Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.
ИЗУЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА FREESTYLE TF
Цель работы: приобретение навыков работы с программным комплексом FreeStyle_TF, начиная от ввода схемы электрической принципиальной и заканчивая выпуском комплекта конструкторской документации на микросборку.
1.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К РАБОТЕ
Содержание работы: уяснить поставленную задачу, ознакомиться с программным комплексом FreeStyle_TF, произвести ввод исходных данных для создания проекта микросборки и создать на их основе файл формата PDIF, используемый в программах размещения и трассировки.
Программный комплексо FreeStyle_TF предназначен для автоматизированного проектирования тонкопленочных микросборок. Пакет FreeStyleTF состоит из нескольких взаимосвязанных программ: генератора корпусов микросборок, генератора пассивных элесентов (пленочных резисторов), редактора библиотечных элементов, редактора списка соединений, программы автоматического размещения, программы автоматической трассировки, топологического редактора и модуля генерации конструкторской документации. В целом для работы комплекса необходимо порядка 10 Мб на жестком диске и дополнительно по 10-15 Мб на каждый проект. Поддерживается совместимость с САПР P-CAD на уровне .PDF-файлов.
Все управление процессом проектирования микросборки, осуществляется через интегрированную среду. Запустите программу FreeStyleTF IDE – щелкните по ярлыку IDE.exe. Главное окно интегрированной среды (рис.1) включает в себя меню, панель инструментов, строку состояния, панель задач, совмещенную с библиотекой элементов, окно сообщений и рабочую область.
Рис.1
Меню обеспечивает:
-операции над проектом (открытие, закрытие, сохранение и выход из интегрированной среды);
-управление видимостью дополнительных окон;
-настройку путей к модулям программного комплекса;
-помощь пользователю.
Строка меню состоит из названий групп команд: "Проект", "Вид", "Настройки" и "Help". Если щелкнуть мышью по любой надписи, то откроется выпадающая панель. Ниже имеется стандартная панель инструментов, которая дублирует некоторые наиболее часто используемые команды меню.
"Панель задач" отражает последовательность действий, которую необходимо выполнить, чтобы спроектировать микросборку. Проектирование начинается с настройки параметров. Далее выполняются: ввод исходных данных, проверка введенных данных на наличие ошибок, создание файла данных для перехода к режимам размещения и трассировки, собственно размещение и трассировка, последующее редактирование с целью устранения технологических нарушений и, наконец, выпуск документации.
У панели задач есть два режима: "Проект" и "Библиотека". В режиме “Проект” можно переключиться к любому этапу проектирования, например к этапу “Расчет резисторов”. Переключение в режим “Библиотека” позволяет ознакомиться с имеющимися в ней компонентами, а также использовать данные из библиотеки элементов, например, для ввода позиционных обозначений.
В рабочем поле располагаются таблицы, предоставляющие пользователю возможность ввода, расчета и проверки данных в соответствии с выбранными режимами.
Под рабочим полем располагается панель сообщений, предназначенная для информирования пользователя об обнаруженных ошибках, возможных неточностях при вводе данных, а также об автоматически выполненных программой действиях.
В нем появляется дополнительная информация, связанная с выполняемой командой, например: при команде "Подготовка схемы/Создание файла данных" в строке "Сообщение" появится запись: PDIF Файл создан.
Управление осуществляется щелчками мыши по командам, выведенным в форме отдельных слов в строке меню, или по кнопкам на панелях инструментов.
Создание проекта. Для создания собственного проекта необходимо через меню Проект/Новый открыть панель (рис.2).
Рис.2
Введите кодовое имя проекта (МСБ……. или ФИО разработчика), децимальный номер (№ группы. № бригады), а также название проекта и нажмите кнопку "Создать".
После нажатия на кнопку «Создать» создаются необходимые каталоги и файлы проекта. Файл проекта с разрешением .dat появится в \FreeStyleTF\prj\”название проекта”\. Окно создания проекта закрывается и на его месте появляется окно "Параметры проекта" (рис.3) со всеми автоматически заданными параметрами настройки.
Введите:
- параметры резистивных слоев - сопротивление квадрата резистивной пленки (Ом/квадрат) в соответствии с ТУ на резистивные материалы (не более двух видов материалов);
- параметры расчета резисторов (минимально допустимая ширина и длина резистора, максимальное соотношение длины и ширины резистора ктех),
а также выберите корпус (число выводов и размеры платы в смм = 10 мкм) и технологию изготовления (тонкопленочная).
