इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के मापदंडों को डिजाइन करने के लिए सिस्टम। कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन सिस्टम (सीएडी) रेस। परीक्षण परिणामों के आधार पर परिवर्तन करना

विषय पर परीक्षण:

इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम डिज़ाइन के चरण

एक डिज़ाइन समाधान डिज़ाइन की गई वस्तु का एक मध्यवर्ती विवरण है, जो एक प्रक्रिया (संबंधित स्तर पर) निष्पादित करने के परिणामस्वरूप एक या दूसरे पदानुक्रमित स्तर पर प्राप्त होता है।

डिज़ाइन प्रक्रिया डिज़ाइन प्रक्रिया का एक अभिन्न अंग है। डिज़ाइन प्रक्रियाओं के उदाहरण डिज़ाइन किए गए डिवाइस के कार्यात्मक आरेख का संश्लेषण, मॉडलिंग, सत्यापन, मुद्रित सर्किट बोर्ड पर इंटरकनेक्शन की रूटिंग आदि हैं।

पावर प्लांट डिज़ाइन को चरणों में विभाजित किया गया है। एक चरण डिज़ाइन प्रक्रियाओं का एक विशिष्ट अनुक्रम है। डिज़ाइन चरणों का सामान्य क्रम इस प्रकार प्रस्तुत किया गया है:

तकनीकी विशिष्टताओं को तैयार करना;

प्रोजेक्ट इनपुट;

वास्तुकला डिजाइन;

कार्यात्मक और तार्किक डिजाइन;

सर्किट डिज़ाइन;

टोपोलॉजिकल डिज़ाइन;

एक प्रोटोटाइप का उत्पादन;

डिवाइस की विशेषताओं का निर्धारण.

तकनीकी विशिष्टताएँ तैयार करना। डिज़ाइन किए गए उत्पाद के लिए आवश्यकताएँ, उसकी विशेषताएँ निर्धारित की जाती हैं और डिज़ाइन के लिए तकनीकी विशिष्टियाँ बनाई जाती हैं।

प्रोजेक्ट इनपुट. प्रत्येक डिज़ाइन चरण के अपने इनपुट साधन होते हैं; इसके अलावा, कई टूल सिस्टम प्रोजेक्ट का वर्णन करने के लिए एक से अधिक तरीके प्रदान करते हैं।

आधुनिक डिज़ाइन प्रणालियों के प्रोजेक्ट विवरण के लिए उच्च-स्तरीय ग्राफ़िक और टेक्स्ट संपादक प्रभावी हैं। ऐसे संपादक डेवलपर को एक बड़े सिस्टम का ब्लॉक आरेख बनाने, अलग-अलग ब्लॉकों को मॉडल निर्दिष्ट करने और बाद वाले को बसों और सिग्नल ट्रांसमिशन पथों के माध्यम से जोड़ने का अवसर देते हैं। संपादक आमतौर पर स्वचालित रूप से संबंधित ग्राफिकल छवियों के साथ ब्लॉक और कनेक्शन के पाठ विवरण को लिंक करते हैं, जिससे व्यापक सिस्टम मॉडलिंग प्रदान की जाती है। यह सिस्टम इंजीनियरों को अपनी सामान्य कार्यशैली को बदलने की अनुमति नहीं देता है: वे अभी भी सोच सकते हैं, अपने प्रोजेक्ट का फ्लोचार्ट कागज के टुकड़े पर स्केच कर सकते हैं, जबकि साथ ही सिस्टम के बारे में सटीक जानकारी दर्ज की जाएगी और जमा की जाएगी।

बुनियादी इंटरफ़ेस तर्क का वर्णन करने के लिए तर्क समीकरण या सर्किट आरेख का अक्सर बहुत अच्छी तरह से उपयोग किया जाता है।

डिकोडर या अन्य सरल तर्क ब्लॉकों का वर्णन करने के लिए सत्य सारणी उपयोगी होती हैं।

हार्डवेयर विवरण भाषाएँ जिनमें राज्य-मशीन-प्रकार के निर्माण होते हैं, आमतौर पर नियंत्रण ब्लॉक जैसे अधिक जटिल तार्किक कार्यात्मक ब्लॉकों का प्रतिनिधित्व करने में अधिक कुशल होते हैं।

वास्तुकला डिजाइन। सीपीयू और मेमोरी, मेमोरी और कंट्रोल यूनिट को सिग्नल ट्रांसमिशन के स्तर तक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के डिज़ाइन का प्रतिनिधित्व करता है। इस स्तर पर, संपूर्ण डिवाइस की संरचना निर्धारित की जाती है, इसके मुख्य हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर घटक निर्धारित किए जाते हैं।

वे। वास्तुशिल्प समाधानों की शुद्धता की जांच करने के लिए उच्च-स्तरीय प्रतिनिधित्व के साथ एक संपूर्ण प्रणाली को डिजाइन करना आमतौर पर उन मामलों में किया जाता है जहां एक मौलिक नई प्रणाली विकसित की जा रही है और सभी वास्तुशिल्प मुद्दों पर सावधानीपूर्वक काम करने की आवश्यकता है।

कई मामलों में, एक संपूर्ण सिस्टम डिज़ाइन के लिए एकल सिमुलेशन पैकेज में परीक्षण किए जाने वाले डिज़ाइन में गैर-विद्युत घटकों और प्रभावों को शामिल करने की आवश्यकता होती है।

इस स्तर के तत्व हैं: प्रोसेसर, मेमोरी, नियंत्रक, बसें। मॉडल का निर्माण करते समय और सिस्टम का अनुकरण करते समय, ग्राफ सिद्धांत, सेट सिद्धांत, मार्कोव प्रक्रियाओं का सिद्धांत, कतारबद्ध सिद्धांत, साथ ही सिस्टम के कामकाज का वर्णन करने के तार्किक और गणितीय साधनों का उपयोग यहां किया जाता है।

व्यवहार में, एक पैरामीटरयुक्त सिस्टम आर्किटेक्चर बनाने और इसके कॉन्फ़िगरेशन के लिए इष्टतम पैरामीटर का चयन करने की परिकल्पना की गई है। नतीजतन, संबंधित मॉडल को पैरामीटरयुक्त किया जाना चाहिए। आर्किटेक्चरल मॉडल के कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर यह निर्धारित करते हैं कि कौन से फ़ंक्शन हार्डवेयर में लागू किए जाएंगे और कौन से सॉफ़्टवेयर में। हार्डवेयर के लिए कुछ कॉन्फ़िगरेशन विकल्पों में शामिल हैं:

