Владислав Суходольський (CSoft-Бюро ESG, фахівець з Altium Designer і P-CAD, доцент кафедри мікрорадіоелектронікі і технології радіоапаратури СПбГЕТУ «ЛЕТІ»)
Одним з найважливіших вимог, які пред'являються до програмних засобів САПР в вітчизняних проектних організаціях, є можливість виконання документів проекту відповідно до вимог стандартів ЕСКД.
В даний час проектування виконується переважно засобами САПР, операції ручної обробки витісняються обробкою на программноуправляемих верстатах, фотошаблони виконуються на программноуправляемих фотоплоттера. Це дозволяє організувати, в принципі, повністю бездокументарній виробництво друкованих плат або розробити систему стандартів, які регламентують правила виконання конструкторських документів і відображають або навіть випереджальних досягнутий рівень автоматизації проектування і виробництва.
Проте на виробництві досі для виготовлення і контролю будь-яких виробів, для визначення відповідальності в разі шлюбу і для вирішення спірних ситуацій потрібні конструкторські документи по ЕСКД.
Головне в цих нововведеннях - юридичне закріплення таких основних положень:
- наявність двох форм КД - традиційної (паперової) і електронної (безпаперової) з можливістю їх паралельного існування;
- рівноправний статус цих двох форм документації і можливість їх перетворення один в одного;
- введення в ЕСКД нових сутностей і видів конструкторських документів і їх визначення на основі поняття електронної структури виробу:
- електронна структура вироби (дерево складу виробу),
- електронна модель як узагальнене поняття (математична, геометрична, топологічна і т.п.),
- електронна модель деталі і електронна модель складальної одиниці в якості конструкторських документів;
Концепція електронної моделі виробу передбачає використання программнотехніческіх комплексів САПР, що дозволяють будувати цілісну ієрархічну модель складного продукту, з якої повинні вилучатись і в яку, навпаки, можуть включатися моделі складових частин. Кожна така частина може бути продуктом спеціалізованої САПР.
Оскільки, за рідкісними винятками, в вітчизняних організаціях використовуються програмні засоби САПР іноземного походження, потрібно їх адаптація до вимог вітчизняних нормативних документів або, якщо це неможливо (в більшості випадків це саме так), потрібна така організація процесів проектування, при якій створюються конструкторські документи в максимально можливій мірі відповідали б цим вимогам.
Дані вимоги сформульовані в ГОСТ 2.70184 і ГОСТ 2.70275 щодо схемних документів, в ГОСТ 2.41791 - щодо креслень друкованих плат, в ГОСТ 2.10973 - щодо складальних креслень функціональних вузлів.
Виконання електричної принципової схеми
Для цього слід:
1. Підготувати бланки форматок схемного листа:
2. Сформувати бібліотеки схемних компонентів * .SchLib, условнографіческіе позначення яких (УДО) відповідають вимогам стандартів ЕСКД ГОСТ 2.72174 ... ГОСТ 2.75982.
- в галузі діалогу Preferences -> Schematic -> General (рис. 3а) відключити активність (зняти прапорці) опцій:
- Optimize Wires Buses - в іншому випадку програма не дозволить виконувати з'єднання провідників в точці їх перетину,
- Convert CrossJunctions - в іншому випадку при спробі виконання з'єднання провідників в точці їх перетину програма розносить точки з'єднання, здійснюючи при цьому злам відповідних провідників,
- Display CrossOvers - в іншому випадку програма будує перетин несоедіняемих провідників з огибанием одного іншим (прийом, скасований з вступом в силу ЕСКД в 1968 році),
- Pin Direction - при цьому на висновках УДО компонентів не відображаються знаки, що вказують напрямок надходження сигналів;
- в галузі діалогу Preferences -> Schematic -> Graphical Editing (рис. 3б) встановити активність опцій:
- Display Strings As Rotated - це дозволяє повертати текстові рядки на кути, кратні 90 °;
- Convert Special Strings - це дозволяє при виконанні команди Place -> Text String конвертувати параметри схемного документа в реквізити документа в полях основного напису.
В результаті проведеної підготовки схемний документ проекту (рис. 4) може бути побудований в принциповому відповідно до вимог стандартів ЕСКД.
Схемні документи ієрархічного проекту
Altium Designer дозволяє формувати багатолистові схемні документи. При цьому можлива однорівнева (Flat) або багаторівнева ієрархічна організація схемних документів складного проекту. Формат журнальної статті не дозволяє нам розглянути всі аспекти формування багатолистових схем? 1. Обмежимося лише структурою схемних документів проекту функціонального вузла на ПЛІС.
В даному випадку формується ієрархія проектів як мінімум двох рівнів - PCBпроект і підлеглий йому FPGAпроект.