Далее выберите "Параметры документов" на панели задач (двойным щелчком левой кнопки мыши) и введите свою фамилию в графу "Разработал" (рис.4). Проект создан, теперь можно приступить к подготовке схемы.
Рис.3
Рис.4
Выберите в панели задач "Подготовка схемы / Расчет резисторов".
На рабочем поле откроется вкладка "Расчет резисторов", начальный вид которой представлен на рис.6.
Рис.6
Для ввода резистора необходимо нажать на клавиатуре кнопку «Ins» или начать вводить данные в строке с пометкой “<…>”. При этом, если таблица пустая, то вводимому резистору автоматически присваивается имя “R1”, допустимая погрешность принимается равной 10% и в качестве слоя для изготовления резистора выбирается слой «Hi», параметры которого определены в настройках (рис. 7).
Рис.7
Для каждого резистора необходимо задать электрические параметры в соответствии со схемой электрической принципиальной. Ввод осуществляется непосредственно с клавиатуры, при этом курсор устанавливается на положение выбранного резистора, а затем с клавиатуры вводятся необходимые параметры. При этом, для расчета резистора необходимо ввести его позиционное обозначение (П/О), номинальное значение сопротивления (R, кОм), допуск (%), мощность (Р, мВт), удельное сопротивление пленки из двух выбранных в параметрах проекта: Low (низкое) или Hi (высокое), удельную мощность рассеивания материала пленки (Ро, мВт/мм2), а также указать нужна подгонка или нет (рис.8).
Рис.8
Как только все необходимые входные данные будут введены, происходит расчет параметров этого резистора – длина, ширина (рис. 9).
Рис.9
Результаты расчета представлены в двух вариантах – точном и с учетом округления и ограничений на минимально допустимые размеры.
Для округленного варианта расчета выводятся: длина (0,96), ширина (1,2), его реальная мощность рассеивания (Рр), коэффициент нагрузки (Кн), минимальная допустимая ширина (Bp min) после подгонки и расчетное значение сопротивления полученного резистора (Rp).
Эти данные значения используются для контроля и возможной ручной коррекции размеров резистора. При необходимости поля, в которые выводятся округленные значения расчета, могут быть вручную откорректированы конструктором.
Для ускорения работы по вводу данных последующих резисторов все их входные параметры копируются из предыдущей строки, а номер резистора увеличивается на единицу (рис.10).
Рис.10
Система предоставляет возможность задания требуемых соотношений параметров между различными резисторами. Выберите в панели задач "Ввод соотношений резисторов" и в открывшемся окне (рис.11) задайте требуемые параметры.
Рис.11
Далее переходим к вводу позиционных обозначений. Откройте вкладку "Ввод позиционных обозначений". Введите позиционные обозначения всех элементов вашей схемы. Ввод позиционных обозначений осуществляется следующим образом: при открытой вкладке "Ввод позиционных обозначений" открываем библиотеку элементов (кнопка "Библиотека" расположена в левом нижнем углу рядом с кнопкой "Проект"). Открываем в меню библиотеки нужный компонент, активизируем графу "Тип компонента" и двойным щелчком мыши вводим его в графу таблицы. Если имя введено неправильно, то столбец "Вариант исполнения" останется пустым. Введите в первый столбец "Компонент" его позиционное обозначение из схемы электрической принципиальной (рис.12).
При переходе на следующую строку автоматически создается позиционное обозначение, дублирующее предыдущее позиционного обозначения с увеличенным на единицу номером. Пользователь может либо принять это обозначение, либо ввести новое (например, VT1 вместо C3).
Рис.12
Ввода схемы принципиальной электрической осуществляется в два этапа. На первом - устанавливается соответствие между позиционными обозначениями элементов принципиальной схемы и параметрами элемента (если они должны быть рассчитаны - для пленочных элементов) или описанием корпуса компонента из базы данных (библиотеки).
Это уже выполнено.
На втором - вводятся списки связей (цепи) между элементами, компонентами и выводами корпуса.
Ввод соединений. Для этого переходим обратно к проекту, кликнув по кнопке "Проект", и открываем вкладку "Ввод соединений".
Электрическая цепь задается списком соответствующих ей контактов элементов, компонентов и выводов корпуса. Для этого вывод каждого элемента схемы необходимо пронумеровать, как показано на рис. 13.
Рис.13
Если у элемента два вывода, например резистор, то нумеруем выводы, в зависимости от его положения на схеме либо слева направо, либо снизу вверх, если три вывода, например транзистор, то нумеруем по часовой стрелке. Соответственно неправильная нумерация приведет к ошибкам в схеме и на выполненной плате.