सिस्टम बसों की संख्या, क्षमता और क्षमता;

मेमोरी एक्सेस समय;

कैश मेमोरी का आकार;

प्रोसेसर, पोर्ट, रजिस्टर ब्लॉक की संख्या;

डेटा ट्रांसफर बफ़र्स की क्षमता।

और सॉफ़्टवेयर कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर में शामिल हैं, उदाहरण के लिए:

अनुसूचक पैरामीटर;

कार्यों की प्राथमिकता;

"कचरा हटाना" अंतराल;

प्रोग्राम के लिए अधिकतम अनुमत सीपीयू अंतराल;

मेमोरी प्रबंधन सबसिस्टम के पैरामीटर (पृष्ठ आकार, खंड आकार, साथ ही डिस्क क्षेत्रों में फ़ाइलों का वितरण);

डेटा स्थानांतरण कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर:

टाइमआउट अंतराल मान;

टुकड़े का आकार;

त्रुटि का पता लगाने और सुधार के लिए प्रोटोकॉल पैरामीटर।

चावल। 1 - वास्तुशिल्प डिजाइन चरण के लिए डिजाइन प्रक्रियाओं का अनुक्रम

इंटरैक्टिव सिस्टम-स्तरीय डिज़ाइन में, सिस्टम-स्तरीय कार्यात्मक विनिर्देशों को पहले डेटा प्रवाह आरेख के रूप में पेश किया जाता है, और विभिन्न कार्यों को लागू करने के लिए घटक प्रकारों का चयन किया जाता है (चित्र 1)। यहां मुख्य कार्य एक सिस्टम आर्किटेक्चर विकसित करना है जो निर्दिष्ट कार्यात्मक, गति और लागत आवश्यकताओं को पूरा करेगा। भौतिक कार्यान्वयन प्रक्रिया के दौरान लिए गए निर्णयों की तुलना में वास्तुशिल्प स्तर पर त्रुटियाँ बहुत अधिक महंगी होती हैं।

वास्तुशिल्प मॉडल महत्वपूर्ण हैं और सिस्टम व्यवहार और इसकी अस्थायी विशेषताओं के तर्क को प्रतिबिंबित करते हैं, जिससे कार्यात्मक समस्याओं की पहचान करना संभव हो जाता है। उनकी चार महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं:

वे डेटा स्ट्रीम के रूप में उच्च-स्तरीय डेटा अमूर्त का उपयोग करके हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर घटकों की कार्यक्षमता का सटीक रूप से प्रतिनिधित्व करते हैं;

वास्तुशिल्प मॉडल समय मापदंडों के रूप में कार्यान्वयन प्रौद्योगिकी का अमूर्त रूप से प्रतिनिधित्व करते हैं। विशिष्ट कार्यान्वयन तकनीक इन मापदंडों के विशिष्ट मूल्यों द्वारा निर्धारित की जाती है;

वास्तुशिल्प मॉडल में सर्किट होते हैं जो कई कार्यात्मक ब्लॉकों को घटकों को साझा करने की अनुमति देते हैं;

ये मॉडल पैरामीटर योग्य, टाइप करने योग्य और पुन: प्रयोज्य होने चाहिए;

सिस्टम स्तर पर मॉडलिंग डेवलपर को उनकी कार्यक्षमता, प्रदर्शन और लागत के बीच संबंध के संदर्भ में वैकल्पिक सिस्टम डिज़ाइन का मूल्यांकन करने की अनुमति देती है।

ASIC और सिस्टम के लिए टॉप-डाउन डिज़ाइन टूल सिस्टम (ASIC नेविगेटर, कम्पास डिज़ाइन ऑटोमेशन)।

इंजीनियरों को वाल्व स्तर पर डिजाइनिंग से मुक्त करने का प्रयास।

तर्क सहायक (तर्क सहायक);

डिज़ाइन सहायक;

ASIC सिंथेसाइज़ेज़ (ASIC सिंथेसाइज़र);

यह एक एकीकृत डिज़ाइन और विश्लेषण वातावरण है। आपको अपने डिज़ाइन के ग्राफ़िकल और पाठ्य विवरण दर्ज करके ASIC विनिर्देश बनाने की अनुमति देता है। उपयोगकर्ता अधिकांश उच्च-स्तरीय इनपुट विधियों का उपयोग करके अपने डिज़ाइन का वर्णन कर सकते हैं, जिसमें फ़्लोचार्ट, बूलियन सूत्र, राज्य आरेख, वीएचडीएल और वेरिलॉग भाषा कथन और बहुत कुछ शामिल हैं। सिस्टम सॉफ़्टवेयर संपूर्ण ASIC सिस्टम डिज़ाइन प्रक्रिया के आधार के रूप में इन इनपुट विधियों का समर्थन करेगा।

डिज़ाइन किए गए ASIC की सामान्य वास्तुकला को उनके भौतिक विभाजन को ध्यान में रखे बिना परस्पर जुड़े कार्यात्मक ब्लॉकों के रूप में दर्शाया जा सकता है। फिर इन ब्लॉकों को इस तरीके से वर्णित किया जा सकता है जो प्रत्येक फ़ंक्शन की विशिष्ट विशेषताओं के लिए सबसे उपयुक्त हो। उदाहरण के लिए, उपयोगकर्ता राज्य आरेखों का उपयोग करके नियंत्रण तर्क, डेटा पथ आरेखों का उपयोग करके अंकगणितीय फ़ंक्शन ब्लॉक और वीएचडीएल का उपयोग करके एल्गोरिथम फ़ंक्शन का वर्णन कर सकता है। अंतिम विवरण पाठ और ग्राफिक्स दोनों का संयोजन हो सकता है और ASIC के विश्लेषण और कार्यान्वयन के आधार के रूप में कार्य करता है।

लॉजिक असिस्टेंट सबसिस्टम प्राप्त विनिर्देश को व्यवहारिक वीएचडीएल कोड में परिवर्तित करता है। इस कोड को किसी तीसरे पक्ष द्वारा विकसित वीएचडीएल मॉडलिंग सिस्टम का उपयोग करके संसाधित किया जा सकता है। व्यवहार स्तर पर विनिर्देश को संशोधित करने से डिज़ाइन के प्रारंभिक चरणों में परिवर्तन करना और डीबग करना संभव हो जाता है।

