Реферат по программе orcad

Обновлено: 05.07.2024

Программа OrCAD Capture предназначена для создания проекта, часть которого может быть задана в виде принципиальной электрической схемы, а другая часть может быть описана на языке высокого уровня VHDL [2, 3]. Кроме того, из оболочки OrCAD Capture запускаются программы моделирования аналоговых, цифровых и смешанных аналого-цифровых устройств PSpiee и параметрической оптимизации PSpiee Optimizer. В программе OrCAD Capture проекты подразделяются на несколько типов (см. разд. 2.2).

Рис. 2.1. Взаимосвязь OrCAD Capture с другими программами

При создании проекта в соответствии с его типом автоматически загружаются необходимые библиотеки компонентов (позднее их перечень можно изменить вручную), при этом для всех специализированных проектов возможна передача информации в программу OrCAD Layout для создания печатных плат (ПП). На рис. 2.1 показана взаимосвязь OrCAD Capture с другими программами системы OrCAD. При создании принципиальных схем проекта необходимая информация отыскивается во встроенной базе данных, которая поставляется вместе с системой и пополняется пользователями. Причем при наличии опции Component Information Systems (CIS) официальные пользователи получают доступ через Интернет к'расширенной базе данных, содержащей сведения примерно о 200 тыс. компонентов различных фирм (приведены их символы и корпусы).

На рис. 2.2 изображен экран программы OrCAD Capture 9.2. В его верхней части расположено меню команд и ниже — панель инструментов.

Рис. 2.2. Экран программы OrCAD Capture

1. Меню команд и панель инструментов. Перечень команд OrCAD Capture приведен в разд. 2.7. Состав пиктограмм панели инструментов зависит от выбранного режима работы и типа текущего проекта, их состав изображен на рис. 2.3 и приведен в табл. 2.1.

Рис. 2.3. Пиктограммы панели инструментов

Состав меню команд зависит от выбранного режима работы и типа текущего проекта. На рис. 2.4 указано содержание меню команд при активизации менеджера проектов.

Таблица 2.1. Пиктограммы панели инструментов

Пиктограмма

Эквивалентная команда

Описание команды

Создание нового документа

Открытие существующего документа

Сохранение внесенных изменений в текущем проекте

Вывод твердой копии одной или более страниц текущей схемы или изображения символа компонента

Удаление выбранного объекта с копированием в буфер обмена

Копирование выбранного объекта в буфер обмена

Размещение объекта из буфера обмена

Отмена результата выполнения одной последней команды

Отмена результата выполнения одной последней команды Undo

Увеличение масштаба изображения

Выполнение перестановок логически эквивалентных секций компонентов и выводов в процессе обратной корректировки

Рис. 2.4. Состав меню команд менеджера проектов

2. Менеджер проектов расположен в левой части экрана программы Capture. В режиме File развертывается плоская файловая структура проекта, в режиме Hierarchy — его иерархическая структура. Файловая структура проекта содержит ряд разделов:

Design Resource — описание проекта (файл проекта *.dsn, отдельные страницы схемы, перечень компонентов Design Cache, VHDL-файлы, перечень используемых библиотек компонентов *.olb);

Outputs — результаты проектирования;

PSpice Resource — информация для моделирования с помощью PSpice (Include Files, Model Library, Simulation Profiles, Stimulus Files) и др.

Двойной щелчок левой кнопки мыши по имени конкретного файла или по его значку загружает его в соответствующий редактор (при выборе файла схем загружается редактор схем, при выборе текстового файла — встроенный текстовый редактор). Щелчок правой кнопки мыши по значку отдельного файла или каталога разворачивает меню, состав которого зависит от типа выбранного объекта:

Add File — добавление файла;
Part manager —загрузка менеджера компонентов;
Edit — редактирование файла;
Properties — просмотр и редактирование свойства объекта;
New Schematic — создание новой схемы;
Design Properties — редактирование параметров проекта;
Save - сохранение внесенных изменений;
Save As. — сохранение внесенных изменений в проекте с новым именем;
Simulate Selected Profile(s) — выполнение моделирования с помощью PSpice в соответствии с выбранным профайлом (файлом задания на моделирование);
View Simulation Results — просмотр графических результатов моделирования;
View Output File — просмотр текстового файла результатов моделирования;
Edit Simulation Settings — редактирование задания на моделирование;
Make Active — активизация выбранного профайла;
New Page — добавление новой страницы схемы;
Edit Page — редактирование страницы схемы;
Schematic Page Properties — редактирование параметров настройки схемного редактора;
Edit Selected object properties — редактирование атрибутов выбранного на схеме объекта;
Make Root — переноси выбранной схемы на верхний уровень иерархии;
Rename — переименование файла.