Комплект схемних документів складається при цьому як мінімум з наступних чотирьох схем:
- схема «обв'язки» ПЛІС - мікросхеми низькою або середнього ступеня інтеграції, дискретні компоненти, перемикачі тощо (Рис. 5);
- схема логічного ядра ПЛІС, що складається з логічних прототипів бібліотеки FPGA Generic.IntLib або інших бібліотек функціональних прототипів (рис. 6);
- схемний символ запрограмованої ПЛІС (рис. 7), автоматично генерується при об'єднанні FPGA і PCBпроектов Майстром FPGA to PCB Projects Wizard;
- схемний документ верхнього рівня PCBпроекта, який об'єднує ієрархічні символи ПЛІС і «обв'язки», також формується при об'єднанні FPGA і PCBпроектов (рис. 8).
Перший з перерахованих документів легко виконується відповідно до вимог ЕСКД як звичайна схема PCBпроекта.
Питання про включення другого і третього документів, а також їх статус в комплекті КД повинен бути визначений за погодженням з компетентним підрозділом фірми (ОНБ, БНС, БНІОС і т.п.).
Четвертий документ також можна уявити як принципової схеми, складеної з ієрархічних компонентів, присвоївши їм позиційні позначення як пристроїв (в разі наведеного прикладу - А1 і А2). До цієї схеми слід додати відповідний перелік елементів.
Знайти своє місце в комплекті КД повинні також такі документи, як HDLфайли, файли або карти прошивки ПЛІС, файлипротоколи окремих етапів програмування ПЛІС, можливо - як додаткові документи (код документа - Д). Згадані вище поновлення стандартів ЕСКД цьому не перешкоджають.
текстові документи
Формуванню текстових документів проекту - переліку елементів по ГОСТ 2.70275, специфікації вузла по ГОСТ 2.10696 - повинна передувати робота по складанню списків параметрів компонентів, які дозволяють скласти записи в ці документи.
Дана робота виконується або безпосередньо в схемном документі проекту, або при формуванні баз даних по компонентах? 2.
Файл Bill of Materials (BOM) містить всі ці параметри (рис. 9), але потребує доопрацювання з метою доведення його до відповідності вимогам ЕСКД.
Графічні конструкторські документи на друковану плату і складання вузла
Altium Designer надає ефективні засоби для отримання твердих копій документів проекту:
Розглянуті засоби, в принципі, дозволяють безпосередньо з середовища Altium Designer отримати графічні документи, що відповідають правилам машинобудівного креслення. Однак значно ефективнішим видається інший шлях - рішення даного завдання в тандемі Altium Designer з однією з «машинобудівних» конструкторських САПР: AutoCAD, Autodesk Inventor, Solid Works, вітчизняної nanoCAD або КОМПАС.
Рішення завдання: експорт PCBдокумента в машинобудівні САПР
Програмні засоби компанії Autodesk - AutoCAD, Autodesk Inventor - надають зручне середовище для побудови КД на друковану плату і функціональна одиниця за правилами машинобудівного креслення.
Експорт PCBдокумента в AutoCAD проводиться командою File -> Save аs.
У діалозі збереження файлу слід вказати формат вихідних даних - Export AutoCAD Files (* .dwg; * .dxf).
Клацання на кнопці Зберегти відкриває діалог настройки формату експорту (рис. 12).
В поле Options вибирається:
В поле Holes (Отвори) активується функція і вибирається спосіб відображення монтажних отворів контактних майданчиків, а також міжшарових перехідних отворів:
- On the pad or via layer - відображення отворів на тих же шарах, що і металізація контактних майданчиків;
- On dedicated hole layers - відображення отворів на спеціально призначених для цього шарах, що формуються при експорті.
Імпорт PCBдокумента в AutoCAD
Експортований з Altium Designer документ друкованої плати відкривається в AutoCAD в стандартному діалозі File -> Open.
Документ переносить в AutoCAD структуру шарів, сформовану в Altium Designer.
Імпортований документ потребує доопрацювання в просторі моделі AutoCAD, що включає наступні операції:
- налаштування системи одиниць вимірювання;
- настройку стилю написання текстів;
- настройку стилю нанесення розмірів;
- утворення нових шарів, необхідних для складання текстів, нанесення розмірів і ін .;
- складання текстових технічних вимог для креслення друкованої плати і складального креслення вузла;
- нанесення розмірів і граничних відхилень.
Підключення шаблону БНК
Якщо функціональна одиниця виконується на основі базової несучої конструкції (БНК), то в AutoCAD може бути розроблений і відкритий шаблон БНК з накресленими елементами конструкції модуля, нанесеними розмірами, координатними лінійками, позначенням знаків чистоти обробки.
Засобами копірованіявставкі шаблон БНК переноситься на імпортований креслення плати і зливається з образом плати (рис. 13).
Подібним же чином до креслення підключаються заздалегідь підготовлені тексти технічних вимог для майбутнього креслення друкованої плати і складального креслення вузла.
Перехід в простір аркуша
Формування двох робочих креслень виконується в просторі листа AutoCAD.
