САПР Delta Design

Система Delta Design является универсальным инструментом разработки электронных устройств, объединяющая различные средства автоматизированного проектирования.

САПР Delta Design позволяет повысить производительность труда разработчиков электронных устройств и обладает целым рядом преимуществ:

Контроль и целостность данных. Данные хранятся в транзакционной СУБД, которая обеспечивает целостность данных.

Сквозное проектирование. Система обеспечивает полный цикл проектирования радиоэлектронных устройств.

Оптимизированная библиотека. Концепция ввода "Datasheet как единого целого" позволяет вести серии однотипных электронных компонент (например, серию резисторов) в виде одного компонента, что упрощает администрование библиотеки и обеспечивает ее целостность и непротиворечивость.

Интеллектуальный схемотехнический редактор.  Автоматическое прокладывание цепей схемы по оптимальному маршруту. Автоматическое создание портов на концах цепей. Автоматическое подключение к шине с заданием специального «.входа./в шиную  Перемещения компонентов, проводников, портов и шин с сохранением подключений

Обширные возможности задания правил и технологических ограничений. Правила задаются с нужной детализацей в зависимости от сложности проекта. Ведение правил осуществляется с использованием принципа наследования заданных параметров по иерархии цепей, слоев и регионов(областей) на плате. 

Поддержка ЕСКД. Входящие в состав системы шаблоны и стили оформления позволяют оформлять документацию в соответствии с требованиями ГОСТ.

Инновационные инструменты моделирования. Средства моделирования среды позволяют эффективно моделировать как аналоговые, так и цифровые процессы, происходящие в схемах. Точность и быстродействие инструментов моделирования превосходит аналоги.

Возможность интерактивной и автоматической трассировки. Прокладка треков на печатной плате может происходить в ручном или полностью автоматическом режиме. Комбинация режимов позволяет определить оптимальную топологию печатной платы, разрабатываемой в САПР Delta Design, и минимизировать затраты на ее проектирование.

Удобный интуитивно-понятный интерфейс. Интерфейс системы построен на основе новейших методологических наработок и современных программных технологий. Он обеспечивает комфортную работу и позволяет снизить количество ошибок проектирования, позволяя совершать только корректные действия.

Система Delta Design предназначена для автоматизации всего комплекса работ по проектированию печатной платы.

В работах по созданию печатной платы принято выделять следующие процессы:

• ведение базы данных радиоэлектронных компонентов;
• разработка схемы электрической принципиальной;
• проведение моделирования схемы (аналоговой и цифровой);
• разработка конструкции печатной платы;
• расстановка компонентов и трассировка проводников печатной платы;
• выпуск документации (в том числе файлов для производства)

При создании нашей системы мы исходим из следующих принципов:

• Охват полностью всего комплекса работ в единой системе
  • Мы объединили все операции по разработке платы в рамках единой программной среды, что позволяет работать в целом с проектом платы и контролировать одновременно все данные. Все члены команды могут пользоваться единым пользовательским интерфейсом для просмотра и редактирования данных. Это обеспечивает ускорение работы команды над проектом в целом.
  • Разработаны удобные интерфейсы для быстрого доступа к различным моделям платы в рамках единой информационной среды. 
  • Вся информация по системы хранится в единой базе данных, что позволяет дополнительно контролировать целостность данных. 
  • Пользовательский интерфейс среды построен на общих принципах, что резко сокращает время освоения системы для нового человека.
• Отсутствие лишних операций преобразования данных
  Мы рассматриваем проект разработки платы как единое целое и позволяем модифицировать данные по схеме, используемым компонентам и конструкции платы совместно. Конструкторская документация и документация для производства настраивается и формируется автоматически на основании моделей данных платы.
• Поддержка и ориентация на российские стандарты разработки
  Система изначально содержит символы, формат и штамп документов согласно ГОСТу. Такой подход экономит время разработчикам работающим с российскими заказчиками. При этом система позволяет выбрать представление согласно ANSI стандарту или создать пользовательский вариант.
• Обнаружение ошибок как можно ближе к моменту их совершения пользователем
  Цена исправления ошибки при построении электрической схемы, конструировании платы или других процессах тем выше, чем больше времени прошло с момента ее внесения. Наша система обеспечивает контроль вводимых данных и снабжена механизмами полуавтоматической коррекции
• Простота использования (низкий порог вхождения) и при этом большие возможности
  Интерфейс системы спроектирован по принципу "от простого к сложному". Пользователю изначально предлагается интуитивно понятный интерфейс для разработки простых решений. При этом во всех инструментах редактирования предоставляется возможности ввода данных для сложных схем для чего введены отдельные интерфейсы или системы дополнительных настроек.

