Proiectare asistată de calculator partea 1

Capitolul 1

Introducere

Proiectarea asistată de calculator s-a dezvoltat în contextul dezvoltării resurselor hard şi

soft oferite de calculatoarele actuale. Această evoluţie a determinat şi schimbarea

concepţiilor cu privire la proiectarea şi realizarea sistemelor şi schemelor electronice, atât

simple cât şi complexe. Resursele de calcul sunt implicate în această activitate din

necesitatea de a reduce preţul de cost, a îmbunătăţi performanţele şi a reduce cât mai mult

timpul afectat cercetării şi dezvoltării de produse. Fără ajutorul calculatoarelor şi al

programelor de simulare din ce în ce mai puternice, nu se mai poate practic concepe

activitatea de proiectare în acest domeniu.

În anii ’50, apar primele preocupări de proiectare a schemelor electronice şi de optimizare

automată cu ajutorul calculatorului. Interesul s-a canalizat în special înspre simularea şi

analiza circuitelor şi a sistemelor. Aceste activităţi s-au dezvoltat foarte mult de atunci şi

până în prezent. În perioada anilor ’80 rezultatele au fost cele mai spectaculoase.

Calculatoarele performante care au apărut, au permis implementarea programelor de

simulare şi analiză :

¨ Primele programe au fost din seria ECAP (Electronic Circuit Analysis Program1 –

1965) şi PREDICT2 (Program for determining the responsees of electronic systems to

transient nuclear radiation –1964 ) , realizate de firma IBM;

¨ Din programul PREDICT, s-a dezvoltat programul SCEPTRE (1967) apoi NET1

(Network analysis program -1964), elaborat la Los Alamos –SUA;

¨ În perioada anilor 1968-1970, sunt elaborate programele CANCER3 (Computer

Analysis of Nonlinear Circuits Excluding Radiation) şi SLIC (Simulator for Linear

Integrated Circuits);

¨ În anul 1973, programul CANCER a fost dezvoltat şi a apărut prima versiune a

programului SPICE4 (Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis). În anii

următori, au apărut diverse versiuni ale acestui program, realizate la Universitatea

Berkeley din California. Îmbunătăţirile aduse au fost în general legate de grafica

acestor programe şi mai puţin de algoritmii de simulare.

¨ Din anii ’80, apariţia calculatoarelor personale a determinat crearea multor

programe de simulare şi analiză.

Proiectarea şi realizarea unui program de simulare şi analiză a circuitelor şi sistemelor

electronice depinde de cerinţele utilizatorului şi de nivelul tehnologic al celor care îşi

propun să realizeze acest scop. Un program de asemenea gen, trebuie să fie cât mai

general, eficient şi în mod deosebit uşor de exploatat, fiabil , să aibă un preţ de cost cât mai

mic şi să poată fi în permanenţă actualizat.

În elaborarea unui circuit sau sistem electronic trebuie parcurse următoarele etape:

· specificarea cerinţelor;

· proiectarea schemei bloc;

· alegerea metodelor de proiectare; proiectarea schemei de principiu;

simularea şi analiza; optimizarea rezultatelor;

· realizarea practică a modelului de laborator şi a documentaţiei de execuţie;

producţia de serie.

Un rol foarte important îl are simularea şi analiza, reprezentând o etapă intermediară între

cea de proiectare şi cea de realizare a modelului experimental. Este foarte importantă de

asemenea, pentru optimizarea soluţiilor iniţiale, realizabilă prin metode iterative, activitate

imposibil de realizat fără ajutorul calculatorului.

Proiectanţii de medii de lucru, au dezvoltat pachete de programe cu ajutorul cărora se pot

realiza şi alte etape ale activităţii de proiectare în afara celei de simulare şi analiză şi

anume : proiectarea schemelor de principiu, elaborarea documentaţiei de execuţie, schema

de cablaj, optimizarea soluţiilor obţinute, comanda maşinilor automate, comanda maşinilor

de testare şi diagnoză automată. Aceste pachete de programe se numesc medii de

proiectare inginerească, medii de simulare, etc. şi pornind de la ideea de proiectare asistată

de calculator, s-au dezvoltat două concepte importante:

CAE – Computer Aided Engineering5 şi

CAM Computer Aided Manufacturing6

Dintre pachetele de tip CAE se pot aminti: Designer, MicroCap, Micrologic- produse se

firma SPECTRUM, AeroSpice –Bucureşti, OrCAD 3.21 –firma OrCAD Corporation,

Master Designer –CADAM , Pspice, Ispice, etc.

Dintre programele de tip CAM: CADStar- produs de firma englezească RecalRedac,

OrCAD 4.0 şi versiunile ulterioare până la 9.x produse de OrCAD Corporation, Saber şi

DesignStar- produse de ANALOGY ş.a.

În timp, toate aceste programe au evoluat în medii de dezvoltare, mai prietenoase şi mai

utile în dialogul cu utilizatorul.