3. Редактор схем. На рис. 2.5 показано окно редактора страницы принципиальной схемы, на которой расположены дополнительные панели инструментов (рис. 2.6), команды которых перечисленны в табл. 2.2 и 2.3.

Рис. 2.5. Окно редактора страницы схемы

Рис. 2.6. Панели инструментов редактора схем

Таблица 2.2. Пиктограммы панели инструментов режима редактирования схем

Выбор в библиотеке компонента для размещения его символа на схеме

Изображение шины (линии групповой связи)

Размещение портов иерархических блоков

Размещение выводов иерархических блоков

Размещение одной или нескольких строк текста с указанием его размера, цвета, ориентации и шрифта

Таблица 2.3. Пиктограммы панели инструментов режима моделирования

Просмотр графических результатов моделирования

Voltage Differential Markers

Простановка маркера тока

Enable Bias Power Display

На рис. 2.7 указано содержание меню команд при активизации редактора принципиальных схем.

4. Редактор символов. На рис. 2.8 показано окно редактора страницы принципиальной схемы, на которой расположена дополнительная панель инструментов (рис. 2.9), перечисленных в табл. 2.4.

Таблица 2.4. Пиктограммы панели инструментов режима редактирования символов

Рис. 2.7. Состав меню команд редактора принципиальных схем

На рис. 2.10 указано содержание меню команд при активизации редактора символов компонентов принципиальных схем.

5. Текстовый редактор. Текстовый редактор позволяет создавать и просматривать VHDL-файлы и любые другие текстовые файлы. На рис. 2.11 показан фрагмент VHDL-файла, ключевые слова в котором и комментарии для наглядности выделяются различными цветами, задаваемыми в разделе Preferences меню Options. Загрузка в редактор VHDL-файла выполняется после двойного щелчка левой клавиши мыши при расположении курсора на имени файла в менеджере проектов, текстовые файлы других типов открываются обычным образом по команде File>Open>Text File.

6. Строка состояний. В нижней части экрана Capture расположена строка состояний (рис. 2.12), на которой отображается имя выбранного инструмента или меню, имя текущего состояния программы (в левом поле), количество выбранных объектов (в среднем поле), масштаб изображения и текущие координаты курсора (в правом поле).

Рис. 2.8. Окно редактирования символов

Рис. 2.9. Панель инструментов редактора символов

Рис. 2.10. Состав меню команд редактора символов компонентов

Рис. 2.11. Просмотр и редактирование VHDL-файлов

Рис. 2.12. Строка состояний

8. Редактирование свойств объектов. Каждый объект принципиальной схемы имеет набор свойств (Properties), полностью определяющих его характеристики. К этим объектам относятся:

Hierarchical ports — выводы иерархического компонента;
Off-page connectors — соединители страниц схемы;
DRC marks — символы ошибок;
Bookmarks — закладки;
Parts — символы компонентов (включая иерархические блоки);
Nets — цепи;
Pins — выводы компонентов;
Title block - основная надпись листа принципиальной схемы (угловой штамп).

Каждая характеристика компонента (или атрибут по терминологии DesignLab [7]) имеет имя и соответствующее значение. Например, биполярный транзистор с позиционным обозначением Q1 имеет атрибут РСВ Footprint (тип корпуса), принимающий значение ТО206АА, атрибут Implementation Type=PSpice Model (тип математической модели PSpice), атрибут Implementation (имя математической модели), принимающий значение КТ315 и др. (см. рис. 2.13).

Рис. 2.13. Перечень характеристик транзистора Q1

Свойства (атрибуты) одного или нескольких компонентов схемы просматриваются и редактируются с помощью Property Editor, вызываемого по команде Edit>Properties (активизируется также двойным щелчком курсора на изображении символа компонента или из всплывающего меню, открываемого щелчком правой кнопки мыши). Просмотр электронных таблиц свойств объектов проекта разных типов выполняется по командам Edit>Browse>Parts, Nets менеджера проектов (см. рис. 2.14). Перед просмотром электронной таблицы пользователь должен выбрать тип объектов:

occurrence — объекты, которые могут многократно использоваться в проекте;
instance — индивидуальные объекты, размещенные в текущем проекте (предпочтительнее).

В электронных таблицах могут редактироваться только свойства объектов типа occurrence, свойства объектов типа instance могут редактироваться только с помощью Property Editor.

