возможности их решения различными методами, выделить те задачи, для которых целесообразно использовать машинные методы решения. Такой анализ необходим для понимания последующей математической формулировки этих задач и установления требований к методам и алгоритмам их машинного решения. [c.9]

Основные трудности при практической реализации машинных методов заключаются в больших значениях Гм, особенно при решении задач проектирования нелинейных электронных схем. Действительно, известно большое количество методов решения систем уравнений (1.8 а) и методов поиска экстремума, реализованных в подпрограммах общего математического обеспечения ЦВМ. Многие из этих методов принципиально могут дать решение задачи анализа или оптимизации электронной схемы, но, как правило, с неприемлемо большими затратами машинного времени. Оценки Гм, выполненные для случая использования некоторых популярных в вычислительной практике методов решения дифференциальных уравнений и методов оптимизации, дают значения в несколько сотен, тысяч и миллионов часов машинного времени для решения задачи расчета оптимальных значений параметров пассивных компонентов. Отсюда ясно, что основным требованием к методам и алгоритмам машинного проектирования электронных схем является требование минимизации затрат машинного времени при приемлемой степени универсальности и точности решения. В настоящее время разработаны методы и алгоритмы, ориентированные на машинное решение схемотехнических задач, приводящие к меньшим затратам времени на проектирование большинства схем, чем при использовании экспериментальных методов. [c.33]

При проектировании электронных схем их анализ желательно производить в условиях, максимально приближенных к реальным, т. е. в условиях возможно более точного отображения свойств входных сигналов и нагрузки. Тогда топологические уравнения должны описывать всю разветвленную цепь, что при больших коэффициентах разветвления выливается в чрезмерно громоздкую ММС. Задачу удается сушественно упростить, если любую совокупность одинаковых подсхем, находящихся в идентичных условиях возбуждения и работающих на одинаковую нагрузку, при моделировании представлять одной подсхемой с введением в уравнения (3.66) соответствующих коэффициентов разветвления. Коэффициент разветвления Пх ветви будем отождествлять с коэффициентом разветвления Лi подсхемы ПСг, если ветвь X) относится к ветвям ПС,-. Тогда для разветвленных схем уравнения ЗТК записываются в виде [c.74]

Задачи проектирования электронных схем, являясь частным случаем задач технического проектирования, имеют специфические особенности. Эти особенности проявляются прежде всего на этапах синтеза структуры и формирования математической модели и, в меньшей степени, на этапе решения уравнений, т. е. на этапе анализа. На этапе поиска оптимальных значений параметров специфические особенности проектирования электронных схем отступают на второй план. При этом в постановке и решении экстремальных задач в электронике и других областях техники оказывается больше общих черт, чем различий. Основными общими чертами оказываются [c.233]

Книга посвящена актуальным проблемам автоматизации схемотехнического проектирования с помощью ЭВМ. Рассмотрены методы автоматического построения математических моделей электронных схем, численные методы решения задачи анализа, методы оптимального проектирования и теории параметрической чувствительности схем как основы задачи оптимизации. Основное внимание уделено современным математическим методам узловому методу построения модели, неявным методам численного интегрирования, использованию разреженности матрицы узловых проводимостей, методам решения задачи нелинейного программирования. Эти методы реализованы в программах проектирования биполярных и МДП-интегральных схем. Приводятся тексты программ и контрольные примеры. [c.232]

Автоматизация схемотехнического проектирования предполагает решение на ЭВМ задач выбора конфигурации электронной схемы (структурный синтез) предварительного расчета параметров элементов схемы на основе упрощенных формул и соотношений определения выходных параметров схемы в зависимости от изменения внутренних и внешних параметров (одновариантный и многовариантный анализ) определения значений внутренних параметров схемы, обеспечивающих наилучшие значения выходных параметров (параметрическая оптимизация). Автоматизированное решение задач анализа и оптимизации основано на инвариантных методах и алгоритмах (см. гл. 2, 3). Специфика математического обеспечения схемотехнического проектирования проявляется в моделировании элементов электронных схем и анализе конкретных типов проектируемых схем. [c.128]

Основу математического обеспечения для автоматизации проектирования электронных схем составляют методы и алгоритмы анализа схем. При разработке подсистем анализа для конкретных типов проектируемых схем необходимо учитывать их специфику и ориентироваться на основные направления развития электронной техники. [c.141]

Ошибки схемотехнического характера связаны с неадекватностью параметров электронных компонентов и паразитными эффектами. Паразитные элементы распознаются путем выявления определенных сочетаний конфигураций в разных слоях топологии БИС и анализа их взаимного расположения (перекрытий на заданную величину, вложений и т. п.). После установления соответствия исходной электрической схемы схеме, восстановленной по топологии БИС, рассчитываются параметры компонентов электрической схемы и паразитные элементы. Параметры компонентов рассчитываются по известной конфигурации (форма и взаимное расположение областей эмиттера, базы и коллектора) и геометрии (размеры активных областей) каждого компонента. 11а-раметры паразитных емкостей рассчитываются по известной площади и периметру областей, а также по площади перекрытия областей для каждой емкости. Полученные данные передаются в подсистему схемотехнического проектирования для окончательного анализа и верификации электрической схемы БИС. [c.220]