डिज़ाइन सहायक

एक बार विनिर्देश सत्यापित हो जाने पर, इसे ASIC डिवाइस पर प्रदर्शित किया जा सकता है। हालाँकि, सबसे पहले, उपयोगकर्ता को यह तय करना होगा कि इस तरह के उच्च-स्तरीय प्रोजेक्ट को सर्वोत्तम तरीके से कैसे कार्यान्वित किया जाए। डिज़ाइन विवरण को मानक तत्वों के आधार पर एक या अधिक गेट एरे या आईसी पर मैप किया जा सकता है।

डिसिंग असिस्टेंट इष्टतम कार्यान्वयन प्राप्त करने के लिए उपयोगकर्ताओं को विभिन्न विकल्पों का मूल्यांकन करने में मदद करता है। डी.ए. उपयोगकर्ता के निर्देश पर, प्रत्येक अपघटन विकल्प और प्रत्येक प्रकार के ASIC के लिए अनुमानित चिप आकार, संभावित पैकेजिंग विधियां, बिजली की खपत और लॉजिक गेट्स की अनुमानित संख्या निर्धारित करता है।

इसके बाद उपयोगकर्ता अंतःक्रियात्मक रूप से क्या-क्या विश्लेषण कर सकता है, विभिन्न डिज़ाइन ब्रेकडाउन के साथ वैकल्पिक तकनीकी समाधान तलाश सकता है, या मानक गेट सरणी तत्वों को व्यवस्थित और स्थानांतरित कर सकता है। इस तरह, उपयोगकर्ता विनिर्देश आवश्यकताओं को पूरा करने वाला इष्टतम दृष्टिकोण पा सकता है।

ASIC सिंथेसाइज़र

एक बार किसी विशेष डिज़ाइन विकल्प का चयन हो जाने के बाद, उसके व्यवहार संबंधी विवरण को लॉजिक गेट स्तर के प्रतिनिधित्व में परिवर्तित किया जाना चाहिए। यह प्रक्रिया बहुत श्रमसाध्य है.

गेट स्तर पर, निम्नलिखित को संरचनात्मक तत्वों के रूप में चुना जा सकता है: तार्किक द्वार, ट्रिगर, और सत्य सारणी और विवरण के साधन के रूप में तार्किक समीकरण। रजिस्टर स्तर का उपयोग करते समय, संरचनात्मक तत्व होंगे: रजिस्टर, योजक, काउंटर, मल्टीप्लेक्सर्स, और विवरण के साधन सत्य तालिकाएं, माइक्रोऑपरेशन भाषाएं, संक्रमण तालिकाएं होंगी।

तथाकथित तार्किक सिमुलेशन मॉडल या बस सिमुलेशन मॉडल (आईएम) कार्यात्मक-तार्किक स्तर पर व्यापक हो गए हैं। आईएम डिज़ाइन किए गए डिवाइस के कामकाज के केवल बाहरी तर्क और अस्थायी विशेषताओं को दर्शाते हैं। आमतौर पर, एक एमआई में, आंतरिक संचालन और आंतरिक संरचना वास्तविक डिवाइस में मौजूद लोगों के समान नहीं होनी चाहिए। लेकिन सिम्युलेटेड संचालन और कामकाज की अस्थायी विशेषताएं, जैसा कि वे बाहरी रूप से देखी जाती हैं, एक आईएम में वास्तविक डिवाइस में मौजूद लोगों के लिए पर्याप्त होनी चाहिए।

स्वचालित डिज़ाइन किसी व्यक्ति द्वारा कंप्यूटर के साथ इंटरैक्ट करके किया गया डिज़ाइन कहलाता है। स्वचालन की डिग्री भिन्न हो सकती है, और इसका अनुमान मानव हस्तक्षेप के बिना कंप्यूटर पर किए गए डिज़ाइन कार्य की हिस्सेदारी से लगाया जाता है। जब =0, डिज़ाइन को गैर-स्वचालित कहा जाता है, जब =1 - स्वचालित।

कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन सिस्टम एक संगठनात्मक और तकनीकी प्रणाली है जिसमें डिज़ाइन ऑटोमेशन टूल का एक सेट शामिल होता है जो डिज़ाइन संगठन के विभागों के साथ इंटरैक्ट करता है और कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन करता है।

जटिल इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के डिजाइन के लिए स्वचालन उपकरणों का विकास निम्नलिखित लक्ष्यों का पीछा करता है:

उत्पाद विकास और कार्यान्वयन का समय और लागत कम करना;

डिज़ाइन त्रुटियों की संख्या कम करना;

डिज़ाइन समाधानों को बदलने और उत्पादों के निरीक्षण और परीक्षण के लिए आवश्यक समय को कम करने की संभावना सुनिश्चित करना।

डिज़ाइन के विभिन्न चरणों में हल की गई समस्याओं को मोटे तौर पर तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है: संश्लेषण और विश्लेषण। विश्लेषण का कार्य बाहरी वातावरण, उसके घटकों और सिस्टम की संरचना (या उसके मॉडल) की दी गई विशेषताओं के लिए सिस्टम के व्यवहार और गुणों का अध्ययन करना है। सामान्य सिस्टम सिद्धांत के अनुसार, संश्लेषण उन कार्यों और संरचनाओं को उत्पन्न करने की प्रक्रिया है जो कुछ परिणाम प्राप्त करने के लिए आवश्यक और पर्याप्त हैं। वे सिस्टम द्वारा कार्यान्वित कार्यों की पहचान करके एक निश्चित सिस्टम को परिभाषित करते हैं जिसके बारे में केवल यही पता होता है कि वह क्या करेगा।

इस संबंध में, फ़ंक्शन संश्लेषण के चरण को अमूर्त संश्लेषण कहा जाता है। संरचनात्मक और पैरामीट्रिक संश्लेषण के भी चरण हैं। संरचनात्मक संश्लेषण में, किसी वस्तु की संरचना निर्धारित की जाती है - उसके घटक तत्वों का सेट और एक दूसरे के साथ उनके संबंध के तरीके (वस्तु के भीतर और बाहरी वातावरण के साथ)। पैरामीट्रिक संश्लेषण में दी गई संरचना और प्रदर्शन स्थितियों के तहत तत्वों के मापदंडों के संख्यात्मक मूल्यों को निर्धारित करना शामिल है (यानी, आंतरिक मापदंडों के स्थान में एक बिंदु या क्षेत्र ढूंढना आवश्यक है जिसमें कुछ शर्तें पूरी होती हैं)।