9. Перемещение и изменение размеров графических объектов. У некоторых графических объектов, таких как проводники, шины (линии групповой связи), линии, эллипсы (в частности, окружности), прямоугольники и многоугольники, можно изменять размеры и форму. Все остальные объекты можно только передвигать, вращать, зеркально отображать и удалять. Редактируемые объекты предварительно нужно выбрать — в результате для каждого выбранного графического объекта на экране изображаются специальные значки (см. рис. 2.15). Для изменения формы или размеров графических объектов нужно щелкнуть левой кнопки мыши при расположении курсора на одном из этих значков и затем, не отпуская кнопку, переместить соответствующим образом курсор; редактирование завершается 1 отпусканием левой кнопки мыши. Для перемещения любого выбранного объекта нужно щелкнуть левой кнопкой мыши при расположении курсора в любой точке на контуре объекта, за исключением этих значков, и затем, не отпуская кнопку, выполнить перемещение. При перемещении группы объектов курсор изменяет свою форму (он принимает форму звездочки), и его можно расположить в любой точки внутри контура, окаймляющего выбранную группу.

Рис. 2.14. Просмотр характеристик проекта в электронной таблице

Рис. 2.15. Изменение размеров объектов

Повторение выполнения последней команды Place, Copy, Past, Move, Resize, Rotate, Mirror выполняется по команде Edit>Repeat, при этом в подменю Edit к имени команды Repeat автоматически добавляется имя последней выполненной команды. Для смещения копируемого объекта на заданное расстояние нужно перед выполнением команды Edit>Repeat Copy выделить копируемый объект, нажать клавишу Ctrl и, не отпуская ее, переместить копируемый объект на нужное расстояние. После этого последовательное выполнение команды Edit>Repeat Copy (F4) создает массив копируемых объектов, смещенных друг от друга на заданное расстояние (удобно, например, при создании шин).

Проектирование электронной аппаратуры представляет собой итерационный процесс, состоящий из этапов функционального проектирования, разработки принципиальной схемы, разработки печатной платы, ее изготовления, проведения испытаний, доработки по их результатам функциональной или принципиальной схемы, внесения изменений в печатную плату и т.д. и осуществляемый до тех пор, пока не будут удовлетворены все требования технического задания.

Анализ схемы электрической принципиальной, выбор элементной базы
Автоматизированная разработка схемы и ее моделирование
Автоматизированная разработка конструкции печатного узла

Курсовой проект направлен на автоматизированную разработку печатного узла в пакете OrCAD.

Нужна помощь в написании курсовой?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Задачами данного проекта являются:

Анализ схемы электрической принципиальной
Выбор элементной базы
Автоматизированная разработка схемы и её моделирование
Автоматизированная разработка конструкции печатного узла

Выходными данными курсового проекта являются:

Чертеж топологии печатной платы
Сборочный чертеж печатного узла

Каждый из этих пакетов имеет свои особенности, определяющие круг пользователей.

Пакет P-CAD стал фактическим стандартом на промышленных предприятиях, обеспечивая выпуск конструкторской и технологической документации. OrCAD для DOS имел очень удобный редактор принципиальных схем, что обусловило его популярность. Однако редактор печатных плат и средства вывода данных на периферийные устройства были удобнее в P-CAD. Поэтому после создания в OrCAD принципиальных схем обычно списки соединений передавались в P-CAD для вывода схем на принтер или плоттер и разработки печатной платы. Однако с появлением новых версий этих пакетов ситуация изменилась. Именно поэтому выполнение курсового проекта было предложено провести с использованием системы OrCAD, как одной из современных систем, обеспечивающих сквозное проектирование аналого-цифровой аппаратуры.

Нужна помощь в написании курсовой?

1. Анализ схемы электрической принципиальной и выбор элементной базы

Элементы DD2.1-DD2.2 представляют собой усилитель с емкостной обратной связью (конденсатор С1) для получения на его выходе резких прямоугольных перепадов. Эти перепады поступают на вход триггера делителя на 2, собранного на микросхеме DD1 (CD4013A). С прямого выхода триггера DD2 сигнал поступает на дифференцирующую цепочку R1C2 (рис. 1).

Рис. 1 – Отображение работы дифференцирующей цепочки.

С дифференцирующей цепочки сигнал поступает на вход импульсного усилителя – формирователя импульсов малой длительности (порядка 10 мкс), построенного на элементах DD2-DD6. На рисунке 2 данный сигнал показан синим цветом.

Рис. 2 – Отображение сигнала на выходе импульсного усилителя

Вторая часть схемы, включающая в себя элементы R2C3 и DD3.1-DD3.3, работает по такому же принципу.

Элементная база для выполнения данной схемы выбиралась из следующих соображений:

Нужна помощь в написании курсовой?

соответствие компонентов предъявленным к ним требованиям;
распространенность компонентов;
дешевизна компонентов и как следствие дешевизна конечной конструкции.

