Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления

Подождите немного. Документ загружается.

380

мы РАКУРС. От этой системы через АДП постпают си налы

едино о времени.

АДП предназначена для архивации, отображения и вывода на

принтер значений параметров нейтронно о потоа, тепло идрав-

личесих параметров, состояния (положения) ор анов правле-

ния реаторной становой на пльте оператора. АДП выполняет

фнцию ре истрации первопричины возниновения аварийной

ситации. Масимальное время архивирования — 24 часа с дис-

ретностью 100 мс.

При помощи АДП осществляется автоматичесая предпс-

овая провера омплеса АСУЗ – 03Р по фнции прохождения

обобщенных правляющих си налов аварийной защиты и пре-

дпредительной си нализации и провера срабатывания дисрет-

ных выходов  стройствам техноло ичесой автоматии. Резль-

таты проверо распечатываются на принтере.

Аппаратра резервноо шита правления. Каналы АКНП для

РЩУ идентичны же описанным аналам защиты и выполнены

с применением анало ичных блоов и стройств. Отличие залю-

чается тольо в том, что си налы AЗ-N, ПС-N, АЗ-Т, ПС-Т не

принимают частия в формировании правляюще о си нала ава-

рийной защиты.

Аппаратра РЩУ состоит из двх независимых аналов он-

троля по параметрам нейтронно о потоа, аппаратры отображе-

ния и ре истрации. Каждый анал содержит стройство детети-

рования УДПН-20Р и стройства онтроля УНО-200РЗ (бло

БПМ-80Р). Аппаратра РЩУ расположена в отдельном здании.

На оперативный дисплей РЩУ выводится тещая информация

по двм аналам онтроля параметров нейтронно о потоа и вся

тещая информация о состоянии СУЗ, анало ичная информа-

ции на дисплеях пльта оператора. На самопишщем ре истрато-

ре РП-160 фисирются значения мощности, средненной по

двм аналам АКНП РЩУ.

Залючение. Комплес АСУЗ-03Р выполнен в соответствии с

требованиями МАГАТЭ, Правил ядерной безопасности исследо-

вательсих реаторов и ГОСТ Российсой Федерации; разработ-

а, из отовление и испытания проводились под надзором ГАН

РФ (ГосАтомНадзор России).

Комплес АСУЗ-03Р создан с применением передовых техно-

ло ий в области разработи, процессов онстрирования и из о-

товления. Это привело  соращению сроов из отовления и

постави обордования на объет. Применение миропроцессор-

ной технии позволило построить омплес, адаптиремый 

различным проетам.

381

Про раммное обеспечение для аппаратры АКНП, АКТП,

АЛОС является вновь созданным продтом ласса 2, ранее не

применявшимся, разработанным для определенной онфи ра-

ции техничесих средств. Отстствие в этом про раммном обес-

печении базовых и операционных систем делает е о «прозрач-

ным» для процесса верифиации вплоть до ровня ода про-

рамм. Процесс разработи и верифиации осществлялся

со ласно МЭК 60880.

Аппаратра омплеса АСУЗ-03Р в рамах Госдарственных

приемо-сдаточных испытаний прошла все виды испытаний, ре -

ламентиремых техничесим заданием: фнциональные, лима-

тичесие, механичесие, элетрома нитные — и отовится  от-

праве на объет. В настоящее время на основе опыта создания

омплеса АСУЗ-03Р, фнциональной и онстртивной фор-

мализации инте рированно о анала разрабатываются анало ич-

ные системы правления и защиты для исследовательсих реа-

торов ряда атомных начных центров. «ССА» является сторонни-

ом онсервативной политии в области систем безопасности

атомных реаторов, предсматривающей применение и развитие

техничесих средств на «жестой» ло ие.

Тем не менее считается необходимым и важным наопить

опыт эсплатации аппаратно-про раммно о омплеса АСУЗ-

03Р на исследовательсих реаторах для под отови объетивных

предложений по использованию принципиально новых техни-

чесих решений в анало ичных системах для АЭС.

8.3. Системы автоматизированноо проетирования

Современные задачи, возниающие перед наой и техниой,

вызывают необходимость проетирования все более сложных

техничесих объетов в сжатые срои. Удовлетворить противоре-

чивые требования повышения сложности объетов, соращения

сроов и повышения ачества проетирования с помощью про-

сто о величения численности проетировщиов нельзя, та а

возможность параллельно о проведения проетных работ о ра-

ничена и численность инженерно-техничесих работниов в

проетных ор анизациях страны не может быть сольо-нибдь

заметно величена. Выходом из это о положения является широ-

ое применение вычислительной технии для решения проет-

ных задач (автоматизация проетирования).

Цель автоматизации проетирования — обеспечить бездефе-

тное проетирование, снизить материальные затраты, соратить

382

срои проетирования и ливидировать рост оличества инже-

нерно-техничесих работниов, занятых проетированием.

Знание математичесо о аппарата, применяемо о в инже-

нерных исследованиях, мение пользоваться математичесими

моделями при оптимальном проетировании реальных объе-

тов и систем, знание про раммных и техничесих средств САПР

и мение пользоваться ими в ачестве инстрмента прое-

тировщиа должны позволить современным инженерам ставить

и решать задачи автоматизации проетирования по отраслям

технии.

