Система схемотехнического моделирования и проектирования Design Center

         

системы Design Center составляет программа


Основу  системы Design Center составляет программа PSpice, которая является наиболее известной модификацией программы схемотехнического моделирования SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis), разработанной в начале 70-х годов в Калифорнийском университете [35, 49, 55, 72, 79]. Она оказалась очень удачной, с тех пор интенсивно развивается и де-факто стала эталонной программой моделирования аналоговых устройств. Принятые в ней математические модели полупроводниковых приборов используются во многих аналогичных программах (например, Micro-Cap IV, ДИСП-ПК), а формат входного языка SPICE поддерживается большинством пакетов САПР (OrCAD 5, P-CAD 8.5, TangoPRO, Viewlogic, COMPASS, Mentor Graphics и др.).  Первая версия программы PSpice для IBM PC создана в 1984 г. корпорацией MicroSim. Эта и последующие версии используют те же алгоритмы, что и SPICE, тот же формат представления входных и выходных данных.
Первая версия PSpice  позволяла моделировать исключительно аналоговые устройства. Рассчитывалиcь переходные процессы при действии различных входных сигналов, их спектры, режимы по постоянному току, частотные характеристики, спектральные плотности внутренних шумов и другие характеристики нелинейных и линеаризованных аналоговых устройств. В 1989 г. выпущена версия PSpice 4.0, позволявшая моделировать и смешанные аналого-цифровые устройства. Уже в следующем году создана версия  пятого поколения, обеспечившая не только текстовый, но и графический ввод принципиальных схем в среде Windows, и одновременно сменившая название – теперь программа PSpice входит в состав программной системы Design Center. Следующее поколение системы Design Center 6.0 (январь 1994 г.) характеризуется очень интересной возможностью расчета паразитных эффектов, присущих реальной печатной плате, и проведения моделирования с их учетом. В нее также включено средство проектирования программируемых логических матриц. Очередная версия Design Center 6.1 (август 1994 г.) пополнилась модулем параметрической оптимизации.  В последней версии 6.2  (апрель–декабрь 1995 г.) реализована возможность разработки печатных плат, как в системах  типа P-CAD.
В результате пользователи получили первую на IBM PC систему сквозного проектирования печатных плат. Ее лидирующая позиция укрепляется интеграцией с автотрассировщиком SPECCTRA фирмы Cooper&Chyan Technology.
Имеются версии системы Design Center для ПК IBM PC (процессоры 386, 486, Pentium, операционные системы Microsoft Windows 3.1, Windows 95, Windows NT 3.5, MS-DOS 5.0 и более поздние версии) и рабочих станций типа Sun и HP (операционные системы SunOS 4.12, Solaris 2.3, OpenWindows 3.0  и более поздние версии). Для платформ DOS и MS-Windows имеются лицензии для автономных пользователей (stand-alone) и работы в сети,  для Sun и HP9000/700 – только сетевые.
Книга посвящена в основном работе с Design Center 6.2 на платформе Windows, функционирование в среде DOS изложено фрагментарно. Основное внимание уделено проблемам схемотехнического моделирования, в меньшей степени –  разработке печатных плат. Материал по синтезу аналоговых фильтров и цифровых устройств здесь не рассматривается.  В предлагаемой книге обращено внимание на принципиальные вопросы, возникающие при работе с Design Center, и исчерпывающим образом изложен необходимый справочный материал, который иллюстрируется большим количеством примеров и методических материалов. Знакомство с книгой позволит освоить систему Design Center гораздо быстрее, чем с помощью многотомной фирменной документации, к которой придется обращаться лишь за разъяснениями  отдельных сложных случаев.
Данную книгу можно использовать при работе не только с версией 6.2 системы Design Center, но и с более ранними версиями. По мере возможности в тексте указывается, начиная с какой версии справедлива та или иная  конструкция. Если таких указаний нет, то изменений после версии 4.0, которой посвящена книга [14], не производилось.  Однако в связи с невозможностью указать абсолютно на все нововведения при диагностике ошибок следует обращаться к файлу readme.doc текущей версии Design Center,  в котором перечислены ее новые возможности.
Рекомендуется следующая последовательность изучения системы Design Center, в дистрибутив которой включено большое количество примеров.


Сначала имеет смысл загрузить в схемный редактор один из них, например  файл example.sch, содержащий схему дифференциального усилителя. После этого, руководствуясь разд. 1.2, провести моделирование, просмотреть  его результаты и получить общее представление о системе. Далее рекомендуется прочесть гл. 3, чтобы изучить текстовую форму задания на моделирование для PSpice, составить задания для моделирования простейших примеров, оформляя их  в виде текстовых файлов с расширением имени .cir и вызывая последовательно программы PSpice и Probe под управлением DOS или Windows (в зависимости от имеющегося варианта Design Center). Изучение текстового описания схем необходимо для того, чтобы  в дальнейшем, освоив ввод схем в графическом виде, можно было диагностировать ошибки. Кроме того, знание текстового формата описания компонентов необходимо для составления и редактирования атрибутов их графических символов, создания новых символов. Техника графического ввода схем и выполнения моделирования с помощью управляющей оболочки под управлением Windows изложена в гл. 2.  После этого необходимо изучить разд. 7.2, посвященный программе графического отображения результатов моделирования Probe. Остальные разделы книги прорабатываются по мере надобности.  Перед освоением подсистемы проектирования печатных плат PCBoard (гл. 8) целесообразно ознакомиться с основными понятиями и методикой проектирования в системе P-CAD [19].
Материал книги основан на опыте, приобретенном в Московском энергетическом институте при проведении занятий со студентами и сотрудничестве с научно-исследовательскими институтами и предприятиями промышленности. При ее написании переработана и дополнена предыдущая книга [14], посвященная версии PSpice 4.0. Публикация обзорных статей по моделированию устройств электроники [15–17] показала, что интерес к этим проблемам в последнее время появился не только в учебных заведениях,  но и на предприятиях промышленности.  Автор благодарит всех своих коллег, студентов  и читателей за полезные дискуссии.Наконец, особая благодарность моим близким за их долготерпение и поддержку при подготовке книги.
Автор благодарит АООТ “Родник Софт” – официального дилера корпорации MicroSim – за предоставленную возможность познакомиться с последними версиями системы Design Center и автотрассировщика печатных плат SPECCTRA.
Со всеми замечаниями по данной работе просим обращаться по адресу: 113556, Москва, Нахимовский просп., д. 1, корп. 1, АООТ “Родник Софт”; телефон: (095) 113-7001, факс: (095) 316-9754, E-mail: pode@rodnik.msk.su.

Содержание раздела