2. Автоматизированная разработка схемы и ее моделирование

Электрическая схема разрабатывается в редакторе Capture являющимся компонентом пакета OrCAD. С помощью службы ICA имеется доступ к базе данных, содержащей сведения о 200 тыс. компонентов различных фирм. Программа PSpice A/D применяется для моделирования цифровых, аналоговых и цифро-аналоговых схем, описанных в формате PSpice. Разработка печатных плат производится с помощью встроенной программы Layout. В САПР OrCAD может быть создано четыре вида исходных представлений проектов:

Analog or Mixed – Signal Circuit – моделирование аналоговых, цифровых и цифро-аналоговых схем;
PC Board – печатные платы с возможностью моделирования схем в PSpice A/D и цифровых схем в Express Plus;
Programmable Logic – моделирование цифровых схем и синтез программируемой логики;
Schematic – создание и документирование принципиальных схем.

Так как необходимо моделирование схемы, то первоначально создается пакет Analog or Mixed. Для создания непосредственно самой схемы из дерева пакета выбирается элемент PAGE представляющий собой полотно с расположенной координатной сеткой (Рис. 2).

Рис. 1 – Общий вид редактора при выборе компонента PAGE

Компоненты размещаются по команде Place / Part. В диалоговом окне сначала в поле Libraries выбирается имя библиотеки, содержание которой отображается на панели Part. Для добавления библиотек нажимается кнопка Add Library и добавляется необходимая библиотека. Далее выбирается имя конкретного компонента (его изображение отображается в окне), нажимается OK и символ компонента переносится на схему. Место установки компонента фиксируется щелчком левой кнопки мышки (ЛКМ).

Установленные элементы соединяются согласно схеме электрической принципиальной проводниками по команде Place / Wire. Начало ввода цепи отмечается щелчком ЛКМ. Цепь прокладывается движением курсора. Каждый излом фиксируется щелчком ЛКМ. Ввод цепи завершился, если ее конец совпадает с выводом компонента или любой точкой другой цепи. Если Вы не попали курсором на вывод компонента, то появляется предупреждение в виде восклицательного знака. Если при этом завершить проведение цепи, то соединения не будет. Режим ввода цепи завершается нажатием клавиши ESC или выбором команды End Wire в контекстном меню, открываемом щелчком ПКМ.

Рис. 2 – Результат создания схемы

Нужна помощь в написании курсовой?

Для создания моделирования создается файл *.sim, называемый файлом моделирования. В него заносятся вид анализа и глобальные параметры моделирования.

Новый файл создается по команде PSpice / New Simulation Profile. В появившемся окне записывается имя файла и нажимается кнопка Create.

Рис. 3 – Окно Stimulus Editor с заданными входными сигналами

Контроль выходных и входных величин осуществляется посредством установки маркеров в контрольных точках.

Рис. 4 – Вид схемы с маркерами

После того, как схема нарисована, необходимо задать профиль моделирования в меню PSpice а Edit Simulation Profile.

Моделирование режимов, заданных в профиле начинается после выбора в меню PSpice команды Run или нажатию кнопки F11.

Результат анализа отображается в окне PSpice A/D.

Рис. 5 – Окно PSpice A/D с отображенными диаграммами работы схемы.

Рисунок 5 иллюстрирует принцип работы устройства, описанный в 1-м разделе.

На рисунке 6 снизу виден один из коротких выходных импульсов. Установив маркеры на фронт и спад импульса можно измерить его длину. В окне Probe Cursor можно увидеть расстояние между этими двумя маркерами – dif = 12,15 мкс.

Нужна помощь в написании курсовой?

Рис. 6 – Отображение короткого импульса на выходе

3. Автоматизированная разработка конструкции печатного узла

Проектирование печатных плат производиться в модуле LAYOUT PLUS. Предварительно необходимо создать по команде Tools/Create Netlist список соединений. В окне выбирается формат Layout и устанавливается метрическая система измерений (миллиметры). Нажимается ОК. В результате создается файл *.mnl со списком соединений. После чего закрывается проект и модуль Capture.

Разработка ПП начинается с загрузки модуля Layout Plus. Далее выполняется команда File / New. В диалоговом окне запрашивается имя технологического шаблона. В шаблоны заложены различные технологические нормы.

В центре экрана расположен пунктирный прямоугольник, окружающий область DRC Box, внутри которой при разработке ПП в автоматическом режиме соблюдаются все установленные технологические ограничения.

Естественно, когда эта область совпадает с контуром ПП. Для задания новой области DRC Box выполняют команду View / Zoom DRC Route Box, устанавливают значок Z в один из углов ПП и, удерживая нажатой ЛКМ, перемещают значок диагонально в другой угол ПП. Для перемещения области DRC Box после выполнения команды View / Zoom DRC Route Box производится щелчок ЛКМ, после чего область DRC Box перемещается вместе с курсором.