Очень большое значение в современной дефектоскопии имеет методология выделения полезного сигнала. Эти вопросы с достаточной полнотой рассмотрены в гл. 7. Глава хорошо написана, содержит очень ценный материал и, несомненно, вызовет большой интерес у читателей. По-видимому, следует сделать только два дополнения. Во-первых, вслед за созданием методов обработки информации, в наибольшей степени приспособленных для использования ЭВМ, возникает задача более полного ис пользования ЭВМ при проектировании соответствующих дефектоскопов. В машинных методах проектирования, вообще говоря, могут использоваться широко известные приемы машинного проектирования электронных схем. Специфичность задачи здесь состоит в разработке методов перехода от свойств сигналов к структуре прибора. В- работе [23] приведено использова-ние для этой цели факторного анализа, а в работе [24] — сочетания методов экстремального планирования экспериментов и быстрого преобразования Фурье. Во-вторых, дефектоскопические сигналы стремятся снабдить такими признаками, чтобы для их выделения можно было использовать устройства, основанные на теории корректирующих кодов. В этом направлении уже созданы в СССР образцы дефектоскопов [25, 26]. [c.12]

Анализ механизма состоит в исследовании кинематических и динамических свойств механизма по заданной его схеме, а синтез механизма — в проектировании схемы механизма по заданным его свойствам. Следовательно, всякая задача синтеза механизма является обратной по отношению к задаче анализа. Разделение теории механизмов на анализ и синтез носит услов-Е[ый характер, так как выбор схемы механизма и определение его параметров часто выполняются путем сравнительного анализа различных механизмов для воспроизведения одних и тех же движений. Этот сравнительный анализ возможных вариантов механизма составляет теперь основу методов синтеза с использованием электронных вычислительных машин (ЭВМ). Кроме того, в процессе синтеза механизма приходится выполнять проверочные расчеты, используя методы анализа. Тем не менее методически удобно различать задачи анализа и синтеза механизмов, так как это разделение позволяет объединять задачи теории механизмов в однородные группы по признаку общности методов. [c.11]

Проблема управления машинами-автоматами комплексна. Общая теория управления может быть создана лишь на основании сочетания методов кибернетики, теории вычислительных автоматов и теории информации. Она представляет собой совокупность теоретических основ построения логических и структурных схем машин-автоматов и методов анализа и проектирования устройств и систем передачи, преобразования и использования информации. При проектировании этих устройств должны широко сочетаться методы проектирования механизмов, содержащих жесткие и упругие звенья и связи, методы проектирования электронных, электрических, пневматических и гидравлических устройств с методами теории автоматического управления. Особое развитие должны получить разделы, связанные с применением цифровых систем и устройств в цепях управления машин-автоматов, поскольку системы управления, построенные на принципах дискретного задания программы, уже в настоящее время получили широкое применение в практике автоматостроения и имеют весьма большие перспективы для дальнейшего развития. [c.392]

Непрерывные ММ и используемые для их анализа методы вычислительной математики получили широкое распространение в САПР различных отраслей промышленности. Они составляют основу МО подсистем функционального проектирования металлообрабатывающих станков, кузнечно-прессового оборудования, электрических машин, двигателей внутреннего сгорания, турбин и других объектов транспортного, энергетического и химического машиностроения. В радиоэлектронной промышленности непрерывные ММ применяются в подсистемах проектирования электронных компонентов, фрагментов БИС, источников питания, радиотехнических схем и систем. В САПР ЭВМ непрерывные ММ используются для проектирования элементной базы, анализа тепловых режимов, электромеханических периферийных устройств, вторичных источников питания. [c.23]

Поскольку в состав системы входят также срелства для анализа и оптимизации электронных схем и проектирования устройств на ПЛИС, Or AD признана системой сквозного проектирования радиоэлектронной аппаратуры. [c.141]

Примером отечественных программ схемотехнического анализа могут служить версии программ ПА версия ПА7 [31], в которой наряду с видами анализа, обычными для программ анализа электронных схем, реализовано многоаспектное моделирование механических, гидравлических, тепловых процессов, и последняя версия ПА9, написанная на языке Java и ориентированная на использование в распределенных системах проектирования. [c.145]

С помощью ряда редакторов, имеющихся в Or AD, выполняется интерактивное проектирование печатных плат. Имеются программы размещения компонентов, автотрассировки проводников и создания управляющих файлов для фотоплоттеров. В состав системы входят также средства для анализа и оптимизации электронных схем и проектирования устройств на ПЛИС. Поэтому система Or AD признана как система сквозного проектирования РЭА. [c.232]

В этом разделе описывается язык автоматизированного проектирования электронных схем NETWORK- lab, значительно расширяющий возможности известного пакета MATLAB. Описываемый язык разработан для исследования схем по постоянному и переменному току, анализа узловой проводимости, построения переходных процессов, в том числе в пространстве состояний а также для исследования чувствительности и нелинейных эффектов. Кроме того, имеется возможность аппроксимации и синтеза фильтров. [c.74]

После анализа ПЗ с учетом элем(1нтн0й базы проектант строит структурную схему объекта проектирования для системотехнического уровня. При зтом многомерный электронный тракт воспроизводится одним каналом в предположении, что все остальные каналы идентичны использование цифровой и аналого-цифр эвой обработки сигнала учитьшается введением запаздьтающего звена с передаточной функцией W (р) = [c.144]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...