Приступая к работе с САПР Delta Design  важно понимать, каким образом устроен рабочий процесс. После того, как вы ознакомитесь с этим процессом, Вам будет проще начать использовать систему.

Ниже будет рассказано о рабочем процессе и различной пользовательской документации о системе.

Рабочий процесс

Рекомендуемая методика работы с системой включает в себя несколько последовательных этапов:

• Выбор стандартов разработки/оформления
• Формирование базы компонентов
• Создание проекта печатной платы
• Создание электрической схемы
• Определение правил проектирования
• Разработка конструкции печатной платы
• Трассировка печатной платы
• Выпуск документации

Схема работы с системой показана на рисунке.

Стандарты

К стандартам системы Delta Design относятся:

• список семейств и типовых УГО
• настройки сеток
• схемные порты
• стандартные форматы и штампы листов документов
• настройки классов слоев
• типовые корпуса, согласно стандарту IPC
• шаблоны правил проектирования
• таблицы стилей, к которым относятся настройки линий, текста и так далее, в разных редакторах
• сведения о материалах, используемых в плате
• шаблоны слоев платы

Стандарты определяют внешний вид выпускаемых документов, настройки, используемые в редакторах, и базовые характеристики печатных плат. Система Delta Design уже поставляется с набором УГО и шаблонами оформления документов, выполненных в соответствии с требованиями ГОСТ.

База компонентов

Следующим этап - формирование базы данных РЭК. Она может сформирована путем ввода данных или путем импорта из сторонних систем. База состоит из отдельных билиотек, в которых хранятся все данные, необходимые для описания компонента. Импорт и экспорт из базы РЭК осуществляется на уровне библиотек.

Создание проекта печатной платы

Все данные о печатной плате ведутся в рамках одного проекта. В рамках проекта разрабатываются схема и плата, ведутся правила проектирования. Выпуск документации осуществляется также в рамках проекта. Проект создается с использованием стандартов оформления документации, шаблонов правил проектирования и шаблонов слоев платы. Проекты могут экспортироваться и импортироваться.

Схема электрическая принципиальная

Электрические схемы создаются на базе отдельных компонентов. Компоненты размещаются на схеме и соединяются цепями. Таким образом формируется нетлист проекта. В нетлисте содержаться информация, какими цепями соединены контакты компонентов.

Процесс создания схемы совмещен с выпуском документации - при окончании работы со схемой могут быть выпущены следующие документы:

• Схема электрическая принципиальная и др.
• Ведомость покупных изделий
• Перечень элементов (плоский и иерархический)

Выпускаемая документация соответствует выбранным стандартам (по умолчанию используются стандарты ГОСТ). Кроме того, возможен  импорт схем из системы P-CAD.

Создание печатной платы

Этап создания печатной платы в САПР Delta Design предполагает следующие действия: 

• Формирование списка слоев платы и переходных отверстий
• Определение границ печатной платы
• Расстановку компонентов
  

Трассировка платы

Заготовка печатной платы, полученная на предыдущем этапе, экспортируется в программу TopoR. В этой программе осуществляется трассировка платы и выпуск файлов для производства.

Выпуск документации

Конструкторская документация может быть выпущена при завершении работы со схемой. Производственная документация выпускается по окончанию работы с платой.