Рис. 1 – Габариты элементов и межвыводные связи

Нужна помощь в написании курсовой?

Для размещения компонентов на поле печатной платы вычерчивается контур ПП по команде Tool / Obstacle / New. Нажав ЛКМ в одном из углов вычерчиваемой ПП и удерживая ее, перемещаем мышку по диагонали. Создается прямоугольный контур ПП. Толщину линии контура можно отредактировать в окне, открывающемся после двойного щелчка ЛКМ на линии контура ПП.

Рис. 2 – Создание габаритов печатной платы

Размещать компоненты можно вручную, выделяя и перемещая их. Для этого надо выполнить команду выбора компонента: Tool / Component / Select Tool (значок команды). Затем выделить компонент щелчком ЛКМ на нем и перемещать компонент движением мышки. Для фиксации компонента нажать ЛКМ. В автоматическом режиме размещение производится по команде Auto / Place / Board. Перед выполнением размещения можно задать правила размещения по команде Options / Placement Strategy. Можно необходимые компоненты перед автоматическим размещением зафиксировать на ПП (например, разъемы), выбрав компонент и в контекстном меню нажать ЛКМ на строчке Fix.

Рис. 3 – Результат изменения положения элементов на плате

После автоматической расстановки компонентов, выделив компонент, можно просмотреть его связи с соседними компонентами, и, при необходимости, переместить его, повернуть, разместить на обратной стороне ПП и т.д. (команды из контекстного меню).

Рис. 4 – Результат расстановки проводников (Верхний слой)

Рис. 5 – Результат расстановки проводников (Нижний слой)

Автотрассировка проводников производится по команде Auto/ Autoroute / Board. После окончания разводки плата увеличивается на весь экран по команде View / Zoom All, и визуально оцениваются результаты трассировки. Если видно, что некоторые элементы расставлены неоптимальным образом, (например, их желательно переместить, повернуть и т.п.), можно отменить результаты трассировки (команда Auto / Unroute / Board) и переместить элементы вручную.

Рис. 6 – Окончательный вид платы после трассировки

Нужна помощь в написании курсовой?

В ходе выполнения курсовой работы закрепил знания приёмов работы в пакете OrCAD. Имея в качестве исходных данных схему электрическую принципиальную, смоделировал работу схемы, получил диаграммы работы схемы, выполнил разработку печатной платы, на которой произведена компоновка ЭРЭ схемы и трассировка соединений между ними с соблюдением определенных требований, например, таких как минимизация размеров печатной платы, минимизация суммарной длины печатных проводников и т.д.

Необходимо заметить, что благодаря использованию средств автоматизированного проектирования, таких как OrCAD, время и трудоёмкость разработки конечного устройства и печатной платы, в частности, значительно уменьшаются.

Необходимость сокращения сроков и повышения качества разработки электронных устройств и систем предопределила широкое применение большого числа систем автоматизированного проектирования (САПР) электронных устройств. Созданные различными компаниями фирм (Cadence, Compact Software, Spectrum Software и др.) системы автоматизированного проектирования (OrCAD, P-CAD, Super-Compact и многие др.) можно условно разделить на три типа:

– CAD – по первым буквам английских слов Computer Auto Design – автоматизированное компьютерное конструирование;

– CAM – Computer Auto Manufacturing – автоматизированное компьютерное изготовление;

– CAE – Computer Auto Engineering – автоматизированное компьютерное моделирование.

Непрерывно совершенствующаяся САПР OrCAD (одна из последних версий которой OrCAD 16.6) содержит много редакторов и модулей, основные из них:

– OrCAD Capture (сбор данных) – редактор проектирования электронных схем. В окне OrCAD Capture осуществляется графический ввод схем, задание значений свойствам компонентов, создание профилей моделирования, запуск модуля PSPICE;

– модуль PSPICE реализует десять видов анализа аналоговых, цифровых и аналого-цифровых электронных схем, в том числе многовариантный параметрический анализ по двум величинам;

– модуль PROBE (зонд), часто называемый программой-осциллографом, предназначен для графического изображения и измерения результатов моделирования;

– PCB Editor – редактор, содержащий мощные средства интерактивной трассировки.

Основным преимуществом OrCAD остаётся его приемлемая цена и широкие функциональные возможности, которые делают соотношение цена/качество наиболее привлекательным. Причём при подборе конфигурации можно учесть именно те потребности разработчиков, которые актуальны для них на данный момент.

Система OrCAD 16.3 имеет более 80 библиотек, в которых содержат около 30 000 готовых компонентов.