8.3.1. Общие сведения о проетировании

Процесс создания описания ново о объета может выпол-

няться различными способами. Если весь процесс проетирова-

ния осществляет челове, то проетирование называют неавто-

матизированным. В настоящее время неавтоматизированное про-

етирование сложных объетов пратичеси не применяют.

Наибольшее распространение полчило проетирование, при о-

тором происходит взаимодействие человеа и ЭВМ. Таое прое-

тирование называют автоматизированным. Автоматизированное

проетирование, а правило, осществляется в режиме диало а

человеа с ЭВМ на основе применения специальных языов об-

щения с ЭВМ.

Проетирование, при отором все преобразования описаний

объета и ал оритма е о фнционирования осществляются без

частия человеа, называют автоматичесим.

Рассмотрим ряд понятий, оторые использются при прое-

тировании объетов.

Первичное описание, представленное в заданной форме, на-

зывается заданием на проетирование. В задании на проетиро-

вание системы, должны быть сведения о назначении системы и

ее параметрах, способах фнционирования, онстртивной ре-

ализации, из отовления и т. п.

Проетным решением называется промежточное или онеч-

ное описание объета проетирования, необходимое и достаточ-

ное для рассмотрения и определения дальнейше о направления

или оончания проетирования.

Проетное решение или их совопность, довлетворяющие

заданным требованиям, необходимые для создания объета про-

етирования, бдт являться резльтатом проетирования. В за-

данные требования должны быть обязательно влючены требова-

ния  форме представляемо о проетно о решения.

383

Домент, выполненный по заданной форме, в отором пред-

ставлено аое-либо проетное решение, полченное при прое-

тировании, называется проетным. Совопность проетных до-

ментов в соответствии с становленным перечнем, в отором

представлен резльтат проетирования, называется проетом.

Под проетной процедрой понимают формализованню сово-

пность действий, выполнение оторых оанчивается проет-

ным решением. Например, проетными процедрами являются

оптимизация, онтроль, поис решения, орретирова, омпо-

нова, провера правильности трассирови и т. п.

Действие или формализованная совопность действий, состав-

ляющих часть проетной процедры, ал оритм oторых остается не-

изменным для ряда проетных процедр называется проетной опе-

рацией. Примерами проетных операций являются составление таб-

лиц с данными вычисления, вычерчивание тополо ии, ввод и вывод

данных и т. п. Соответственно проетная процедра, ал оритм ото-

рой остается неизменным для различных объетов проетирования

или различных стадий проетирования одно о и то о же объета,

называется нифицированной проетной процедрой.

Выполнение проетных работ можно распределить а во

времени, та и по подразделениям проетной ор анизации.

При временном распределении работ по созданию новых

объетов процесс проетирования разделяется на стадии и эта-

пы. Различают 8 стадий: предпроетные исследования, техничес-

ое задание, техничесое предложение, эсизный проет, техни-

чесий проет, рабочий проет, из отовление, отлада, испыта-

ние и ввод в действие.

При создании новых объетов выделяют следющие этапы:

— этап начно-исследовательсих работ (НИР). Объединяет

стадии: предпроетные исследования, техничесое зада-

ние и часть техничесо о предложения. Здесь проводят ис-

следования по поис новых принципов фнционирова-

ния, новых стртр, физичесих процессов, новой эле-

ментной базы, техничесих средств и т. п.;

— этап опытно-онстрторсих работ (ОКР). Объединяет

стадии: часть техничесо о предложения, эсизный про-

ет, техничесий проет. Здесь отражаются вопросы де-

тальной онстрторсой проработи проета;

— этап рабоче о проетирования. Объединяет стадии: рабо-

чий проет, из отовление, отлада и испытание, ввод в

действие. Здесь прорабатывают схемные, онстрторсие

и техноло ичесие решения, проводят испытания, из о-

товление.

382

срои проетирования и ливидировать рост оличества инже-

нерно-техничесих работниов, занятых проетированием.

Знание математичесо о аппарата, применяемо о в инже-

нерных исследованиях, мение пользоваться математичесими

моделями при оптимальном проетировании реальных объе-

тов и систем, знание про раммных и техничесих средств САПР

и мение пользоваться ими в ачестве инстрмента прое-

тировщиа должны позволить современным инженерам ставить

и решать задачи автоматизации проетирования по отраслям

технии.

8.3.1. Общие сведения о проетировании

Процесс создания описания ново о объета может выпол-

няться различными способами. Если весь процесс проетирова-

ния осществляет челове, то проетирование называют неавто-

матизированным. В настоящее время неавтоматизированное про-

етирование сложных объетов пратичеси не применяют.

Наибольшее распространение полчило проетирование, при о-

тором происходит взаимодействие человеа и ЭВМ. Таое прое-

тирование называют автоматизированным. Автоматизированное

проетирование, а правило, осществляется в режиме диало а

человеа с ЭВМ на основе применения специальных языов об-

щения с ЭВМ.

Проетирование, при отором все преобразования описаний

объета и ал оритма е о фнционирования осществляются без

частия человеа, называют автоматичесим.

Рассмотрим ряд понятий, оторые использются при прое-

тировании объетов.

Первичное описание, представленное в заданной форме, на-

зывается заданием на проетирование. В задании на проетиро-

вание системы, должны быть сведения о назначении системы и

ее параметрах, способах фнционирования, онстртивной ре-

ализации, из отовления и т. п.