Документация

Вводного курса по работе с системой  (cкачать)

Во вводном курсе на базовом уровне описаны все этапы работы с системой. Курс раскрывает базовые принципы работы. Ознакомившись с ним можно приступать к начальной работе.

Комплекта уроков (перейти)

В наборе уроков делается акцент на типовые действия при работе с системой. Все базовые операции подробно описаны. Так же рассматриваются некоторые продвинутые аспекты. Ознакомившись с набором уроков можно приступать к полноценной работе с системой.

Набора часто задаваемых вопросов  (перейти)

В разделе часто задаваемых вопросов представлены материалы, которые позволяют быстро выполнить конкретное действие. Здесь, зачастую, раскрываются тонкости в работе с системой, которые возникают в нестандартных ситуациях.

Руководства пользователя  (перейти)

Руководство пользователя это системное описание системы. В руководстве описание системы совмещено с описанием действий, выполняемых на каждом этапе работы. Таким образом, руководство может выступать как справочник по работе, и как описание устройства системы.

Система Delta Design обеспечивает проведение полного цикла проектирования радиоэлектронных изделий. Проектирование радиоэлектронных изделий - это комплексный процесс, состоящий из различных работ, которые, в рамках системы, могут быть разделены на несколько этапов. Система обеспечивает надежность при внесении изменений и доработок в проект и гарантирует корректное отображение проектных материалов на протяжении всего цикла проектирования.

Процесс проектирования радоэлектронных устройств, выполняемых на основе печатных плат, представляется в виде следующих этапов:

1. Работа с базой данных радиоэлектронных компонентов
2. Разработка принципиальных электрических схем
3. Проведение моделирования
4. Разработка конструкции печатных плат
5. Задание правил и технологических ограничений
6. Трассировка печатных плат
7. Выпуск документации

Разработка схемы, моделирование, работы с платой могут выполняться в смешанном цикле, т.е. проектировщик может возвращаться к более ранним этапам, внося в проект изменения, а затем, вновь переходить к более поздним этапам. Процесс выпуска документации в системе Delta Desing автоматизируется, но не выделяется в виде отдельного модуля.

Цикл разработки радоэлектронного устройства, осуществляемый в системе Delta Design представлен на рисунке.

1. Работа с базой данных радиоэлектронных компонентов

Данный этап подразумевает формирование базы радиоэлектронных компонентов, которые будут использоваться при проектировании электронных изделий. Сформированная база радиоэлектронных компонентов, позволяет четко определить используемую элементную базу и, тем самым, сократить цикл разработки и выпуска конечного изделия.

Для реализации данного этапа система предоставляет проектировщику дополнительные возможности:

• Комплексное структурирование базы радиоэлектронных компонентов

  Радиоэлектронные компоненты разделены на функциональные группы - семейства. Каждый компонент относится какому-либо семейству. Семейства формируются на основании существующих разновидностей компонентов. В качестве базового списка семейств в системе используется классификация по стандарту ГОСТ - 2.710. В случае необходимости проектировщик имеет возможность внести изменения в классификацию или расширить ее. Использование четко структурированной базы радиоэлектронных компонентов снижает вероятность ошибочного использования компонентов, тем самым оптимизируя процесс проектирования.

• Поддержка различных наборов компонентов
  
  База радиоэлектронных компонентов в системе Delta Design построена на основе множества библиотек. Библиотека - это функционально замкнутое хранилище данных о компонентах. Такая форма хранения данных позволяет легко осуществлять импорт и экспорт различных групп компонентов как библиотек в целом, так и частей библиотек или отдельных компонентов. В рамках системы могут использоваться как единые библиотеки, используемые организацией в целом, так и локальные библиотеки, которые доступны только для конкретного проектировщика. Возможность повторного использования данных, добавленных в библиотеку, позволяет оптимизировать процесс формирования базы данных радиоэлектронных компонентов.