Благодаря эффективной системе навигации в OrCAD Capture, построенной по принципу дерева данных, очень удобно вести поиск необходимых проектных файлов, в том числе схем, библиотек, текстовых файлов отчётов. На самом деле Capture – это не просто графическая оболочка, предназначенная для рисования принципиальных схем, а удобная в использовании, но при этом многофункциональная система создания довольно сложных проектов, где есть всё необходимое для разработчиков.

На этапе разработки принципиальной электрической схемы важно добиться её наилучших характеристик для обеспечения качества и надёжности всей конструкции электронного устройства. Без комплексного подхода к моделированию работы схемы, с учётом погрешностей в работе отдельных её элементов, невозможно добиться хорошего результата. Моделирование с OrCAD PSpice A/D – это быстрый, простой и надёжный способ выполнения расчёта схем. С его помощью можно создавать схемы, где будет максимально оптимизирован разброс параметров элементов с учётом их допусков, которые не будут слишком жёсткими, что не приведет к удорожанию, и не будут достаточно свободными, чтобы не увеличивался процент брака. Это ведёт к увеличению рентабельности производства, сокращению времени, проведённому в лаборатории, и в конечном итоге к снижению стоимости продукции и повышению её конкурентоспособности на рынке.

Одна из лучших программ сквозного проектирования электронной аппаратуры, предоставляющая PCB дизайнерам поистине безграничные возможности разработки и моделирования электронных схем и создания печатных плат.

Название программы образовано от сокращения слова Oregon и аббревиатуры CAD. В 1998 году после объединения компании MicroSim и OrCAD вышла версия 9.0, впервые связавшая редактор схем Capture с программами моделирования и оптимизации аналого-цифровых устройств. Сегодня OrCAD представляет собой целый ряд модулей, каждый из которых обладает собственными уникальными функциями. Их состав и количество меняются от версии к версии. Можно выделить:
• Capture – графический редактор для создания электрических принципиальных схем из моделей элементов;
• Capture Component Information System Option – графический редактор, аналогичный предыдущему и имеющий доступ к постоянно обновляемым каталогам компонентов, содержащим более 200 000 наименований;
• PSpice Analog Digital – программа для моделирования работы аналоговых или смешанных аналого-цифровых устройств большого размера (или их частей);
• PSpice Аdvanced Аnalysis – модуль параметрической оптимизации;
• PCB Designer – редактор топологий плат.
Кроме этого можно отметить модули: PSpice SLPS Option для связи с Matlab, SPECCTRA for OrCAD, осуществляющий автоматическую или интерактивную трассировку, Signal Explorer, позволяющий проводить проверку перекрестных искажений и целостности сигналов.

Программный пакет OrCAD имеет все необходимое для выполнения различных этапов процесса разработки: входное проектирование, функциональное моделирование, синтез, размещение, трассировка, моделирование задержек, генерация элемента. Физическое проектирование начинается с выбора библиотечного и технологического базиса. В OrCAD Capture есть возможность создать проект в схемотехнической форме из уже готовых компонентов, а также в VHDL- или Verilog-моделях. Можно работать со смешанными проектами или создавать новые элементы. Библиотечным примитивам могут быть назначены специфические свойства оборудования конкретного изготовителя. На этапе функционального моделирования на входы проекта посылаются тестовые сигналы, полученные выходные данные можно сравнить с ожидаемыми результатами. Моделирование задержек позволяет определить задержки распространения сигналов и проверить, что временные характеристики микросхем не меняют логику проекта.

Система OrCAD используется для создания проектов на базе FPGA/CPLD программируемых логических устройств. Из последних нововведений программы – единая среда OrCAD Capture Marketplace, представляющая собой портал компании-разработчика. Благодаря доступу к новейшим достижениям в области печатных плат можно повысить производительность работ. На портале есть все необходимое: посадочные места, символы УГО, технические описания, Spice- и IBIS-модели, многочисленные, зачастую бесплатные дополнительные приложения, имеющие новые инструменты и функции, расширяющие стандартные возможности OrCAD.

Основным недостатком OrCAD является его высокая стоимость. Цены для отечественных разработчиков колеблются от 100 000 рублей (базовая конфигурация OrCAD PCB Designer Lite) до 300 000 (OrCAD PCB Designer Professional).

Пользователям предлагается только английский интерфейс OrCAD. В Сети можно встретить несколько самостоятельных переводов разных версий программного пакета на русский язык.

Последние версии OrCAD предъявляют следующие системные требования к оборудованию: операционная система Windows 2008 Server (32-bit), 2003 Server (32-bit), XP (32 и 64 bit), Vista, исключая Home Basic (32 и 64 bit), 7 (32 и 64 bit); процессор частотой от 1.2 ГГц (лучше от 2,4 ГГц); память от 1 ГБ (рекомендуется 2 ГБ); дисковое пространство не менее 10 ГБ.