Проетным решением называется промежточное или онеч-

ное описание объета проетирования, необходимое и достаточ-

ное для рассмотрения и определения дальнейше о направления

или оончания проетирования.

Проетное решение или их совопность, довлетворяющие

заданным требованиям, необходимые для создания объета про-

етирования, бдт являться резльтатом проетирования. В за-

данные требования должны быть обязательно влючены требова-

ния  форме представляемо о проетно о решения.

383

Домент, выполненный по заданной форме, в отором пред-

ставлено аое-либо проетное решение, полченное при прое-

тировании, называется проетным. Совопность проетных до-

ментов в соответствии с становленным перечнем, в отором

представлен резльтат проетирования, называется проетом.

Под проетной процедрой понимают формализованню сово-

пность действий, выполнение оторых оанчивается проет-

ным решением. Например, проетными процедрами являются

оптимизация, онтроль, поис решения, орретирова, омпо-

нова, провера правильности трассирови и т. п.

Действие или формализованная совопность действий, состав-

ляющих часть проетной процедры, ал оритм oторых остается не-

изменным для ряда проетных процедр называется проетной опе-

рацией. Примерами проетных операций являются составление таб-

лиц с данными вычисления, вычерчивание тополо ии, ввод и вывод

данных и т. п. Соответственно проетная процедра, ал оритм ото-

рой остается неизменным для различных объетов проетирования

или различных стадий проетирования одно о и то о же объета,

называется нифицированной проетной процедрой.

Выполнение проетных работ можно распределить а во

времени, та и по подразделениям проетной ор анизации.

При временном распределении работ по созданию новых

объетов процесс проетирования разделяется на стадии и эта-

пы. Различают 8 стадий: предпроетные исследования, техничес-

ое задание, техничесое предложение, эсизный проет, техни-

чесий проет, рабочий проет, из отовление, отлада, испыта-

ние и ввод в действие.

При создании новых объетов выделяют следющие этапы:

— этап начно-исследовательсих работ (НИР). Объединяет

стадии: предпроетные исследования, техничесое зада-

ние и часть техничесо о предложения. Здесь проводят ис-

следования по поис новых принципов фнционирова-

ния, новых стртр, физичесих процессов, новой эле-

ментной базы, техничесих средств и т. п.;

— этап опытно-онстрторсих работ (ОКР). Объединяет

стадии: часть техничесо о предложения, эсизный про-

ет, техничесий проет. Здесь отражаются вопросы де-

тальной онстрторсой проработи проета;

— этап рабоче о проетирования. Объединяет стадии: рабо-

чий проет, из отовление, отлада и испытание, ввод в

действие. Здесь прорабатывают схемные, онстрторсие

и техноло ичесие решения, проводят испытания, из о-

товление.

384

Для этапа НИР в основном использют системы автоматиза-

ции начных исследований и эспериментов.

Распределение работ межд подразделениями производят с

использованием блочно-иерархичесо о подхода (БИП)  прое-

тированию. Этот подход основан на стртрировании описаний

объета с разделением описаний на ряд иерархичесих ровней

по степени детальности отображения в них свойств объета и е о

частей. Каждом иерархичесом ровню присщи свои формы

доментации, математичесий аппарат для построения моделей

и ал оритмов исследования. Совопность языов, моделей, пос-

таново задач, методов полчения описаний неоторо о иерар-

хичесо о ровня часто называют ровнем проетирования.

Уровни проетирования можно выделять не тольо по степе-

ни подробности отражения свойств объета, но и по харатер

отражаемых свойств. Если в первом слчае ровни называют о-

ризонтальными, или иерархичесими, то во втором — вертиаль-

ными, или аспетами.

Методоло ия БИП базирется на трех онцепциях: разбиение

и лоальная оптимизация; абстраирование; повторяемость.

Концепция разбиения позволяет сложню задач проетиро-

вания объета свести  решению более простых задач с четом

взаимодействий межд ними. Лоальная оптимизация подраз-

мевает лчшение параметров внтри аждой простой задачи.

Абстра иремость залючается в построении формальных мате-

матичесих моделей, отражающих тольо значимые в данных с-

ловиях свойства объетов. Повторяемость залючается в исполь-

зовании сществюще о опыта проетирования.

Основное достоинство БИП — это прощение процесса про-

етирования и полчение возможности решать задачи проети-

рования достпными средствами.

Использование БИП помо ает: простить решение проблемы

хранения данных, соратить размерность выполняемых про-

рамм и время проетирования, применять САПР один раз для

объета (е о части) независимо от числа идентичных объетов

(е о частей).

Весь процесс проетирования можно представить а после-

довательность этапов, связывающих онцептальное описание

объета и создание это о объета. Уазанню связь реализют в

одном из двх направлений: восходящем или нисходящем. Вос-

ходящее проетирование (ВП), т. е. проетирование сниз вверх,

харатеризется решением сначала задач низих иерархичесих

ровней с последовательным переходом  решению задач более

высоих ровней. Нисходящее проетирование (НП), т. е. прое-

385

тирование сверх вниз, является противоположным по отноше-

нию  ВП.