सीएडी विकास एक प्रमुख वैज्ञानिक और तकनीकी समस्या है। बड़ी श्रम लागत (50-200 योग्य विशेषज्ञ) के बावजूद, डिजाइन वस्तुओं की बढ़ती जटिलता के कारण प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में एकीकृत एआरपीए का निर्माण एक आवश्यकता है। उपरोक्त को ध्यान में रखते हुए, हम उन बुनियादी आवश्यकताओं को तैयार कर सकते हैं जिन्हें सीएडी सिस्टम को पूरा करना होगा:

1. एक सार्वभौमिक संरचना हो जो अपघटन और पदानुक्रम (ब्लॉक-पदानुक्रमित दृष्टिकोण) के सिद्धांतों को लागू करती है। इसके अलावा, पदानुक्रम के विभिन्न स्तरों पर डिज़ाइन सिस्टम सूचनात्मक रूप से सुसंगत होना चाहिए। सूचना संगति का अर्थ है कि अनुक्रमिक डिज़ाइन प्रक्रियाओं के लिए, उनमें से एक का आउटपुट बिना किसी परिवर्तन के दूसरे के लिए इनपुट हो सकता है।

2. उच्च स्तर का एकीकरण हो। एकीकरण की डिग्री ऐसी होनी चाहिए जो संपूर्ण डिज़ाइन पथ के कार्यान्वयन को सुनिश्चित करे: एक विचार को सामने रखने से लेकर परियोजना के कार्यान्वयन तक। डिज़ाइन टूल के एकीकरण को सुनिश्चित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका तथाकथित फ्रेमवर्क, सीएडी सिस्टम द्वारा निभाई जाती है, जो विभिन्न डिज़ाइन टूल और डेटा के एकीकरण और एकल उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस का उपयोग करके प्रबंधन कार्यों के प्रदर्शन दोनों प्रदान करते हैं।

3. वास्तविक समय में डिजाइन तैयार करें। उपयोगकर्ता के साथ सीएडी की बातचीत के लिए आवश्यक समय को कम करना डेवलपर और सिस्टम के बीच बातचीत के लिए परिचालन तकनीकी साधनों की उपलब्धता, डिजाइन प्रक्रियाओं की दक्षता आदि द्वारा सुनिश्चित किया जाता है।

4. सीएडी संरचना खुली होनी चाहिए, अर्थात। इसमें सुधार करते समय उपप्रणालियों के सुविधाजनक विस्तार की संपत्ति होती है।

5. इनपुट और आउटपुट जानकारी को नियंत्रित करने के साधन हों।

6. प्रोजेक्ट में स्वचालित रूप से परिवर्तन करने का साधन रखें।

2. सीएडी हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर कॉम्प्लेक्स की संरचना

बुनियादी सीएडी सॉफ़्टवेयर बनाने वाले सभी हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर को उनके द्वारा किए जाने वाले कार्यों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:

सॉफ्टवेयर (एमएस);

भाषाई समर्थन (एलएस);

सॉफ्टवेयर (सॉफ्टवेयर);

तकनीकी सहायता (टीओ);

सूचना समर्थन (आईएस);

संगठनात्मक समर्थन (ओओ);

एमएल में शामिल हैं: सिद्धांत, तरीके, गणितीय मॉडल, कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन में उपयोग किए जाने वाले एल्गोरिदम।

एलओ को कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन में उपयोग की जाने वाली भाषाओं के एक सेट द्वारा दर्शाया गया है। LO का मुख्य भाग एक व्यक्ति और कंप्यूटर के बीच संचार की भाषाएँ हैं।

सॉफ़्टवेयर मशीन प्रोग्रामों और संबंधित दस्तावेज़ों का एक सेट है। इसे सिस्टम-वाइड और एप्लाइड में विभाजित किया गया है। सिस्टम-वाइड सॉफ़्टवेयर के घटक हैं, उदाहरण के लिए, ऑपरेटिंग सिस्टम, कंपाइलर इत्यादि। ये सॉफ़्टवेयर उपकरण तकनीकी साधनों के कामकाज को व्यवस्थित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, अर्थात। कंप्यूटिंग प्रक्रिया की योजना और प्रबंधन के लिए।

CAD की आवश्यकताओं के लिए एप्लीकेशन सॉफ्टवेयर बनाया जाता है। इसे आमतौर पर एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर पैकेज (एपीपी) के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक डिज़ाइन प्रक्रिया के एक विशिष्ट चरण में कार्य करता है।

टीओ घटक कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिज़ाइन के लिए परस्पर जुड़े और परस्पर क्रिया करने वाले तकनीकी साधनों (उदाहरण के लिए, कंप्यूटर, डेटा संचारित करने, इनपुट करने, प्रदर्शित करने और दस्तावेज़ीकरण करने के साधन) का एक सेट हैं।

AI कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन के लिए आवश्यक डेटा को एकीकृत करता है। उन्हें विभिन्न मीडिया पर कुछ दस्तावेजों के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है जिसमें डिज़ाइन ऑब्जेक्ट के मापदंडों, मध्यवर्ती परिणामों आदि के बारे में संदर्भ जानकारी होती है।

CAD IO का मुख्य भाग एक डेटा बैंक (DDB) है, जो CAD में डेटा के केंद्रीकृत संचय और सामूहिक उपयोग के लिए उपकरणों का एक सेट है। बीएनडी में एक डेटाबेस (डीबी) और एक डेटाबेस प्रबंधन प्रणाली (डीबीएमएस) शामिल है। डीबी - डेटा स्वयं, कंप्यूटर भंडारण में स्थित है और इस बीएनडी में अपनाए गए नियमों के अनुसार संरचित है। DBMS सॉफ्टवेयर टूल्स का एक सेट है जो BND की कार्यप्रणाली सुनिश्चित करता है। डीबीएमएस का उपयोग करके, डेटा को बीएनडी में रिकॉर्ड किया जाता है, उपयोगकर्ता और एप्लिकेशन प्रोग्राम आदि के अनुरोध के अनुसार पुनर्प्राप्त किया जाता है।

कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिज़ाइन प्रक्रिया बड़ी संख्या में सॉफ़्टवेयर मॉड्यूल की क्रमिक अंतःक्रिया है। मॉड्यूल की परस्पर क्रिया मुख्य रूप से नियंत्रण कनेक्शन (एक सॉफ़्टवेयर मॉड्यूल के निष्पादन से दूसरे सॉफ़्टवेयर मॉड्यूल के निष्पादन तक क्रमबद्ध संक्रमण), और जानकारी (विभिन्न मॉड्यूल में एक ही डेटा का उपयोग) (चित्र 1 और 2 देखें) में प्रकट होती है।

जटिल प्रणालियों को डिजाइन करते समय, विभिन्न सॉफ्टवेयर मॉड्यूल की सूचना समन्वय की समस्या महत्वपूर्ण है। सूचना लिंक लागू करने के तीन मुख्य तरीके हैं:

कॉलिंग प्रोग्राम से बुलाए गए प्रोग्राम में पैरामीटर्स के स्थानांतरण के माध्यम से;

इंटरैक्टिंग मॉड्यूल के सामान्य क्षेत्रों (विनिमय क्षेत्र) के माध्यम से;

डेटा बैंक के माध्यम से.

