Файл: Общие сведения о спецификации Компас график Тип документа Спецификация.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 121
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
- многоэтапные, выполняющие несколько этапов проектирования из всех установленных для объекта; комплексные, выполняющие все этапы проектирования, установленные для объекта.
По характеру выпускаемых проектных документов различают САПР (рис.
1.10а):
- текстовые, выполняющие только текстовые документы на бумажной ленте или листе;
- текстовые и графические, выполняющие текстовые и графические документы на бумажной ленте или листе;
- на магнитных носителях, выполняющие документы на перфоносителях
(перфокарты, перфоленты) и на магнитных носителях (магнитных лентах, дисках...);
- на фотоносителях, выполняющих документы на микрофильмах, фотошаблонах и т.п.; на двух типах носителей; на всех типах носителей.
По количеству выпускаемых проектных документов различают САПР
(рис. 1.10б):
- малой производительности, выпускающие до 10 5
проектных документов в пересчете на формат 2 за год;
- средней производительности, выпускающие от 10 5
до 10 6
проектных документов;
- высокой производительности, выпускающие свыше 10 6
проектных документов.
В различных отраслях вводятся различные количественные характеристики информации, определяющие производительность САПР.
По числу уровней в структуре технического обеспечения различают
САПР (рис. 1.11):
- одноуровневые, построенные на основе ЭВМ среднего или высокого класса со штатным набором периферийных устройств, который может быть дополнен средствами обработки графической информации;
- двухуровневые, построенные на основе ЭВМ среднего или высокого класса и одного или нескольких автоматизированных рабочих мест (АРМ), включающих мини-ЭВМ;
- трехуровневые, построенные на основе ЭВМ высокого класса, автоматизированного рабочего места (АРМ) и периферийного программного оборудования.
Данная классификация – не догма. Теория автоматизации проектирования непрерывно развивается. Появляются новые технические и программные средства ЭВМ, комплексные САПР, поэтому существующие схемы классификации САПР будут видоизменяться и совершенствоваться.
Состав САПР
Благодаря разнообразию средств и выполняемых функций, в структуре
САПР выделяют ряд видов обеспечения и подсистем.
Виды обеспечения САПР. Компонентами САПР являются виды обеспечения – техническое, математическое, программное, лингвистическое, информационное, методическое и организационное.
Техническое обеспечение – совокупность технических (аппаратных) средств, используемых в САПР для переработки, хранения, передачи информации, организации общения человека с ЭВМ, изготовления проектной документации. Основу технического обеспечения составляют ЭВМ, разные виды периферийного оборудования – внешние запоминающие устройства, устройства ввода – вывода информации, технические средства машинной графики, аппаратура для связи технических средств между собой и с пользователями САПР. К техническому обеспечению САПР относят также средства организационной техники, различное измерительное оборудование для получения данных, используемых при проектировании.
Математическое обеспечение – совокупность математических моделей, методов, алгоритмов для решения задач автоматизированного проектирования.
Математическое обеспечение реализуется в программном обеспечении САПР.
Программное обеспечение – совокупность программ, представленных в заданной форме, вместе с необходимой программной документацией, предназначенная для использования в САПР.
Лингвистическое обеспечение – совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования, которой обмениваются люди с ЭВМ и между собой в процессе автоматизированного проектирования.
Информационное обеспечение – документы, содержащие описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, комплектующих изделий, материалов и другие данные, а также файлы и блоки данных на магнитных носителях с записью указанных документов.
Методическое обеспечение –документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизированного проектирования.
Иногда понятие методического обеспечения расширяют, включая в него лингвистическое и математическое обеспечения.
Организационное обеспечение – положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалификационные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений проектного предприятия и их взаимодействие с комплексом средств автоматизированного проектирования.
Подсистемы САПР. При проектировании все компоненты САПР функционируют во взаимодействии. Для пользователя аппаратные и программные средства выступают как единое целое, образуя инструмент проектирования. Этот инструмент сложен и неоднороден, в нем можно
выделить отдельные структурные единицы: комплексы программно- методические (ПМК) и программно-технические (ПТК), подсистемы САПР.
Программно-методический комплекс – взаимосвязанная совокупность некоторых частей программного, методического и информационного обеспечения, необходимая для получения законченного проектного решения по объекту проектирования или для выполнения определенных унифицированных процедур. Поскольку в программном обеспечении с необходимостью реализуется математическое и лингвистическое обеспечение, соответствующие части математического и лингвистического обеспечения целесообразно считать компонентами ПМК. Например, выделяют ПМК оформления документации, синтеза проектных решений, моделирования и т. п. Известно большое число
ПМК, тиражируемых и применяемых во многих организациях, например ПМК
РАПИРА и ПРАМ, созданные для проектирования РЭА.