Отметим, например, что использемая в настоящее время

онцепция проетирования инте ральных миросхем с большой

степенью инте рации по модльном принцип — это онцепция

БИП. В системе БИП онстртор выполняет фнциональные,

интитивные и интеллетальные преобразования на верхних

ровнях, а ЭВМ выполняет проетирование на нижних ровнях.

При выделении оризонтальных ровней проетирования

производится разделение объета на блои и рассмотрение вмес-

то объета е о отдельных блоов. Если на неотором ровне i

имеем объет s, то на соседнем, более низом ровне i

происхо-

дит разделение s на блои s

, s

, ..., s

и рассмотрение аждо о бло-

а s

, s

, ..., s

на ровне i

с большей степенью детализации, чем

на ровне i

В общем слчае при проетировании техничесих объетов

можно выделить несольо вертиальных ровней, основные

из них — фнциональный, онстрторсий, техноло ичесий.

Описание аждо о вертиально о ровня в свою очередь делят на

иерархичесие ровни. Ниже приведен пример стртрирова-

ния описания ЭВМ (табл. 8.3).

Таблица 8.3

Вертиальные ровни

Фнциональное проетирование влючает в себя анализ тех-

ничесо о задания (ТЗ) и на е о основе выбор с системных пози-

ций методии построения и птей реализации вычислительно о

процесса в объете; связано с анализом и синтезом блоов объ-

Горизонтальные ровни

Фнцио-

нальный

Ал$оритмичесий Констр-

торсий

Техноло$ичесий

Системный Про$раммирова-

ние системы

Шаф,

стойа

Принципиальная схе-

ма техноло$ичесо$о

процесса

Ло$ичесий Про$раммирова-

ние модлей

Панель

Схемотех-

ничесий

ТЭЗ Маршртная техноло-

$ия

Компонен-

тный

Проетирование

миропро$рамм

Модль Техноло$ичесие опе-

рации

Кристалл

Ячейа

384

Для этапа НИР в основном использют системы автоматиза-

ции начных исследований и эспериментов.

Распределение работ межд подразделениями производят с

использованием блочно-иерархичесо о подхода (БИП)  прое-

тированию. Этот подход основан на стртрировании описаний

объета с разделением описаний на ряд иерархичесих ровней

по степени детальности отображения в них свойств объета и е о

частей. Каждом иерархичесом ровню присщи свои формы

доментации, математичесий аппарат для построения моделей

и ал оритмов исследования. Совопность языов, моделей, пос-

таново задач, методов полчения описаний неоторо о иерар-

хичесо о ровня часто называют ровнем проетирования.

Уровни проетирования можно выделять не тольо по степе-

ни подробности отражения свойств объета, но и по харатер

отражаемых свойств. Если в первом слчае ровни называют о-

ризонтальными, или иерархичесими, то во втором — вертиаль-

ными, или аспетами.

Методоло ия БИП базирется на трех онцепциях: разбиение

и лоальная оптимизация; абстраирование; повторяемость.

Концепция разбиения позволяет сложню задач проетиро-

вания объета свести  решению более простых задач с четом

взаимодействий межд ними. Лоальная оптимизация подраз-

мевает лчшение параметров внтри аждой простой задачи.

Абстра иремость залючается в построении формальных мате-

матичесих моделей, отражающих тольо значимые в данных с-

ловиях свойства объетов. Повторяемость залючается в исполь-

зовании сществюще о опыта проетирования.

Основное достоинство БИП — это прощение процесса про-

етирования и полчение возможности решать задачи проети-

рования достпными средствами.

Использование БИП помо ает: простить решение проблемы

хранения данных, соратить размерность выполняемых про-

рамм и время проетирования, применять САПР один раз для

объета (е о части) независимо от числа идентичных объетов

(е о частей).

Весь процесс проетирования можно представить а после-

довательность этапов, связывающих онцептальное описание

объета и создание это о объета. Уазанню связь реализют в

одном из двх направлений: восходящем или нисходящем. Вос-

ходящее проетирование (ВП), т. е. проетирование сниз вверх,

харатеризется решением сначала задач низих иерархичесих

ровней с последовательным переходом  решению задач более

высоих ровней. Нисходящее проетирование (НП), т. е. прое-

385

тирование сверх вниз, является противоположным по отноше-

нию  ВП.

Отметим, например, что использемая в настоящее время

онцепция проетирования инте ральных миросхем с большой

степенью инте рации по модльном принцип — это онцепция

БИП. В системе БИП онстртор выполняет фнциональные,

интитивные и интеллетальные преобразования на верхних

ровнях, а ЭВМ выполняет проетирование на нижних ровнях.

При выделении оризонтальных ровней проетирования

производится разделение объета на блои и рассмотрение вмес-

то объета е о отдельных блоов. Если на неотором ровне i

имеем объет s, то на соседнем, более низом ровне i

происхо-

дит разделение s на блои s

, s

, ..., s

и рассмотрение аждо о бло-

а s

, s

, ..., s

на ровне i

с большей степенью детализации, чем

на ровне i

В общем слчае при проетировании техничесих объетов

можно выделить несольо вертиальных ровней, основные

из них — фнциональный, онстрторсий, техноло ичесий.

Описание аждо о вертиально о ровня в свою очередь делят на

иерархичесие ровни. Ниже приведен пример стртрирова-

ния описания ЭВМ (табл. 8.3).