• Однозначное соответствие между техническим описанием (datasheet) и компонентом в базе данных

  Для радиоэлектронных компонентов в базе данных указываются различные свойства: технические характеристики, вид отображения компонента на схеме и плате. Для каждого компонента можно указать дополнительную информацию любого рода, например, техническое описание компонента (datasheet). Главная особенность базы радиоэлектронных компонентов  - это возможность представить линейку однотипных комплектующих в виде одного компонента. В компоненте могут быть объединены различные типы корпусов или различные значения одного из параметров компонента (например, рабочее напряжение) задаются в пределах одного описания. Такой подход обеспечивает однозначное соответствие между техническим описанием (datasheet) и компонентом в базе данных, что позволяет оптимизировать работу проектировщика и снизить затраты на поддержание базы данных в актуальном состоянии.

2. Разработка принципиальных электрических схем

На данном этапе разработки происходит построение электрической схемы изделия. В системе Delta Design разработка схем производится на основе компонентов, добавленных в базу данных системы. Процесс проектирования электрической схемы совмещен с процессом выпуска документации, что позволяет сократить временные затраты.  При построении схемы формируется список компонентов, входящих в состав изделия, и список цепей (проводников), соединяющих компоненты.

Разработка электрических схем в  Delta Design обладает рядом уникальных особенностей:

• Разработка схем совмещена с выпуском документации, поддерживаются различные типы оформления

В системе Delta Design разработка электрической схемы совмещена с процессом выпуска документации. Схема строится на листах, оформленных в соответствии со стандартами: ГОСТ, ISO, или каким-либо другим стандартом, определенным проектировщиком. Такой подход способствует улучшению восприятия создаваемых схем и позволяет добиться экономии времени при оформлении документации.

• Поддерживается создание схем со сложной иерархией

Система позволяет создавать сложные многоуровневые схемы, в том числе с несколькими уровнями вложенности. Проектирование схемы может осуществляться с использованием блоков – функционально-законченных фрагментов схемы, предназначенных для многократного использования.

• Автоматизированное редактирование схемы проводится с соблюдением стандартов оформления

Для удобства проектировщика в системе предусмотрен набор автоматических инструментов для редактирования схемы. Манипуляции (такие как копирование, перемещение, удаление) с компонентами и проводниками на схеме выполняются без нарушения стандартов оформления, что ускоряет работу по созданию схемы.

• Производится контроль целостности схемы в момент редактирования

Схемотехнический редактор системы Delta Design позволяет уменьшить число ошибок при построении схемы, препятствуя проектировщику совершать заведомо некорректные действия. Такой контроль не заменяет собой полную процедуру проверки схемы, которая может быть запущена проектировщиком в любой момент времени.

• Имеется возможность формировать правила создания платы в момент разработки схемы

Размещенные на схеме цепи могут быть сгруппированы в различные классы, которые задает проектировщик. Группировка цепей позволяет оптимизировать создание правил проектирования на этапе работы с платой. 

3. Проведение моделирования

Этап моделирования важен с точки сокращения времени разработки платы в целом, за счет сокращениями оптимизации работ с физическим прототипом изделия. Корректировка физического прототипа платы требует гораздо больше затрат, чем изменение электрической схемы. Моделирование позволяет минимизировать многие технологические риски, выявив неподходящие решения в аппаратных и программных средствах до производства первого макета изделия, благодаря чему существенно повышается эффективность процесса разработки.

Для этапа моделирования система Delta Design предоставляет разработчику богатый набор инструментов:

Схемотехническое моделирование реализовано в рамках модуля SimOne. Модуль позволяет проводить полнофункциональное SPICE-моделирование радиоэлектронных схем и дополнен дополнительными инструментами для анализа схем. К дополнительным возможностям относятся:

• Расчет периодических режимов, который позволяет определять поведение схемы в установившемся режиме, избегая длительных предварительных расчетов переходных процессов.

• Анализ устойчивости схемы, благодаря которому определяется, устойчивость схемы в текущей рабочей точке и выделяются компоненты схемы, влияющие на ее устойчивость. Доступно исследование зависимости устойчивости схемы от параметров  моделей компонентов и от температуры, при которой функционирует моделируемая схема.

