Система автоматизированного проектирования PCAD2004 представляет собой комплекс программ обеспечивающих "сквозное проектирование". Сквозной цикл проектирования, это последовательность этапов, которая начинается с разработки библиотек элементов, создания электрических схем, а заканчивается конструированием топологии печатных плат и выпуском конструкторской документации.

Нами осуществляется поддержка проектирования, начиная с любого из этапов, в том числе включая и нестандартные варианты, когда например необходима обратная последовательность выполнения некоторых операций.

Технологический процесс проектирования печатных плат.

Этап 1 - Подготовка схемы электрической принципиальной

основные моменты

• Создание библиотеки компонентов для Вашего проекта.
• Ввод схемы электрической принципиальной в редактор схем.
• Задание классов цепей и формирование списка соединений.

Процесс проектирования печатной платы начинается с создания библиотеки компонентов для Вашего проекта. На этом этапе ведется поиск и изучение документации (DataScheet) на используемые компоненты.

Каждый компонент библиотеки содержит условно-графическое обозначение (УГО) компонента (symbol) для редактора схем, и посадочное место (pattern) для редактора топологии.

Создание библиотеки компонентов самый важный и ответственный этап, от него зависит дальнейшее успешное выполнение всего проекта. Все ошибки при проектировании, как правило, возникают именно на этом этапе. Комплексный подход к этому этапу позволяет избежать ошибок при проектировании ПП, и заметно сэкономить время в последующих этапах.

Комплексный подход заключается в том, что уже на этом этапе осуществляется подготовка стратегии трассировки проводников будущей печатной платы, определяются классы цепей, и задаются необходимые технологические параметры, а так же формируются данные необходимые для подготовки конструкторской документации.

После завершения работ по вводу схемы осуществляется проверка ERC (Electrical Rules Check) встроенными средствами PCAD на наличие ошибок и соответствие заданным параметрам, и в случае успешного прохождения теста генерируется список цепей NetList для передачи в программу трассировки. С этого момента исключается любая вероятность возникновения ошибок на дальнейших этапах проектирования.

Идеальный вариант, когда библиотека элементов полностью формируется на этом этапе, однако на практике после загрузки Net-листа в редактор топологии, паттерны некоторых компонентов требуют коррекции и внесения изменений, эти изменения требуется вносить и в редактор схем, даже если символ компонента не менялся. Это очень важный момент, невыполнение которого приводит к ошибкам, и невозможности корректно и в полном объеме использовать встроенные средства автоматической проверки и контроля параметров.

Корректно созданная схема и библиотека элементов позволяют в полном объеме осуществлять дальнейшую поддержку Вашего проекта, с минимальными затратами времени на внесение любых изменений.

Вы можете самостоятельно проверить, на сколько корректно выполнен Ваш проект. Для этого нужно сгенерировать Net-лист в редакторе схем (Utils/Generate Netlist...) и выполнить его проверку на соответствие, в редакторе топологии (Utils/Compare Netlist...), если проверка проходит успешно, то можно говорить о корректно выполненном проекте. Если же проверка заканчивается сообщением о наличии ошибок, это еще не значит что Ваш проект выполнен с ошибками влияющими на работоспособность проектируемого устройства, это скорее говорит о умении инженера конструктора грамотно использовать возможности пакета проектирования и как правило с такими проектами возникают сложности при дальнейшей поддержке, или конвертировании в другие САПР, выраженные большими временными затратами на исправление допущенных недоработок.

Этап 2 - Трассировка печатной платы

основные моменты

• Предварительное размещение компонентов на печатной плате.
• Трассировка печатных проводников.
• Проверка соответствия ПП заданным технологическим параметрам.

Этап проектирования печатной платы является самым трудоемким во всей последовательности этапов.

Как правило, еще до процесса проектирования печатной платы уже известны некоторые требуемые технологические параметры, это желательные габаритные размеры платы, или требования к расположению некоторых элементов, таких как разъемы, элементы управления и индикации, а также прочие конструктивные особенности, требования к ЭМС.

На этапе предварительного размещения компонентов определяется возможность проектируемой платы соответствовать требуемым техническим параметрам, проводится коррекция этих параметров (как с целью улучшения, так и с целью оптимизации), и выбирается лучший вариант.

Параметры требуемых минимальных зазоров заносятся в специальную таблицу, по которой будет осуществляться автоматический контроль в процессе трассировки проводников.

После того как решение вопроса размещения компонентов закончено начинается процесс трассировки проводников, в зависимости от стратегии принятой на этапе подготовки схемы.

Трассировка проводников может происходить разными способами, при помощи специализированных программ в автоматическом режиме, в интерактивном режиме, в ручном режиме. Мы специализируемся на трассировке проводников в ручном и интерактивном режиме, что позволяет более грамотно подходить к вопросам ЭМС и позволяет получить высокую технологичность ПП чего пока еще невозможно добиться используя автоматическую трассировку. С появлением в PCAD2004 нового инструмента Advanced Route необходимость в привлечении дополнительных средств для трассировки проводников в ручном и интерактивном режиме, становится все менее актуальной. Если для реализации некоторых идей, возможностей этого инструмента недостаточно, то привлекается программа трассировки SPECCTRA (Allegro PCB Router), несмотря на то, что этот инструмент был разработан еще в 90-х годах, и пользовательский интерфейс этой программы с того момента не сильно изменился, она и на сегодняшний день все еще представляет довольно широкие возможности, и не имеет конкурентов по скорости работы.

В процессе трассировки проводников проводится проверка DRC (Design Rules Check) на наличие ошибок и соответствие всем заложенным технологическим параметрам. По окончании процесса трассировки проводников и положительном результате проверки, процесс трассировки проводников можно считать успешным.

Этап 3 - Подготовка конструкторской документации

основные моменты

• Выпуск перечня элементов (спецификации).
• Формирование сборочных чертежей.
• Подготовка информации для производства печатной платы.

В зависимости от требований указанных в техническом задании, на заключительном этапе происходит подготовка конструкторской документации, составляется перечень элементов (спецификация), и формируются сборочные чертежи необходимые для монтажа радиоэлементов. Проект может иметь несколько различных модификаций (вариантов исполнений), когда в каждом случае устанавливаются не все, а только определенные компоненты, или одни номиналы компонентов заменяются другими, в таком случае для каждого исполнения выпускается свой сборочный чертеж и свои перечни элементов (отдельные документы, или групповой).

На сборочных чертежах дополнительно указываются требования по монтажу определенных компонентов (запайка шлейфов, установка радиаторов, данные моточных изделий) и прочие особенности. Указываются цоколевки компонентов имеющих не однозначный вариант установки.

По окончании оформления всех документов, формируется файл документации проекта (Adobe Acrobat Reader .PDF) содержащий схему, сборочные чертежи, перечень элементов, спецификацию, избавляющий от использования специальных программ для просмотра различных файлов проекта, и позволяющий быстро вывести на печать любую необходимую документацию.

Результатом выполнения всех этапов проектирования будет печатная плата.

 www.pcbroute.net D. Aleksandrov
Опубликовано - 30 октября 2005 г.