Программно-технический комплекс – взаимосвязанная совокупность программно-методических комплексов, объединенных по некоторому признаку, и средств технического обеспечения САПР. Понятие ПМК относится к программным средствам, а понятие ПТК – к вычислительным системам, объединяющим аппаратные и программные средства и предназначенным для применения в САПР. Примерами ПТК могут служить автоматизированные рабочие места, включающие в себя ЭВМ, комплект периферийных устройств и ряд ПМК для выполнения проектных маршрутов и процедур.
Программно-методический и программно-технический комплексы представляют собой промышленный продукт, разрабатываемый, изготовляемый и поставляемый для создания или развития САПР на предприятиях заказчиков.
В конкретных САПР предприятий можно выделить несколько подсистем, каждая из которых выполняет определенные функции.
Подсистема САПР – это составная структурная часть САПР, обладающая всеми свойствами системы и являющаяся самостоятельной системой.
Подсистемы САПР могут быть проектирующими или обслуживающими.
Первые из них непосредственно участвуют в выполнении проектных процедур, а вторые обеспечивают правильное функционирование первых. По степени универсальности подсистемы делятся на объектные, ориентированные на определенный класс проектируемых объектов, и на инвариантные – не связанные с какими-либо конкретными типами объектов. Типичные проектирующие подсистемы в САПР ЭВМ – подсистемы функционально- логического и конструкторского проектирования. Примером объектно- ориентированной подсистемы является подсистема конструкторского проектирования КМДП БИС, примером инвариантной подсистемы – подсистема параметрической оптимизации методами нелинейного программирования. Основные обслуживающие подсистемы: управляющая
(мониторная) система САПР и система управления базами данных.
Программно-методический комплекс – взаимосвязанная совокупность некоторых частей программного, методического и информационного обеспечения, необходимая для получения законченного проектного решения по объекту проектирования или для выполнения определенных унифицированных процедур. Поскольку в программном обеспечении с необходимостью реализуется математическое и лингвистическое обеспечение, соответствующие части математического и лингвистического обеспечения целесообразно считать компонентами ПМК. Например, выделяют ПМК оформления документации, синтеза проектных решений, моделирования и т. п. Известно большое число
ПМК, тиражируемых и применяемых во многих организациях, например ПМК
РАПИРА и ПРАМ, созданные для проектирования РЭА.
Программно-технический комплекс – взаимосвязанная совокупность программно-методических комплексов, объединенных по некоторому признаку, и средств технического обеспечения САПР. Понятие ПМК относится к программным средствам, а понятие ПТК – к вычислительным системам, объединяющим аппаратные и программные средства и предназначенным для применения в САПР. Примерами ПТК могут служить автоматизированные рабочие места, включающие в себя ЭВМ, комплект периферийных устройств и ряд ПМК для выполнения проектных маршрутов и процедур.
Программно-методический и программно-технический комплексы представляют собой промышленный продукт, разрабатываемый, изготовляемый и поставляемый для создания или развития САПР на предприятиях заказчиков.
В конкретных САПР предприятий можно выделить несколько подсистем, каждая из которых выполняет определенные функции.
Подсистема САПР – это составная структурная часть САПР, обладающая всеми свойствами системы и являющаяся самостоятельной системой.
Подсистемы САПР могут быть проектирующими или обслуживающими.
Первые из них непосредственно участвуют в выполнении проектных процедур, а вторые обеспечивают правильное функционирование первых. По степени универсальности подсистемы делятся на объектные, ориентированные на определенный класс проектируемых объектов, и на инвариантные – не связанные с какими-либо конкретными типами объектов. Типичные проектирующие подсистемы в САПР ЭВМ – подсистемы функционально- логического и конструкторского проектирования. Примером объектно- ориентированной подсистемы является подсистема конструкторского проектирования КМДП БИС, примером инвариантной подсистемы – подсистема параметрической оптимизации методами нелинейного программирования. Основные обслуживающие подсистемы: управляющая
(мониторная) система САПР и система управления базами данных.
Промежуточное положение между проектирующими и обслуживающими подсистемами в большинстве САПР занимает подсистема машинной графики.
Понятие подсистемы САПР близко к понятию программно-технического комплекса САПР, однако имеются и отличия. Одна подсистема может при своем функционировании занимать ресурсы более чем одного ПТК. Так, задачи размещения и трассировки при небольшой размерности могут выполняться на
АРМ, а при большой размерности – в центральном вычислительном комплексе
САПР. В подсистеме могут использоваться один или несколько ПМК, причем в процессе совершенствования подсистемы те или иные ПМК заменяются новыми с улучшенными характеристиками.