Наименование контакта состоит из позиционного обозначения компонента и номера контакта, записываемого через косую черту ( / ). Наименования контактов разделяются пробелами.
Номера контактов должны соответствовать номерам контактов элемента в базе данных. При задании цепи записываются все контакты, которые подключены к данной цепи (узлу цепи).
Имя цепи формируется автоматически и соответствует наименованию первого контакта в списке контактов, но при необходимости может быть отредактировано пользователем.
Если при вводе встретился контакт, который уже принадлежит какой либо цепи, то выводится предупреждение. Пользователю предлагается либо отредактировать введенные данные (изменить номер контакта), либо объединить обе цепи, содержащие один и тот же контакт. Если пользователь выбрал второй вариант, то контакты новой (вводимой) цепи добавляются к ранее введенной цепи.
Стоит отметить, что при вводе соединений никаких знаков препинания делать нельзя, а между обозначениями необходимо оставлять пробел.
Соединение R1 с VT1 (рис.13) будет выглядеть следующим образом "R1\2 _VT1\2" , а VT1 c R2 так "VT1\3_ R2\1". После ввода соединения, для введенной цепи автоматически выбирается имя, но есть возможность редактирования названия вручную, также возможно ввести примечания к любой цепи.
Для перехода к режимам размещения и трассировки необходимо проверить введенные данные и создать на их основе файл формата PDIF, используемый в программах TF_Placer и FreeStyle_TF. При этом контроль корректности данных и диагностика наиболее типичных ошибок осуществляются системой автоматически.
Ввод данных может считаться завершенным, когда:
- каждому позиционному обозначению назначен компонент базы данных (а для пленочных элементов рассчитаны их параметры);
- назначен вариант конструктивного исполнения;
- отсутствуют ошибки (подключение одного контакта к двум или более цепям; неправильный номер контакта у компонента или корпуса и т.д.).
При соблюдении этих условий возможен переход к созданию файла данных и непосредственному конструированию микросборки (размещению компонентов, трассировке соединений, редактированию топологии).
Для этого щелкаем по вкладке "Создание файла данных", если проект не содержит ошибок, и все введено правильно, то на панели сообщений появится надпись, "PDIF файл создан" (рис.14). Файл сохраняется в папку \FreeStyleTF\IDE\ .pdf .
Рис.14
Размещение компонентов производится в программе TFPlacer, запустить которую можно, кликнув указателем мыши по "Размещение компонентов" на панели задач FreeStyle TF, в папке "Размещение и трассировка".
В центре открывшегося окна программы TFPlacer находится рабочее поле программы (рис.15), именно на нем будет производиться начальное размещение компонентов схемы
Рис.15
Для размещения компонентов схемы нужно в программе TFPlacer открыть созданный в FreeStyleTF PDIF файл. Для вывода схемы на экран через меню File/Open найдите папку с пакетом программ FreeStyleTF, а в ней найдите и откройте ваш PDIF файл. В диалоговом окне установите расширение файла -.pdf.
При создании файла в формате PDIF, все компоненты помещаются в одну точку (рис.16) с координатами (0, 0), поэтому первым шагом в процессе проектирования является начальное размещение (автоматическое или ручное).
Рис.16
Программа TF_Plaсer автоматически размещает компоненты, минимизируя суммарную длину связей. Для этого щелкните указателем мыши по кнопке (Start) или выборе из меню Tools\Start. Начнется автоматический поиск вариантов размещения. Поиск вариантов размещения будет продолжаться пока пользователь не остановит этот процесс, нажав на кнопку (Stop). Во время размещения пользователю предоставляется возможность видеть лучший (по критерию длины соединений) результат. Если полученный результат пользователя удовлетворяет, то он останавливает процесс размещения.
Рис.17
Опыт показывает, что для микросборок размещение занимает не более минуты. За это время программа просматривает более 1000 вариантов размещения.
В нижней части панели приводится информация о начальной суммарной длине соединений, суммарной длине лучшего из вариантов размещения и числе просмотренных вариантов. Более подробную информацию можно получить, выбрав в меню Tools\Statistics.
Не забудьте сохранить полученный PDIF файл (рис.18).
Рис.18
Размещение выполнено, поэтому программу TFPlacer можно закрыть.
При желании изменить вид рабочего поля программы TFPlacer вызовите в меню Tools\Options (рис.18).
Рис.18
В настройках отмечены компоненты схемы, отображаемые на рабочем поле, а также их цвет.