Таблица 8.3

Вертиальные ровни

Фнциональное проетирование влючает в себя анализ тех-

ничесо о задания (ТЗ) и на е о основе выбор с системных пози-

ций методии построения и птей реализации вычислительно о

процесса в объете; связано с анализом и синтезом блоов объ-

Горизонтальные ровни

Фнцио-

нальный

Ал$оритмичесий Констр-

торсий

Техноло$ичесий

Системный Про$раммирова-

ние системы

Шаф,

стойа

Принципиальная схе-

ма техноло$ичесо$о

процесса

Ло$ичесий Про$раммирова-

ние модлей

Панель

Схемотех-

ничесий

ТЭЗ Маршртная техноло-

$ия

Компонен-

тный

Проетирование

миропро$рамм

Модль Техноло$ичесие опе-

рации

Кристалл

Ячейа

386

ета; залючается в разработе фнциональных и принципиаль-

ных схем. Здесь определяют принципы фнционирования и

важнейшие параметры и харатеристии объета.

Основные задачи фнционально о проетирования след-

ющие: разработа стртрных схем, определение требований 

выходным параметрам; анализ и формирование ТЗ на разработ-

 отдельных блоов объета; синтез фнциональных и при-

нципиальных схем полченных блоов; онтроль и выработа

диа ностичесих тестов; провера работоспособности синте-

зиремых блоов; расчеты параметров пассивных омпонентов

и определение требований  параметрам ативных омпонен-

тов; формлирова ТЗ на проетирование омпонентов; вы-

бор физичесой стртры, тополо ии омпонентов; расчеты

параметров диффзионных профилей и полпроводниовых

омпонентов, элетричесих параметров, параметров техноло-

ичесих процессов эпитасии, диффзии, оисления и др.;

вероятностные требования  выходным параметрам омпо-

нентов.

Алоритмичесое проетирование залючается в разработе

ал оритмов фнционирования и создании математичесо о

обеспечения объета.

Констрторсое проетирование залючается в реализации

принципиальных схем в заданном онстртивном базисе. При

этом решаются вопросы выбора форм и материалов, выбора ти-

поразмеров, омпонови, размещения элементов, трассирови

соединений, онтроля. Основные задачи онстрторсо о про-

етирования следющие: порытие фнциональных схем, т. е.

полчение принципиальных элетричесих схем; онстрторс-

ий расчет еометричесих размеров омпонентов и площади

размещения; омпонова элементов; размещение элементов с

четом онстрторсих схемотехничесих и техноло ичесих

о раничений; трассирова соединений; онтроль тополо ии;

проетирование фотошаблонов; выпс онстрторсо-техно-

ло ичесой доментации.

Технолоичесое проетирование залючается в решении задач

техноло ичесой под отови производства — разработе при-

нципиальной схемы, маршртов, операций и переходов техноло-

ичесих процессов из отовления деталей, сбори и монтажа з-

лов, влючая выбор оснасти, инстрмента, техноло ичесо о

обордования и т. п.

Фнциональное проетирование объета состоит из четырех

основных оризонтальных ровней: системно о, ло ичесо о,

схемотехничесо о, омпонентно о.

387

На системном ровне определяют общю стртрню схем,

стртрные схемы основных блоов.

На ло ичесом ровне создают фнциональные и принци-

пиальные схемы объета. Здесь выделяют подровни — ре истро-

вый и вентильный. На ре истровом подровне проетирются с-

тройства из модлей (фнциональных злов) типа ре истров,

счетчиов, смматоров, инте раторов и т. п. На вентильном ров-

не проетирются стройства и модли из отдельных ло ичесих

вентилей и три еров.

Ал оритмичесое проетирование использется для разра-

боти про раммно о обеспечения объета. Для больших про-

раммных систем обычно использют набор иерархичесих

ровней, два из оторых являются основными. На первом пла-

нирют всю про раммню систем и разрабатывают схемы ал-

оритмов на основе про раммных модлей. На втором произво-

дят про раммирование модлей на заданном ал оритмичесом

язые.

Констрторсое проетирование состоит из иерархичесих

ровней проетирования омпонентов, БИС, типовых элементов

замены, панелей, стое, шафов. Здесь в основном использется

восходящее проетирование.

Технолоичесое проетирование состоит из ровней проети-

рования принципиальной схемы техноло ичесо о процесса,

техноло ичесих маршртов, техноло ичесих операций.

8.3.2. Классифиация САПР

В общем смысле лассифиация — система соподчиненных

понятий, часто представляемая в виде различных схем, таблиц и

использемая а средство для становления связей межд этими

понятиями или лассами объетов, а таже для точной ориенти-

рови в мно ообразии понятий или соответствющих объетов.

Классифиация фисирет место объета в системе, оторая а-

зывает на е о свойства. В связи с этим она слжит средством хра-

нения и поиса информации, содержащейся в ней самой. Класси-

фиация создает словия для разработи техничеси обоснован-

ных норм обеспечения процесса создания, фнционирования и

стандартизации в области САПР.

Системы автоматизированно о проетирования лассифици-

рются по тип, разновидности и сложности объета проетиро-

вания; ровню и омплетности автоматизации проетирования;

харатер и числ выпсаемых проетных доментов; числ

ровней в стртре техничесо о обеспечения (рис. 8.20). На этом

386

ета; залючается в разработе фнциональных и принципиаль-

ных схем. Здесь определяют принципы фнционирования и

важнейшие параметры и харатеристии объета.