Діалог настройки простору листа полягає в:
- виборі плоттера для роздруківки документа;
- призначення стилю креслення (Pen Assignments) - кольорового або монохромного зображення;
- призначення системи одиниць вимірювання для роздруківки;
- виборі формату листа відображення і роздруківки документів.
У просторі листа відкривається плаваюче видове вікно (Viewport) з видом на всі об'єкти, скомпонованих в просторі моделі.
Для побудови виду друкованої плати з боку монтажу повинно бути відкрито нове видове вікно:
- команда View -> Viewports -> New Viewports відкриває діалог настройки виду в новому видовому вікні;
- в діалоговому вікні Viewports на вкладці New Viewports вказується:
- єдине вікно (Single),
- визначення вигляду на тривимірне зображення (Setup 3D),
- вид знизу (Change View to Bottom).
Курсором миші позначаються межі нового видового вікна на екрані. У новому вікні виводиться дзеркальне відображення об'єктів простору моделі.
Ви можете налаштовувати видимість об'єктів
Селектіруйте вихідне видове вікно, клацанням правої клавіші миші активуйте діалог управління властивостями і встановіть масштаб зображення (в нашому випадку - 1: 1).
За допомогою «ручок», розташованих по кутах, змініть кордону видового вікна так, щоб видимими залишилися головний вид плати і вид збоку.
Аналогічним чином налаштуйте масштаб і межі зображення для видового вікна з дзеркальним відображенням.
За допомогою команди Modify -> Move перемістите друге вікно по полю креслення, щоб в обох вікнах встановилася проекційна зв'язок зображень.
Подвійним клацанням лівої кнопки миші приведіть перших видів вікно в активний стан.
Активуйте діалог управління властивостями шарів в активному видовому вікні і в колонці Current VP Freeze «заморозьте» (придушити видимість) шари, об'єкти в яких не мають відношення до виду друкованої плати з боку установки компонентів.
Виконайте те ж саме для видового вікна з видом плати з боку монтажу (знизу).
Оформлення креслення друкованої плати по ГОСТ 2.41791
Підключіть до креслення бланкформатку. Для цього:
Утворіть ще два видових вікна, розмістіть в них текст технічних вимог і знак, що позначає чистоту обробки поверхонь плати.
Подвійним клацанням лівої кнопки миші на рамці форматки активуйте діалог редагування атрибутів і складіть список реквізитів документа.
При проектуванні багатошарової друкованої плати утворіть в просторі листа необхідне число листів і розмістіть в них пошарові види плати.
В результаті ми отримаємо креслення двосторонньої друкованої плати (рис. 14).
Оформлення складального креслення
Складальне креслення функціонального вузла формується розглянутим способом на новому аркуші простору листа (Layout2).
Подвійним клацанням лівої кнопки миші активуйте плаваюче видове вікно і, керуючи видимістю шарів, залиште видимими:
- контур плати;
- вид складальної одиниці збоку;
- в разі потреби - інші види, розрізи, перерізи складальної одиниці по ГОСТ 2.30568;
- лицьову планку і / або інші елементи конструкції;
- об'єкти шару розмірів - ансамбль габаритних, настановних і приєднувальних розмірів складальної одиниці;
- текстові технічні вимоги на полі креслення.
Аналогічно кресленням друкованої плати підключіть бланк форматки.
Активуйте діалог редагування атрибутів і складіть список реквізитів документа.
Збережіть документ AutoCAD в пам'яті комп'ютера.
Результат формування складального креслення показаний на рис. 15. Всі документи, сформовані на аркушах простору листа, зберігаються в єдиному файлі AutoCAD.
висновок
Використання для формування конструкторських документів взагалі і по ЕСКД зокрема тандему «електронних» (ECAD) і «машинобудівних» конструкторських САПР (MCAD) дозволяє вирішити задачу стандартними засобами цих систем проектування.
Більш детальна інформація розміщена в HELPстатье AR0123 Connectivity and MultiSheet Design.pdf.
Більш детальна інформація розміщена в HELPстатье AP0133 Using Components Directly from Your Company Database.pd.
Популярні статті
Майбутнє CAM-систем
Нова лінійка професійної графіки NVIDIA Quadro - в центрі візуальних обчислень
Компанія NVIDIA оновила лінійку своїх професійних графічних карт Quadro. Нова архітектура Maxwell і збільшений обсяг пам'яті дозволяють продуктивно працювати з більш складними моделями в найвищих дозволах. Продуктивність додатків і швидкість обробки даних стали вдвічі вище в порівнянні з попередніми рішеннями Quadro
OrCAD Capture. Методи створення бібліотек та символів електронних компонентів
У цій статті описані різні прийоми і способи створення компонентів в OrCAD Capture, які допоможуть як досвідченому, так і починаючому користувачеві значно скоротити час на розробку бібліотек компонентів і підвищити їх якість