मापदंडों के हस्तांतरण के माध्यम से सूचना कनेक्शन के कार्यान्वयन का मतलब है कि या तो पैरामीटर या उनके पते स्थानांतरित किए जाते हैं। इसका उपयोग तब किया जाता है जब प्रेषित डेटा की मात्रा अपेक्षाकृत छोटी होती है और इसकी संरचना सरल होती है।

एक्सचेंज ज़ोन के माध्यम से सूचना कनेक्शन लागू करते समय, प्रत्येक मॉड्यूल को एक्सचेंज ज़ोन में डेटा भेजना होगा, इसे किसी अन्य मॉड्यूल की आवश्यकताओं के दृष्टिकोण से स्वीकार्य रूप में प्रस्तुत करना होगा। चूंकि प्रत्येक डेटा उपभोक्ता मॉड्यूल की डेटा संरचना की आवश्यकताएं अलग-अलग हो सकती हैं, इसलिए एक्सचेंज जोन के माध्यम से संचार की विधि केवल छोटी और स्थिर संख्या में सूचना कनेक्शन के साथ लागू करना अपेक्षाकृत आसान है। इनका उपयोग एक विशिष्ट सॉफ्टवेयर के भीतर प्रोग्राम मॉड्यूल के लिए किया जाता है।

यदि एक ही मॉड्यूल को विभिन्न डिज़ाइन प्रक्रियाओं में शामिल किया जा सकता है और कई मॉड्यूल के साथ बातचीत की जा सकती है, तो सूचना विनिमय के साधनों को एकीकृत करने की सलाह दी जाती है। यह एकीकरण बीएनडी अवधारणा का उपयोग करके किया जाता है। बीएनडी में संग्रहीत जानकारी की मुख्य विशेषता इसकी संरचना है। बीएनडी की सूचना सहभागिता के मुख्य लाभ इस प्रकार हैं:

समर्थित डिज़ाइन प्रक्रियाओं की संख्या पर प्रतिबंध हटा दिया गया है;

सॉफ़्टवेयर सिस्टम का विकास और संशोधन संभव है;

पीपीपी को बदले बिना डेटा भंडारण के तकनीकी साधनों को संशोधित और आधुनिक बनाना संभव है;

डेटा अखंडता सुनिश्चित की जाती है.

हालाँकि, डेटा डेटाबेस के माध्यम से सूचना कनेक्शन के कार्यान्वयन में इसकी कमियां भी हैं, जो मुख्य रूप से डेटाबेस में डेटा की खोज में लगने वाले महत्वपूर्ण समय से जुड़ी हैं।

चावल। 1. प्रबंधन कनेक्शन को दर्शाने वाला ग्राफ़।

चावल। 2. सूचना कनेक्शन को दर्शाने वाला ग्राफ़।

चावल। 3. डीबीएमएस के माध्यम से सूचना कनेक्शन का कार्यान्वयन।

3 . सीएडी इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम की संरचना

आधुनिक सीएडी एक जटिल सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर कॉम्प्लेक्स है, जिसे वैज्ञानिक और तकनीकी साहित्य में "वर्कस्टेशन" (पीसी) के रूप में जाना जाता है।

चावल। 3. इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम डिज़ाइन वर्कस्टेशन की संरचना।

चावल। 4. सीएडी सॉफ्टवेयर की संरचना।

4 . इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के प्रतिनिधित्व का पदानुक्रमित स्तर

सीएडी का उपयोग करने वाली मुख्य डिज़ाइन विधि ब्लॉक-पदानुक्रमित विधि या किसी जटिल वस्तु को उपप्रणालियों (ब्लॉक, नोड्स, घटकों) में विघटित करने की विधि है। इस मामले में, एक जटिल प्रणाली के विवरण को विस्तार की डिग्री के अनुसार पदानुक्रमित स्तरों (अमूर्तता के स्तर) में विभाजित किया जाता है जिसमें सिस्टम के गुण परिलक्षित होते हैं। प्रोजेक्ट प्रस्तुति के प्रत्येक स्तर पर सिस्टम, सबसिस्टम, सिस्टम के तत्व, संपूर्ण सिस्टम के तत्वों के कामकाज के नियम और बाहरी प्रभावों की अपनी अवधारणा होती है।

यह ये अवधारणाएँ हैं जो डिवाइस प्रतिनिधित्व पदानुक्रम के एक या दूसरे स्तर को निर्धारित करती हैं। एक सबसिस्टम एक सिस्टम का एक हिस्सा है, जो इसके कुछ तत्वों का एक संग्रह है, जो एक निश्चित कार्यात्मक विशेषता के अनुसार पहचाना जाता है, और पूरे सिस्टम के कामकाज के एक ही उद्देश्य के लिए इसके कामकाज के उद्देश्य के अधीन है। किसी सिस्टम के एक तत्व को उसके एक हिस्से के रूप में समझा जाता है जो एक विशिष्ट कार्य करता है और विचार के किसी दिए गए स्तर पर विघटन के अधीन नहीं है। किसी तत्व की अविभाज्यता एक अवधारणा है, लेकिन इस तत्व की भौतिक संपत्ति नहीं है। एक तत्व की अवधारणा का उपयोग करते हुए, डिजाइनर एक भाग के आधार पर या कई तत्वों को एक में जोड़कर दूसरे स्तर पर जाने का अधिकार सुरक्षित रखता है।