Основные задачи фнционально о проетирования след-

ющие: разработа стртрных схем, определение требований 

выходным параметрам; анализ и формирование ТЗ на разработ-

 отдельных блоов объета; синтез фнциональных и при-

нципиальных схем полченных блоов; онтроль и выработа

диа ностичесих тестов; провера работоспособности синте-

зиремых блоов; расчеты параметров пассивных омпонентов

и определение требований  параметрам ативных омпонен-

тов; формлирова ТЗ на проетирование омпонентов; вы-

бор физичесой стртры, тополо ии омпонентов; расчеты

параметров диффзионных профилей и полпроводниовых

омпонентов, элетричесих параметров, параметров техноло-

ичесих процессов эпитасии, диффзии, оисления и др.;

вероятностные требования  выходным параметрам омпо-

нентов.

Алоритмичесое проетирование залючается в разработе

ал оритмов фнционирования и создании математичесо о

обеспечения объета.

Констрторсое проетирование залючается в реализации

принципиальных схем в заданном онстртивном базисе. При

этом решаются вопросы выбора форм и материалов, выбора ти-

поразмеров, омпонови, размещения элементов, трассирови

соединений, онтроля. Основные задачи онстрторсо о про-

етирования следющие: порытие фнциональных схем, т. е.

полчение принципиальных элетричесих схем; онстрторс-

ий расчет еометричесих размеров омпонентов и площади

размещения; омпонова элементов; размещение элементов с

четом онстрторсих схемотехничесих и техноло ичесих

о раничений; трассирова соединений; онтроль тополо ии;

проетирование фотошаблонов; выпс онстрторсо-техно-

ло ичесой доментации.

Технолоичесое проетирование залючается в решении задач

техноло ичесой под отови производства — разработе при-

нципиальной схемы, маршртов, операций и переходов техноло-

ичесих процессов из отовления деталей, сбори и монтажа з-

лов, влючая выбор оснасти, инстрмента, техноло ичесо о

обордования и т. п.

Фнциональное проетирование объета состоит из четырех

основных оризонтальных ровней: системно о, ло ичесо о,

схемотехничесо о, омпонентно о.

387

На системном ровне определяют общю стртрню схем,

стртрные схемы основных блоов.

На ло ичесом ровне создают фнциональные и принци-

пиальные схемы объета. Здесь выделяют подровни — ре истро-

вый и вентильный. На ре истровом подровне проетирются с-

тройства из модлей (фнциональных злов) типа ре истров,

счетчиов, смматоров, инте раторов и т. п. На вентильном ров-

не проетирются стройства и модли из отдельных ло ичесих

вентилей и три еров.

Ал оритмичесое проетирование использется для разра-

боти про раммно о обеспечения объета. Для больших про-

раммных систем обычно использют набор иерархичесих

ровней, два из оторых являются основными. На первом пла-

нирют всю про раммню систем и разрабатывают схемы ал-

оритмов на основе про раммных модлей. На втором произво-

дят про раммирование модлей на заданном ал оритмичесом

язые.

Констрторсое проетирование состоит из иерархичесих

ровней проетирования омпонентов, БИС, типовых элементов

замены, панелей, стое, шафов. Здесь в основном использется

восходящее проетирование.

Технолоичесое проетирование состоит из ровней проети-

рования принципиальной схемы техноло ичесо о процесса,

техноло ичесих маршртов, техноло ичесих операций.

8.3.2. Классифиация САПР

В общем смысле лассифиация — система соподчиненных

понятий, часто представляемая в виде различных схем, таблиц и

использемая а средство для становления связей межд этими

понятиями или лассами объетов, а таже для точной ориенти-

рови в мно ообразии понятий или соответствющих объетов.

Классифиация фисирет место объета в системе, оторая а-

зывает на е о свойства. В связи с этим она слжит средством хра-

нения и поиса информации, содержащейся в ней самой. Класси-

фиация создает словия для разработи техничеси обоснован-

ных норм обеспечения процесса создания, фнционирования и

стандартизации в области САПР.

Системы автоматизированно о проетирования лассифици-

рются по тип, разновидности и сложности объета проетиро-

вания; ровню и омплетности автоматизации проетирования;

харатер и числ выпсаемых проетных доментов; числ

ровней в стртре техничесо о обеспечения (рис. 8.20). На этом

388

лассифиация перво о ровня заончена. Рассмотрим ласси-

фиацию второ о иерархичесо о ровня.

По тип объета проетирования различают САПР (рис. 8.21):

изделий машиностроения и приборостроения; техноло ичесих

процессов в машиностроении и приборостроении; объетов

строительства; ор анизационных систем.