Распространение программы: Shareware (платная от 100 тыс. руб.), есть демоверсия с ограничениями

Объединение всемирно известных фирм OrCAD и Cadence Design Systems 1 (1999 г.) способствовало дальнейшему развитию популярной системы проектирования OrCAD и входившей в ее состав программы моделирования PSpice. Уже в октябре 2000-го появилась новая версия системы: OrCAD 9.2. Система позволяет решать стандартные задачи проектирования, для каждой из которых предлагает набор программных модулей, функциональные возможности и цена которых отвечают потребностям и возможностям широкого круга пользователей.

Создание принципиальных электрических схем

Описание схемы проектируемого устройства удобнее всего выполнять в OrCAD Capture

одна часть проекта может быть задана в виде схемы, а другая описана на языке высокого уровня VHDL;
при создании проекта в соответствии с его типом автоматически загружаются необходимые библиотеки компонентов. Все библиотеки открыты для пополнения;
с помощью службы ICA (Internet Component Assistant) пользователи OrCAD Capture CIS получают прямой доступ через Internet к централизованным базам данных ведущих фирм-производителей электронных устройств, где содержится информация о более чем 200 тысячах компонентов;
возможна индивидуальная и коллективная работа над проектом;
из оболочки модулей Capture запускаются модули PSpice и PSpice Optimizer, а созданная в Capture информация может быть передана в OrCAD Layout.

Моделирование работы электронных устройств

Для решения задач моделирования Cadence предлагает пакет PSpice — популярное во всем мире средство расчета и моделирования созданных в OrCAD Capture (или других программах) схем электрических устройств. Первая его версия появилась еще в 1985 году. Постоянное развитие PSpice тесно связано с развитием элементной базы и операционных систем, аккумулированием наработок лучших проектировщиков, пополнением библиотек моделей элементов. Достоверность предоставляемых PSpice результатов моделирования проверена тысячами инженеров.

Семейство модулей PSpice в версии OrCAD 9.2 обеспечивает полнофункциональное моделирование электронных устройств и поставляется в следующих версиях:

Семейство модулей PSpice обеспечивает полнофункциональное моделирование электронных устройств

PSpice — версия, предназначенная для моделирования поведения сложных аналоговых устройств (проектирование высокочастотных систем, разработка устройств малой мощности на базе интегральных схем со сложными внутренними моделями).

PSpice A/D — программа моделирования любой комбинации аналоговых и цифровых устройств, имеющих сигналы разных форм и величины. Благодаря взаимоувязанным встроенным алгоритмам аналогового и цифрового моделирования с циклической обратной связью PSpice A/D автоматически распознаёт и обрабатывает аналого-цифровые и цифро-аналоговые интерфейсы.

PSpice A/D Basics — упрощенная версия пакета PSpice A/D, соответственно и предлагаемая за меньшую цену. Этот инструмент идеален, если вам необходимо осуществлять моделирование несложных аналоговых или аналого-цифровых схем, в том числе схем элементов библиотек. Модуль не налагает никаких ограничений на размер схемы, позволяет моделировать цифровую часть смешанных схем, дает представление об основных методах анализа в системе PSpice.

Модуль PSpice Optimizer работает в сочетании с PSpice или PSpice A/D и позволяет оптимизировать параметры элементов для достижения заданных характеристик смешанных устройств. Осуществляет оптимизацию на основе градиентных методов при наличии линейных и нелинейных ограничений, поддерживает оптимизацию с нелинейными целевыми функциями. Предусмотрена как автоматическая оптимизация, так и интерактивная, с возможностью подстройки к проекту до достижения полного соответствия условиям, заданным пользователем.

Текущая версия PSpice представляет новую технологию Interchange Architecture и открывает следующие возможности:

полуавтоматическое описание компонентов устройств на основе данных производителя и просмотр списка подключенных библиотек математических моделей, содержащих более 16 тысяч аналоговых и аналого-цифровых устройств;
аналитическое задание и графическое редактирование входных воздействий;
контроль значений параметров непосредственно на схеме и их вывод в отдельный текстовый файл;
при работе через внешний интерфейс с уровнями иерархического проекта — использование маркеров обозначений электрической цепи, отдельных входов-выходов или частей схем для измерения и анализа таких характеристик, как напряжение, ток, потребляемая мощность, отношение сигнал/шум ;

Семейство модулей PSpice обеспечивает полнофункциональное моделирование электронных устройств

сохранение часто используемых графических окон с представлением множества контролируемых параметров внутри них;
графический анализ форм, взаимовлияния и параметров сигналов одновременно в нескольких точках контроля;
просмотр графиков результатов моделирования;
выполнение расчетов режима по постоянному току и чувствительности схемы к разбросу параметров компонентов;
проверка работоспособности схемы при наихудшей комбинации отклонений от номинала;
использование методов частотных характеристик и переходных процессов;
осуществление многовариантного и статистического анализа по методу Монте-Карло;
приоритетное и интерактивное моделирование.