ऊपरी पदानुक्रमित स्तर पर, संपूर्ण जटिल वस्तु को अंतःक्रियात्मक उपप्रणालियों के एक समूह के रूप में माना जाता है। अगले पदानुक्रमित स्तर पर, उपप्रणालियों को अलग से कुछ घटकों (तत्वों) से युक्त प्रणालियों के रूप में माना जाता है और उनके विवरण में अधिक विवरण होता है। यह पदानुक्रमित स्तर उपप्रणालियों का स्तर है। पदानुक्रम स्तरों की संख्या हमेशा सीमित होती है। स्तरों की विशेषता इस तथ्य से होती है कि तत्वों के प्रकार का सेट जिससे एक डिज़ाइन सबसिस्टम बनाया जा सकता है, सीमित है। ऐसे सेट को लेवल बेसिस कहा जाता है।

CAD सिस्टम बनाते समय अपघटन विधि गंभीर समस्याओं को जन्म देती है:

उनके लिए पदानुक्रम स्तरों और आधारों का निर्धारण;

गणितीय सॉफ्टवेयर का विकास;

एक आधार से दूसरे आधार पर मानचित्रण करना, आदि।

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट और सिस्टम के डेवलपर्स द्वारा उपयोग की जाने वाली डिज़ाइन की गई वस्तु के पदानुक्रमित प्रतिनिधित्व की विधि, तत्वों का प्रतिनिधित्व (वर्णन) करने के दो तरीकों पर आधारित हो सकती है: संरचनात्मक और व्यवहारिक।

संरचनात्मक विधि में एक सिस्टम तत्व को निचले स्तर के परस्पर जुड़े तत्वों के एक सेट के रूप में वर्णित करना शामिल है, जिससे इस स्तर के आधार को परिभाषित किया जाता है। प्रोजेक्ट पदानुक्रम का संरचनात्मक रूप प्रोजेक्ट के अपघटन या विभाजन की प्रक्रिया को दर्शाता है ताकि मॉडलिंग के लिए चुने गए किसी भी स्तर पर, उस स्तर के लिए परिभाषित परस्पर संबंधित तत्वों के एक सेट के रूप में एक सिस्टम मॉडल बनाया जा सके। यहां प्रश्न तुरंत उठता है: ये तत्व कैसे निर्धारित होते हैं? अधिकतर वे अगले, निचले स्तर के तत्वों का उपयोग करके बनते हैं। अतः, आकृति में दर्शाए गए अनुसार। 5, परियोजना को एक पेड़ के रूप में दर्शाया जा सकता है, इस पेड़ के अपने स्तर के अनुरूप अमूर्त पदानुक्रम के विभिन्न स्तर। पेड़ की पत्ती के स्तर पर, निम्नतम स्तर के डिज़ाइन तत्वों का व्यवहार निर्धारित किया जाता है। व्यवहार पद्धति में एक निश्चित प्रक्रिया का उपयोग करके इनपुट/आउटपुट निर्भरता के आधार पर सिस्टम तत्व का वर्णन करना शामिल है। इसके अलावा, यह विवरण किसी अपनी प्रक्रिया द्वारा निर्धारित किया जाता है, और अन्य तत्वों का उपयोग करके वर्णित नहीं किया जाता है। इसलिए, प्रोजेक्ट ट्री के पत्ती स्तर के तत्वों का वर्णन करने के लिए एक व्यवहार मॉडल का उपयोग किया जाता है। क्योंकि किसी परियोजना का व्यवहार मॉडल किसी भी स्तर पर मौजूद हो सकता है, परियोजना के विभिन्न हिस्सों में विभिन्न स्तरों पर व्यवहार संबंधी विवरण हो सकते हैं।

चावल। 5. परियोजना, पूर्ण (ए) और अपूर्ण (बी) वृक्ष के रूप में प्रस्तुत की गई है।

चित्र में. चित्र 5(ए) "पूर्ण" प्रोजेक्ट ट्री दिखाता है, जहां सभी व्यवहार संबंधी विवरण एक ही स्तर पर बनते हैं। चित्र 5(बी) एक आंशिक पेड़ के रूप में दर्शाए गए डिज़ाइन को दिखाता है, जहां व्यवहार संबंधी विवरण विभिन्न स्तरों से संबंधित हैं। यह स्थिति इसलिए उत्पन्न होती है क्योंकि डेवलपर के लिए डिज़ाइन पूरा करने से पहले सिस्टम घटकों के बीच संबंधों का निर्माण और विश्लेषण करना अक्सर वांछनीय होता है। इस प्रकार, त्रुटियों की अनुपस्थिति के लिए समग्र रूप से डिज़ाइन को नियंत्रित करने में सक्षम होने के लिए, उदाहरण के लिए लॉजिक गेट स्तर पर, सभी सिस्टम घटकों के विनिर्देशों का होना आवश्यक नहीं है। ऐसा नियंत्रण बहु-स्तरीय मॉडलिंग का उपयोग करके किया जाता है, अर्थात मॉडलिंग जिसमें घटक मॉडल के व्यवहार संबंधी विवरण पदानुक्रम के विभिन्न स्तरों को संदर्भित करते हैं। इस दृष्टिकोण का एक महत्वपूर्ण अतिरिक्त लाभ यह है कि यह मॉडलिंग की दक्षता में सुधार करता है।

एक हार्डवेयर डेवलपर के दृष्टिकोण से, पदानुक्रम के छह मुख्य स्तर हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 6.

चावल। 6. इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों की प्रस्तुति के पदानुक्रम के स्तर।

ये सिस्टम, माइक्रोसर्किट (या आईसी), रजिस्टर, गेट, सर्किट और टोपोलॉजिकल स्तर हैं। चित्र से पता चलता है कि प्रस्तुति स्तरों के पदानुक्रम में एक काटे गए पिरामिड का आकार है। पिरामिड का नीचे की ओर विस्तार विस्तार की डिग्री में वृद्धि को दर्शाता है, अर्थात। इस स्तर पर डिज़ाइन किए गए डिवाइस का वर्णन करते समय ध्यान में रखे जाने वाले तत्वों की संख्या।

तालिका में 1 स्तरों की विशेषताओं को दर्शाता है - प्रत्येक स्तर के लिए संरचनात्मक तत्व और व्यवहारिक प्रतिनिधित्व दर्शाया गया है।