Âûïóñêàåìûé

ïðîåêòíûé

äîêóìåíò

×èñëî óðîâíåé â

ñòðóêòóðå ÒÎ

Êîìïëåêñíîñòü

ÀÏ

ÑÀÏÐ

Òèï

Ðàçíîâèäíîñòü

Ñëîæíîñòü

Õàðàêòåð

×èñëî

Óðîâåíü ÀÏ

ïðîåêòèðîâàíèÿ

Îáúåêò

Òèï îáúåêòà ïðîåêòèðîâàíèÿ

à)

á)

Èçäåëèÿ

ìàøèíîñòðîåíèÿ

è ïðèáîðî-

ñòðîåíèÿ

Òåõíîëîãè÷åñêèå

ïðîöåññû â

ìàøèíîñòðîåíèè

è ïðèáîðî-

Îðãàíèçàöèîí-

íûå ñèñòåìû

Îáúåêòû

ñòðîèòåëüñòâà

Ñðåäíåé

ñëîæíîñòè

Î÷åíü

ñëîæíûå

Î÷åíü

âûñîêàÿ

ñëîæíîñòü

ñòðîåíèè

Ñëîæíîñòü îáúåêòà ïðîåêòèðîâàíèÿ

Ïðîñòûå Ñëîæíûå

Рис. 8.20. Классифиация САПР

Рис 8.21. Классифиация САПР по тип (а) и сложности (б) объета

оети

ования

389

Под оранизационной системой понимают совопность, со-

стоящю из оллетива специалистов и омплеса средств, взаи-

модействий и взаимосвязей межд ними и с внешней средой и

ал оритма процесса проетирования, необходимо о для выпол-

нения АП.

По разновидности объета проетирования можно различать

САПР РЭА, САПР атомной станции, САПР раетной системы

ит. п.

По сложности объета проетирования различают САПР

(рис. 8.21, б): простых объетов, содержащих до 10

составных

частей; объетов средней сложности, содержащих от 10

до 10

составных частей; сложных объетов, содержащих от 10

до 10

составных частей; очень сложных объетов, содержащих от 10

до

составных частей; объетов очень высоой сложности, содер-

жащих 10

и более составных частей.

Следовательно, САПР современных ЭВМ относится  САПР

простых объетов, а САПР мно опроцессорных вычислительных

систем на сверхбольших инте ральных миросхемах —  САПР

очень сложных объетов.

По ровню автоматизации проетирования различают САПР

(рис. 8.22, а) низоавтоматизированные, в оторых число автома-

тизированных проетных процедр (АПП) составляет 25 % обще-

о числа проетных процедр; среднеавтоматизированные, —

от 25 до 50% обще о числа проетных процедр, высооавтома-

тизированные от 50 до 75 %. В этих системах применяют методы

Êîìïëåêñíîñòü

ÀÏ

Óðîâåíü ÀÏ

à)

á)

Íèçêî-

àâòîìàòèçèðîâàííûå àâòîìàòèçèðîâàííûå àâòîìàòèçèðîâàííûå

Ñðåäíå- Âûñîêî-

Îäíîýòàïíûå Ìíîãîýòàïíûå Êîìïëåêñíûå

Рис. 8.22. Классифиация САПР по ровню (а) и омплесности (б)

автоматиза

ии п

оети

ования

388

лассифиация перво о ровня заончена. Рассмотрим ласси-

фиацию второ о иерархичесо о ровня.

По тип объета проетирования различают САПР (рис. 8.21):

изделий машиностроения и приборостроения; техноло ичесих

процессов в машиностроении и приборостроении; объетов

строительства; ор анизационных систем.

Âûïóñêàåìûé

ïðîåêòíûé

äîêóìåíò

×èñëî óðîâíåé â

ñòðóêòóðå ÒÎ

Êîìïëåêñíîñòü

ÀÏ

ÑÀÏÐ

Òèï

Ðàçíîâèäíîñòü

Ñëîæíîñòü

Õàðàêòåð

×èñëî

Óðîâåíü ÀÏ

ïðîåêòèðîâàíèÿ

Îáúåêò

Òèï îáúåêòà ïðîåêòèðîâàíèÿ

à)

á)

Èçäåëèÿ

ìàøèíîñòðîåíèÿ

è ïðèáîðî-

ñòðîåíèÿ

Òåõíîëîãè÷åñêèå

ïðîöåññû â

ìàøèíîñòðîåíèè

è ïðèáîðî-

Îðãàíèçàöèîí-

íûå ñèñòåìû

Îáúåêòû

ñòðîèòåëüñòâà

Ñðåäíåé

ñëîæíîñòè

Î÷åíü

ñëîæíûå

Î÷åíü

âûñîêàÿ

ñëîæíîñòü

ñòðîåíèè

Ñëîæíîñòü îáúåêòà ïðîåêòèðîâàíèÿ

Ïðîñòûå Ñëîæíûå

Рис. 8.20. Классифиация САПР

Рис 8.21. Классифиация САПР по тип (а) и сложности (б) объета

оети

ования

389

Под оранизационной системой понимают совопность, со-

стоящю из оллетива специалистов и омплеса средств, взаи-

модействий и взаимосвязей межд ними и с внешней средой и

ал оритма процесса проетирования, необходимо о для выпол-

нения АП.

По разновидности объета проетирования можно различать

САПР РЭА, САПР атомной станции, САПР раетной системы

ит. п.

По сложности объета проетирования различают САПР

(рис. 8.21, б): простых объетов, содержащих до 10

составных

частей; объетов средней сложности, содержащих от 10

до 10

составных частей; сложных объетов, содержащих от 10

до 10

составных частей; очень сложных объетов, содержащих от 10

до

составных частей; объетов очень высоой сложности, содер-

жащих 10

и более составных частей.

Следовательно, САПР современных ЭВМ относится  САПР

простых объетов, а САПР мно опроцессорных вычислительных

систем на сверхбольших инте ральных миросхемах —  САПР

очень сложных объетов.

По ровню автоматизации проетирования различают САПР

(рис. 8.22, а) низоавтоматизированные, в оторых число автома-

тизированных проетных процедр (АПП) составляет 25 % обще-

о числа проетных процедр; среднеавтоматизированные, —

от 25 до 50% обще о числа проетных процедр, высооавтома-

тизированные от 50 до 75 %. В этих системах применяют методы

Êîìïëåêñíîñòü

ÀÏ

Óðîâåíü ÀÏ

à)

á)

Íèçêî-

àâòîìàòèçèðîâàííûå àâòîìàòèçèðîâàííûå àâòîìàòèçèðîâàííûå

Ñðåäíå- Âûñîêî-

Îäíîýòàïíûå Ìíîãîýòàïíûå Êîìïëåêñíûå

Рис. 8.22. Классифиация САПР по ровню (а) и омплесности (б)

автоматиза

ии п

оети

ования

390

мно овариантно о оптимально о проетирования. Например, в

ибих автоматизированных производствах (ГАП) для эффетив-

ности резльтатов необходимо использовать САПР средне- и вы-

сооавтоматизированно о проетирования.

По омплесности САПР лассифицирют та (рис.8.22, б):

одноэтапные, выполняющие один этап проетирования из всех

становленных для объета; мно оэтапные, выполняющие не-

сольо этапов проетирования из всех становленных для объ-

ета; омплесные, выполняющие все этапы проетирования,

становленные для объета.

По харатер выпсаемых проетных доментов различают

САПР (рис. 8.23, а): тестовые, выполняющие тольо тестовые,

доменты на бмажной ленте или листе; тестовые и рафичес-

ие, выполняющие тестовые и рафичесие доменты на б-

мажной ленте или листе; на машинных носителях, выполняющих

доменты на ма нитных носителях (ма нитных лентах, дисах и

барабанах); на фотоносителях, выполняющих доменты на ми-

рофильмах, мирофишах, фотошаблонах и т. п.; на двх типах

носителей; на всех типах носителей.

По оличеств выпсаемых проетных доментов различа-

ют САПР (рис. 8.23, б): малой производительности, выпсаю-

щих до 10

проетных доментов в пересчете на формат 2 за од;

Íà âñåõ òèïàõ

íîñèòåëåé

Òåêñòîâûå è

ãðàôè÷åñêèå

Òåêñòîâûå

Õàðàêòåð âûïóñêàåìûõ ïðîåêòíûõ äîêóìåíòîâ

à)

á)

Êîëè÷åñòâî âûïóñêàåìûõ ïðîåêòíûõ äîêóìåíòîâ

Íà ìàãíèòíûõ

íîñèòåëÿõ

Ìàëàÿ

ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü

Ñðåäíÿÿ Âûñîêàÿ

ôîòîíîñèòåëÿõ

íîñèòåëåé

Íà

Íà äâóõ òèïàõ

Рис. 8.23. Классифиация САПР по харатер (а) и числ (б) выпсаемых

проетных доментов

391

средней производительности, выпсающих от 10

до 10

прое-

тных доментов; высоой производительности выпсающих

свыше 10

проетных доментов.

В различных отраслях вводятся различные оличественные

харатеристии информации, определяющие производитель-

ность САПР.

По числ ровней в стртре техничесо о обеспечения раз-

личают САПР (рис. 8.24): одноровневые, построенные на основе

ЭВМ средне о или высоо о ласса со штатным набором перифе-

рийных стройств, оторый может быть дополнен средствами об-

работи рафичесой информации; двхровневые, построенные

на основе ЭВМ средне о или высоо о ласса и одно о или не-

сольих АРМ, влючающих мини-ЭВМ; трехровневые, пост-

роенные на основе ЭВМ высоо о ласса, АРМ и периферийно-

о про раммно-правляемо о обордования.

Данная лассифиация — не до ма. Теория автоматизации

проетирования непрерывно развивается. Появляются новые

техничесие и про раммные средства ЭВМ, омплесные САПР,

поэтом сществющие схемы лассифиации САПР бдт видо-

изменяться и совершенствоваться.

8.3.3. Системный подход  автоматизации проетирования

и принципы оранизации САПР

Рассмотрим основные принципы ор анизации САПР. Целью

создания САПР является повышение ачества и технио-эоно-

мичесо о ровня проетиремых объетов при их создании и

применении, повышение производительности трда, соращение

сроов, меньшение стоимости и трдоемости проетирования.

Очевидно, что создание САПР в первю очередь должно быть

обсловлено технио-эономичесой целесообразностью.

Состав типовой САПР. Составными стртрными частями

САПР являются подсистемы, обладающие всеми свойствами

систем и создаваемые а самостоятельные. Подсистемой САПР

îäíîóðîâíåâàÿ äâóõóðîâíåâàÿ òðåõóðîâíåâàÿ

×èñëî óðîâíåé â ñòðóêòóðå òåõíè÷åñêîãî îáåñïå÷åíèÿ

Рис. 8.24. Классифиация САПР по числ ровней

в стртре техничесоо обеспечения