Система обеспечивает удобную работу с тестовыми SPICE-библиотеками и графическими макромоделями. Для проектировщика доступны как встроенные SPICE-модели компонентов (SPICE-примитивы), так и обширная база готовых моделей реальных схемных компонентов, содержащая более 30 000 моделей.

В ходе моделирования система позволяет:

• строить графики интересующих переменных и функций от них;

• использовать функции курсоров для оценки параметров кривых;

• производить измерения  и их пересчет при последующих запусках моделирования характеристик построенных кривых;

• получать  спектральные характеристики кривых на основе быстрого преобразования Фурье.

Моделирование работы цифровой аппаратуры реализовано в рамках модуля Simtera. Модуль позволяет осуществлять совместное моделирование аппартной и программной частей работы цифровой аппаратуры. Совместное моделирование обеспечивает целостность данных, получаемых в результате расчетов, и уменьшает время разработки, позволяя быстро определять неподходящие технические решения и оперативно вносить корректировки.

Simtera использует модели аппаратуры, соответствующие стандарту VHDL. Модели могут разрабатываться в рамках системы или загружаться из сторонних источников. Для разработки программ-прошивок используется язык C/C++, компиляция выполняется сторонним компилятором.

Основной особенностью Simtera является то, что данные расчетов доступны непосредственно в процессе моделирования. Встроенный осциллограф позволяет отображать данные непосредственно в процессе расчета, что уменьшает время обнаружения ошибок. Реализована возможность использовать точки останова и пошаговую отладку для тонкой настройки поведения системы.

Средства моделирования цифровой аппаратуры Delta Design обеспечивают наиболее полную поддержку стандарта VHDL (VHSIC - very high speed integrated circuits hardware description language), по сравнению с аналогичными продуктами. При этом система обеспечивает высокую скорость проведения расчетов.

4. Разработка конструкции печатных плат

На данном этапе разработки определяется конструкция печатной платы. Редактор плат системы Delta Design позволяет создавать печатные платы любой формы и любого уровня сложности. Инструменты редактора позволяют реализовать множество технических решений, которые применяются на современных печатных платах.

При разработке конструкции печатных плат система обеспечивает:

• Гибкость в разработке конструкции платы

Конструкция платы может быть разработана как на основании требований, предъявляемых к изделию, когда задаются ограничения на параметры конструкции (например, габаритные размеры), так и на основе компоновки компонентов и трассировки проводников, когда параметры конструкции платы определяются компоновкой компонентов.

• Точное определение характеристик слоев платы

Система дает возможность создавать многослойные печатные платы самых разных размеров и форм. Настройка параметров слоев платы (stack-up’а) осуществляется с использованием готового справочника материалов, что позволяет повысить эффективность расчетов для создания областей экранирования, размещения антенн и т.п. Поддерживается большое количество различных типов слоев, используемых при создании печатных плат. В их число входят слои, нанесения маркировки, что обеспечивает нанесение маркировки в разных форматах, выполняемую на сложных изделиях.

• Единство технологических параметров

Система позволяет задать для платы единые технологические параметры, такие как нанесение паяльной пасты, нанесения паяльной маски и др. Для особых компонентов данные параметры могут быть заданы отдельно. Такой подход  оптимизирует процесс разработки и обеспечивает единство технологических параметров в рамках платы.

5. Задание правил и технологических ограничений

Данный этап предваряет этап трассировки печатных плат и осуществляется с помощью  редактора правил.

В общем случае правила задаются в иерархию, в которой применен принцип наследования (плата -> класс -> дифпара -> цепь ). При этом на каждом уровне иерархии можно задавать правила для каждого из слоев платы. Также при проектировании платы быть указаны регионы (отдельные геометрические зоны), в которых правила будут отличаться от заданных для слоя.

В некоторых случаях правила удобно описывать для посадочного места (например, для BGA). Для этого в настройке ТПМ существует возможность описать регионы и указать, какие правила в них будут изменены.