तालिका 1. मॉडलों का पदानुक्रम

स्तर	संरचनात्मक आदिम	व्यवहारिक प्रतिनिधित्व के लिए औपचारिक उपकरण
प्रणाली	सेंट्रल प्रोसेसर, स्विच, चैनल, बस, स्टोरेज डिवाइस आदि।	सिस्टम विश्लेषण, गेम थ्योरी, क्यूइंग थ्योरी, आदि।
माइक्रो सर्किट	माइक्रोप्रोसेसर, RAM, ROM, UART, आदि।	इनपुट-आउटपुट निर्भरता, जीएसए
पंजीकरण करवाना	रजिस्टर, एएलयू, काउंटर, मल्टीप्लेक्सर्स, डिकोडर	डिजिटल ऑटोमेटा का सिद्धांत, सत्य सारणी, जीएसए
वाल्व	लॉजिक गेट्स, फ्लिप-फ्लॉप	तर्क का बीजगणित, तार्किक समीकरणों की प्रणाली
सर्किट	ट्रांजिस्टर, डायोड, प्रतिरोधक, कैपेसिटर	विद्युत परिपथों का सिद्धांत, रैखिक, अरेखीय, विभेदक समीकरणों की प्रणालियाँ
सिलिका संबंधी	ज्यामितीय वस्तुएँ	नहीं

सबसे निचले स्तर पर, सिलिकॉन, ज्यामितीय आकृतियों का उपयोग बुनियादी आदिम के रूप में किया जाता है जो सिलिकॉन डाई की सतह पर प्रसार, पॉलीसिलिकॉन और धातुकरण क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन आकृतियों का संयोजन डिजाइनर के दृष्टिकोण से क्रिस्टल बनाने की प्रक्रिया का अनुकरण करता प्रतीत होता है। यहां प्रतिनिधित्व केवल विशुद्ध रूप से संरचनात्मक (व्यवहारिक नहीं) है।

अगले उच्च स्तर पर, सर्किट स्तर पर, डिज़ाइन प्रतिनिधित्व पारंपरिक सक्रिय और निष्क्रिय सर्किट तत्वों के इंटरकनेक्शन का उपयोग करके बनाया जाता है: प्रतिरोधक, कैपेसिटर, और द्विध्रुवी और एमओएसएफईटी ट्रांजिस्टर। इन घटकों के कनेक्शन का उपयोग विद्युत सर्किट के व्यवहार को मॉडल करने के लिए किया जाता है, जिसे वोल्टेज और धाराओं के बीच संबंधों का उपयोग करके व्यक्त किया जाता है, इस स्तर पर व्यवहार विवरण के लिए विभेदक समीकरणों का उपयोग किया जा सकता है।

तीसरा स्तर, लॉजिक गेट स्तर, पारंपरिक रूप से डिजिटल सर्किट और सिस्टम के डिजाइन में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। यह बुनियादी तत्वों जैसे AND, OR और NOT लॉजिक गेट और विभिन्न प्रकार के फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग करता है। इन आदिमों का कनेक्शन संयोजन और अनुक्रमिक तर्क सर्किट के प्रसंस्करण की अनुमति देता है। इस स्तर पर व्यवहार विवरण के लिए औपचारिक उपकरण बूलियन बीजगणित है।

पदानुक्रम में गेट स्तर के ऊपर रजिस्टर स्तर है। यहां, मूल तत्व रजिस्टर, काउंटर, मल्टीप्लेक्सर्स और अंकगणित तर्क इकाइयां (एएलयू) जैसे घटक हैं। सत्य तालिकाओं, राज्य तालिकाओं और रजिस्टर स्थानांतरण भाषाओं का उपयोग करके रजिस्टर स्तर पर एक डिज़ाइन का व्यवहारिक प्रतिनिधित्व संभव है।

रजिस्टर स्तर के ऊपर चिप (या आईसी) स्तर है। चिप स्तर पर, माइक्रोप्रोसेसर, मुख्य मेमोरी डिवाइस, सीरियल और समानांतर पोर्ट और इंटरप्ट कंट्रोलर जैसे घटक तत्वों के रूप में कार्य करते हैं। हालाँकि माइक्रोसर्किट की सीमाएँ तत्व मॉडल की सीमाएँ भी हैं, अन्य परिस्थितियाँ भी संभव हैं। इस प्रकार, माइक्रो-सर्किट का एक सेट जो एक साथ मिलकर एक कार्यात्मक उपकरण बनाता है, उसे एक तत्व के रूप में दर्शाया जा सकता है। यहां एक उदाहरणात्मक उदाहरण बिट-मॉड्यूलर प्रोसेसर का मॉडलिंग है। एक वैकल्पिक विकल्प भी संभव है - जब तत्व एक माइक्रोक्रिकिट के अलग-अलग वर्गों का प्रतिनिधित्व करते हैं, उदाहरण के लिए, तकनीकी विशिष्टताओं और अपघटन के विश्लेषण के चरण में। यहां मुख्य विशेषता यह है कि तत्व को तर्क के एक बड़े ब्लॉक द्वारा दर्शाया जाता है, जहां लंबे और अक्सर परिवर्तित डेटा प्रोसेसिंग पथों के लिए इनपुट पर आउटपुट की निर्भरता का प्रतिनिधित्व करना आवश्यक होता है। निचले स्तर के तत्वों के मामले में, माइक्रोक्रिकिट स्तर के तत्व सरल प्राइमेटिव से पदानुक्रमित रूप से निर्मित नहीं होते हैं, बल्कि एकल मॉडल ऑब्जेक्ट का प्रतिनिधित्व करते हैं। इसलिए, यदि आपको एक सीरियल I/O पोर्ट (यूनिवर्सल एसिंक्रोनस ट्रांसीवर, यूएआरटी) मॉडल करने की आवश्यकता है, तो संबंधित मॉडल रजिस्टर और काउंटर जैसे ब्लॉक के सरल कार्यात्मक मॉडल को जोड़कर नहीं बनाया गया है, यहां यूएआरटी स्वयं आधार मॉडल बन जाता है। इस प्रकार के मॉडल ओईएम के लिए महत्वपूर्ण हैं जो अन्य निर्माताओं से चिप्स खरीदते हैं लेकिन उनकी आंतरिक लॉजिक गेट-स्तरीय संरचना को नहीं जानते हैं क्योंकि यह आमतौर पर एक मालिकाना रहस्य है। माइक्रोसर्किट स्तर मॉडल का व्यवहारिक विवरण किसी दिए गए आईसी द्वारा कार्यान्वित प्रत्येक विशिष्ट आईसी एल्गोरिदम के इनपुट-आउटपुट संबंध पर आधारित है। शीर्ष स्तर सिस्टम स्तर है. इस स्तर के तत्व प्रोसेसर, मेमोरी और स्विच (बस) आदि हैं। इस स्तर पर व्यवहार विवरण में ऐसे बुनियादी डेटा और विशेषताएं शामिल हैं, उदाहरण के लिए, प्रति सेकंड लाखों निर्देशों में प्रोसेसर की गति (मेगोफ्लॉप) या थ्रूपुट डेटा प्रोसेसिंग पथ (बिट/एस) का। मेज से 1 और उपरोक्त से यह देखा जा सकता है कि आसन्न स्तरों की संरचनात्मक या व्यवहारिक विशेषताएँ एक निश्चित सीमा तक ओवरलैप होती हैं। उदाहरण के लिए, रजिस्टर और माइक्रोसर्किट स्तर दोनों पर, जीएसए का उपयोग करने वाले प्रतिनिधित्व का उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, दोनों स्तरों का संरचनात्मक प्रतिनिधित्व पूरी तरह से अलग है, यही वजह है कि वे अलग हो गए हैं। माइक्रोसर्किट और सिस्टम स्तरों में मूलतः समान तत्व होते हैं, लेकिन वे अपनी व्यवहारिक विशेषताओं में पूरी तरह से भिन्न होते हैं। इस प्रकार, आईसी-स्तरीय व्यवहार मॉडल पूर्णांक और बिट मानों के रूप में विस्तृत व्यक्तिगत प्रतिक्रियाओं की गणना की अनुमति देते हैं। और सिस्टम स्तर के व्यवहारिक प्रतिनिधित्व में एक गंभीर सीमा है - यह मुख्य रूप से सिस्टम क्षमता को मॉडल करने या सिस्टम के स्टोकेस्टिक मापदंडों को निर्धारित करने के लिए कार्य करता है। व्यवहार में, सिस्टम-स्तरीय डिज़ाइन दृश्य का उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न आर्किटेक्चर के तुलनात्मक मूल्यांकन के लिए किया जाता है। सामान्य तौर पर, यदि आवश्यकताएँ, व्यवहारिक या संरचनात्मक, भिन्न हैं, तो विभिन्न स्तर के मॉडल का उपयोग किया जाना चाहिए।