Программа PSpice A/D в дополнение ко всему перечисленному позволяет проводить:

описание функциональных блоков цифровых и совмещенных схем с использованием математических выражений и функций;
исследование аналоговых, цифровых и совмещенных схем с анализом реакции схемы на различные входные воздействия;
анализ и устранение проблем синхронизации в цифровых схемах при редко встречающихся комбинациях исследуемых сигналов.

Графическое редактирование печатных плат

Семейство программ OrCAD Layout решает комплекс задач для обеспечения коллективной работы над топологией печатных плат для электронных устройств, описание которых было создано в одном из графических редакторов и отмоделировано на программном тренажере PSpice. С помощью OrCAD Layout выполняются, например, следующие операции:

размещение элементов схемы на печатной плате;
общая трассировка проводников и (в наиболее критичных местах) устранение взаимовлияния и обеспечение надежности электрических связей;
настройка и контроль технологических требований и ограничений к элементам, установочным отверстиям, проводникам на печатной плате.

OrCAD Layout предназначен для построения топологии, размещения компонентов, трассировки проводников печатный плат.

OrCAD Layout Engineer`s Edition — графический редактор, предназначенный для просмотра печатных плат перед выдачей задания конструктору. Он рекомендован инженерам-схемотехникам и разработчикам печатных плат, которым не требуется автотpассиpовщик, а также всем, кто использует в работе программы семейства OrCAD Layout. Программа широко применяется при проектировании радиоэлектронных устройств и при создании библиотек элементов.

OrCAD Layout — редактор топологии печатных плат, содержащий сеточный автотpассиpовщик проводников на 16 слоев и средства создания управляющих файлов для фотоплоттеров. Это хороший выбор для разработчиков не очень сложных плат (например, сетевых), а также для компаний, только начинающих свое производство. Оптимален при небольших объемах выпуска изделия. Кроме того, возможности интерактивного трассировщика делают OrCAD Layout незаменимым средством разработки там, где большая часть трассировки выполняется вручную. Программа поставляется с разработанным фирмой Numera Software графическим редактором машиностроительного двумерного черчения Visual CADD 2D (упрощенный аналог AutoCAD), поддерживающим DWG-, DXF- и GCD-форматы файлов.

OrCAD Layout Plus — графический редактор печатных плат. В дополнение к возможностям OrCAD Layout имеет средства автоpазмещения компонентов и бессеточный автотpассиpовщик на 16 слоев SmartRoute, использующий методы оптимизации нейронных сетей (раньше в состав OrCAD входил трассировщик MaxRoute фирмы Massteck). Инструментальные средства автоматического и интерактивного размещения компонентов имеются только в Layout Plus. Это наилучший выбор для проектировщиков сложных многослойных печатных плат смешанного типа с высокой плотностью компоновки элементов, плат с большой аналоговой элементной частью, изделий с повышенными требованиями к производительности или со специальными требованиями.

Среди возможностей этого семейства программ отметим следующие:

взаимосвязанные инструменты для рационализации всего процесса проектирования печатной платы и уменьшения вероятности переделки проекта;
автоматический поиск корректной информации по используемым элементам;
использование технологических и физических ограничений, правил проектирования, своевременное информирование пользователя об ошибочно внесенных изменениях;
наличие интерфейса с механическими САПР (AutoCAD, CATIA, Pro/Engineer, SDRC, Solid Edge);
CAM-интерфейс с системами для работы с фотоплоттерами (OrCAD GerbTool, GenCAD, GenCAM);
двусторонняя связь с другими программными продуктами фирмы Cadence (Allegro, SPECCTRA и др.), а также с программными продуктами других фирм (CadStar, PADS, P-CAD, PCBoards, Protel, Tango);
автоматизированное получение отчетов по стандарту ASCII либо по стандарту, определенному пользователем.

Изготовление печатных плат

OrCAD GerbTool — полнофункциональная CAM-программа, которая позволяет просматривать, редактировать, расширять и верифицировать управляющие Gerber-файлы для фотоплоттеров, созданные как в программах семейства OrCAD Layout, так и в других редакторах печатных плат. Программа разработана фирмой WISE Software Solutions специально для OrCAD и является аналогом программы CAM350.

Читайте также: