Учебная система проектирования схемной документации

Е.И.Артамонов,

зав.лаб., д.т.н., проф.,

А.И.Разумовский,

м.н.с.,

Л.Н. Сизова.,

вед. инж.-прогр.,

В.А. Ромакин,

аспирант,

ИПУ РАН, г.Москва

Учебная версия системы проектирования схемной документации «Графика-01-T» предназначена для подготовки базы данных типовых графических изображений, формирования геометрических моделей схем, редактирования и выпуска чертежной документации в электронном виде или на твердых носителях. Система может использоваться при проектировании схем алгоритмов, структурных, функциональных, принципиальных и монтажных схем, а также печатных плат.

Первый этап процесса проектирования схем заключается в размещении элементов на графическом поле схемы (рис.1). Для проектирования схем радиоэлектронной аппаратуры предусмотрена база данных типовых графических изображений элементов с указанием контактов – точек соединения с другими элементами схемы.

Вторым этапом является задание связей между элементами. Для этого курсором мыши последовательно указываются контакты элементов, составляющих эту цепь (рис.2). Полученная таким образом модель схемы хранит связи между элементами без привязки к конкретному расположению элементов, что позволяет при перемещении элементов сохранять первоначально заданные связи. Связи в этом случае представляются как бы резиновыми нитями. Такая модель удобна для итерационного процесса решения задач размещения и трассировки.

Рис.1.Размещение элементов.

Рис.2. Задание соединений между элементами.

На третьем этапе производится ручная или автоматическая трассировка соединений между элементами. В системе предусмотрены интерактивные средства ручной трассировки, включающие функции: работы по вводу и выводу информации, представленной в виде различных структур данных; построения, визуализации и редактирования геометрических моделей.

Система работает со следующими структурами данных:

*.b - файл с именем (*) и расширением (.b) является внутренним двоичным файлом комплекса «Графика-01-T», в котором размещается описание 2D модели объекта;

*.i - двоичный файл комплекса «Графика-01-T», в котором размещается последовательная запись координат геометрических примитивов в виде ломаных линий и текста, описывающих 2D модель объекта, с разделителями между ними;

*.bmp - стандартный растровый файлом;

*.gbr – символьный GERBER файл, предназначенный для вывода информации на внешние устройства (графопостроители, координатографы, принтеры и фото-плоттеры);

*.hpg – символьный HPGL файл, предназначенный для вывода информации на внешние устройства (графопостроители, координатографы, принтеры и фото-плоттеры);

*.plt - символьный HPGL файл системы PCAD, предназначенный для вывода информации на графопостроители.

*.dxf – символьный файл системы AutoCAD, предназначенный для обмена с внешними системами.

Система «Графика-01-T» содержит функцию автоматической трассировки соединений, которая на основе геометрической модели схемы прокладывает соединения между элементами по алгоритму определения, по наперед заданным критериям, минимальной стягивающей цепи. На рис. 3 приведен результат автоматической трассировки соединений на принципиальной электрической схеме, изображенной на предыдущих рисунках. В этом режиме соединения могут изгибаться только под прямым углом, допускаются пересечения трасс под прямым углом.

В режиме проектирования печатных плат система может проводить соединения с пересечениями и с последующим распределением их по слоям печатной платы, а также проводить соединения без пересечений под прямым углом или под углом 45 градусов. Запретными для трассировки соединений являются зоны, занятые типовыми графическими изображениями элементов.

Рис.3. Результат автоматической трассировки соединений между элементами схемы.

Предварительно настраиваемые параметры автоматической трассировки определяют:

- трассировку с пересечениями трасс или без пересечений,

- скорость стремления к цели и вес элементарного шага при поиске кратчайшей цепи,

- уменьшение общего числа пересечений цепей,

- уменьшение общего числа изгибов каждой цепи,

- минимальное расстояние между автоматически трассируемыми соединениями по осям Х и У.

Система «Графика-01-T» используется в учебном процессе для изучения общих принципов автоматизированного проектирования схемной документации, организации интерфейсов пользователей на основе средств операционной системы Windows, организации структур данных и файловой системы, управления вводом и выводом информации, изучения алгоритмов автоматической трассировки.