2. Типовые маршруты и процедуры проектирования
Маршрутом проектирования называется последовательность проектных процедур, ведущая к получению требуемых проектных решений. Пример типового маршрута проектирования: разрезание принципиальной схемы устройства на части, размещение микросхем на плате, оформление конструкторской документации и управляющей информации для программно- управляемого технологического оборудования.
Проектные процедуры делятся на
1 2 3 4
процедуры синтеза и анализа.
Процедуры синтеза заключаются в создании описаний проектируемых объектов. В таких описаниях отображаются структура и параметры объекта и, соответственно, существуют процедуры структурного и параметрического синтеза. Под структурой объекта понимают состав его элементов и способы связи элементов друг с другом. Параметр объекта – величина, характеризующая некоторое свойство объекта или режим его функционирования. Примером процедуры структурного синтеза служит синтез алгоритма (его структура определяется составом и последовательностью операторов). Процедура параметрического синтеза заключается в расчете значений параметров элементов при заданной структуре объекта, например, геометрических размеров компонентов при заданном эскизе.
Процедуры анализа заключаются в исследовании проектируемого объекта или его описания, направленном на получение полезной информации о свойствах объекта. Цель анализа – проверка работоспособности объекта. Часто задача анализа формулируется как задача установления соответствия двух различных описаний одного и того же объекта. При этом одно из описаний считается первичным и его корректность предполагается установленной.
Другое описание относится к более подробному уровню иерархии или к другому аспекту, и его правильность нужно установить сопоставлением с первичным описанием. Такое сопоставление называется верификацией.
Основные принципы построения маршрутов проектирования:
Расчленение сложной задачи синтеза полного комплекта конструкторско- технологической документации на более простые задачи синтеза промежуточных проектных решений;
чередование процедур синтеза и верификации;
итерационность проектирования;
усиление тщательности анализа (многовариантность, усложнение моделей) по мере приближения к окончательному проектному решению.
Расчленение сложной задачи синтеза на ряд простых выполняется в соответствии с положениями блочно-иерархического подхода к проектированию. Расчленение позволяет распределить работу между соответствующими подразделениями проектного предприятия, организовать параллельно-последовательное выполнение проектных процедур коллективом разработчиков.
Чередование процедур синтеза и верификации обусловлено тем, что для большинства задач структурного синтеза отсутствуют методы, обеспечивающие безошибочное получение проектных решений, удовлетворяющих требованиям ТЗ. Это связано с трудностями формализации задач синтеза, поэтому основные решения принимает человек на основе эвристических приемов. При этом невозможно учесть все многообразие качественных и количественных требований и избежать ошибок. Поэтому результаты предложенных при синтезе проектных решений контролируются выполнением верификации.
Итерационность проектирования обусловлена двумя факторами:
1) Она вытекает из особенностей блочно-иерархического подхода. При нисходящем проектировании на i-м иерархическом уровне можно лишь предположительно судить о свойствах неспроектированных элементов, которые будут разрабатываться на следующем (i + 1)-м уровне. При восходящем проектировании неопределенность связана с
ТЗ, корректность которых может быть установлена только при выполнении процедур самого верхнего иерархического уровня. Поэтому ошибочность или неоптимальность решений, полученных на предыдущих этапах, выявляется в последующем, что требует возврата к предыдущим этапам для перепроектирования.
2) Итерационность связана с чередованием синтеза и верификации, представляющим собой последовательное приближение к приемлемому проектному решению. Очевидно, что на первых итерациях синтезируемые варианты хуже с точки зрения выполнения ТЗ, чем последующие. Поэтому на первых итерациях, с помощью довольно приближенных моделей, полученные данные оцениваются быстро и просто. Чем ближе очередной вариант к окончательному решению, тем более точное и всестороннее исследование требуется для его оценки.
Следовательно, в процедурах верификации нужно использовать не одну модель объекта, а иерархический ряд моделей, различающихся сложностью и точностью.
Усиление тщательности анализа по мере приближения к окончательному решению выражается также в том, что проверка производится по все большему числу показателей, оговариваемых в ТЗ, зачастую с учетом статистического характера параметров и нестабильности внешних условий.
Подходы к верификации. Существуют два подхода к верификации проектных процедур: аналитический и численный. Аналитический подход основан на использовании формальных методов доказательства соответствия двух сравниваемых описаний. Для реализации аналитического подхода необходимо в рамках некоторой формальной системы установить язык представления проектных решений и правила преобразования предложений и