Правила в редакторе для удобства ведения разбиты на несколько листов, каждый из них представляет собой отдельную таблицу. Все таблицы объединяет общий принцип ведения данных, что повышает продуктивность работы разработчика в целом. Также, в зависимости от сложности проекта, разработчик может выбрать лист с достаточным для работы уровенем детализации правил.

Для повторного использования данных и организации единого информационного пространства на предприятии система позволяет создавать шаблоны правил (на основании существующих проектов или "с нуля"). Каждый из новых проектов будет создан на базе одного из таких шаблонов.

6. Трассировка  печатных плат

Этап трассировки является одним из самых трудоемких в процессе разработки платы. В системе Delta Design трассировка может выполняться как в ручном, так и в автоматическом режиме. В процессе трассировки выполняется контроль целостности платы и корректности прокладки треков. Контроль осуществляется в соответствии с заданными правилами проектирования. Автотрассировщик TopoR, входящий в состав Delta Design, позволяет сделать работу с печатными платами простой и комфортной, а также ускорить проведение работ на данном этапе. Это достигается за счет того, что большинство действий проектировщика автоматизированы.

Для эффективной трассировки печатных плат системой Delta Design обеспечивается:

• Тонкая настройка правил проектирования

Многофункциональный редактор правил проектирования поддерживает самый широкий перечень возможных требований.

• Полуавтоматическая(интерактивная) трассировка с полным контролем правил

Для отрисовки дорожек(треков) может быть использована интерактивная трассировка. В этом режиме обеспечивается автоматический контроль всех правил проектирования и позволяет, по желанию проектировщика, перемещать компоненты и/или другие дорожки, если они препятствуют отрисовке трассируемой дорожки.

• Автоматическая расстановка компонентов

Автоматический инструмент расстановки компонентов позволяет легко расположить на плате все компоненты оптимальным образом.

• Автоматическая трассировка платы

Автотрассировщик TopoR, используемый в системе Delta Design, обеспечивает существенное снижение протяженность параллельных трасс и уменьшается уровень перекрестных электромагнитных помех. Это достигается за счет того, что алгоритм трассировки не имеет преимущественных направлений трассировки, кратных 45°. Прокладка проводников выполняется под произвольными углами и обеспечивает более экономичное использование коммутационного пространства. Кроме того, эффективность автотрассировки превосходит результаты аналогов.

• Контроль параметров проложенных дорожек

Система обеспечивает контроль параметров отрисованных дорожек. Осуществляется контроль задержек сигналов, выравнивание задержек для дифференциальных линий и т.д.

7. Выпуск  документации

Система Delta Design позволяет выпускать как конструкторскую, так и производственную документацию.

Выпуск конструкторской документации во многом совмещен с процессом проектирования схемы и разработки конструкции платы. Схема сразу оформляется в соответствии с настраиваемыми стандартами оформления. Для проектировщика в системе доступны стандарты ГОСТ и ISO, кроме того имеется возможность реализовать (задать настройки) иные стандарт оформления документации. Поставляемая система уже содержит в себе настройки оформления, соответствующие отечественным стандартам оформления документации: типы документов, форматы листов, основные надписи, шрифты, типы линий и т.п.

Чертеж платы выпускаются в виде dxf-файлов, которые поддерживают несколько слоев изображения, т.е. дают проектировщику вносить дополнительные данные, например, указывать размеры изделия. Такие файлы, при необходимости, могут быть доработаны  до полноценных чертежей в большом количестве машиностроительных САПР.

Также система обеспечивает формирование отчетов "Ведомость покупных изделий" и "Перечень элементов". Отчеты выполняются в форме, утвержденной в ГОСТ, и содержат в себе информацию по составу необходимых для производства платы радио-электронных компонентов.Сформированные документы могут быть отправлены на печать непосредственно из системы, либо могут экспортироваться в виде pdf-файлов.

Система Delta Design обеспечивает выпуск производственной документации в форматах:

• Gerber
• Сверловка (Drill)