किसी प्रोजेक्ट के पदानुक्रमित प्रतिनिधित्व से जुड़ी अंतिम अवधारणा तथाकथित प्रोजेक्ट विंडो है।

यह शब्द प्रोजेक्ट ट्री स्तरों के एक समूह को संदर्भित करता है जिसके साथ प्रत्येक विशिष्ट डेवलपर काम करता है। इस प्रकार, वीएलएसआई डिज़ाइन के लिए प्रोजेक्ट विंडो में सिलिकॉन, सर्किट, गेट, रजिस्टर और चिप स्तर शामिल हैं। दूसरी ओर, कंप्यूटर डिजाइनर आमतौर पर गेट, रजिस्टर, चिप और सिस्टम स्तरों को कवर करने वाली विंडो में रुचि रखता है। यह प्रोजेक्ट विंडो की अवधारणा है जो बहु-स्तरीय डिज़ाइन का आधार है। जैसे-जैसे वीएलएसआई जटिलता बढ़ती है, डिज़ाइन विंडो में गेट परत को शामिल करना अव्यावहारिक हो जाएगा क्योंकि एक ही चिप पर सैकड़ों हजारों लॉजिक गेट रखे जा सकते हैं। रजिस्टर स्तर, हालांकि निश्चित रूप से गेट स्तर से कम जटिल है, इसमें केवल वीएलएसआई I/O सिग्नल में रुचि रखने वालों के लिए वैकल्पिक विवरण भी शामिल हो सकते हैं।

इस प्रकार, मशीन डिजाइनर के दृष्टिकोण से, वीएलएसआई स्वयं डिजाइन का एक तत्व बन जाएगा।

चावल। 7. मल्टीप्रोसेसर सिस्टम के प्रस्तुति स्तर के कार्यान्वयन का एक उदाहरण।

एनोटेशन: व्याख्यान कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन (सीएडी) सिस्टम की बुनियादी परिभाषाएँ, उद्देश्य और सिद्धांत प्रदान करता है। सीएडी का सार और कार्य योजना दी गई है। अन्य स्वचालित प्रणालियों के बीच CAD RES का स्थान दिखाया गया है। सीएडी की संरचना और प्रकारों पर विचार किया जाता है। व्याख्यान का मुख्य उद्देश्य आरईएस डिजाइन प्रक्रिया का सार, डिजाइन के मूल सिद्धांतों को दिखाना है। आरईएस के डिजाइन और उत्पादन प्रौद्योगिकी के डिजाइन के लिए एक व्यवस्थित दृष्टिकोण पर विशेष ध्यान दिया जाता है

4.1. परिभाषा, उद्देश्य, उद्देश्य

परिभाषा के अनुसार, सीएडी एक संगठनात्मक और तकनीकी प्रणाली है जिसमें डिज़ाइन स्वचालन उपकरणों का एक सेट और विभाग विशेषज्ञों की एक टीम शामिल है डिज़ाइन संगठन, किसी वस्तु का स्वचालित डिज़ाइन निष्पादित करना, जो किसी गतिविधि का परिणाम है डिज़ाइन संगठन [ , ].

इस परिभाषा से यह निष्कर्ष निकलता है कि CAD स्वचालन का एक साधन नहीं है, बल्कि वस्तुओं को डिजाइन करने में मानव गतिविधि की एक प्रणाली है। इसलिए, एक वैज्ञानिक और तकनीकी अनुशासन के रूप में डिज़ाइन स्वचालन डिज़ाइन प्रक्रियाओं में कंप्यूटर के सामान्य उपयोग से भिन्न होता है, जिसमें यह सिस्टम निर्माण के मुद्दों को संबोधित करता है, न कि व्यक्तिगत कार्यों के एक सेट को। यह अनुशासन पद्धतिगत है क्योंकि यह उन विशेषताओं का सारांश प्रस्तुत करता है जो विभिन्न विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए सामान्य हैं।

सीएडी के कामकाज के लिए एक आदर्श योजना चित्र में दिखाई गई है। 4.1.

चावल। 4.1.

यह योजना मौजूदा मानकों के अनुसार फॉर्मूलेशन के पूर्ण अनुपालन और वास्तविक जीवन प्रणालियों के गैर-अनुपालन के अर्थ में आदर्श है, जिसमें सभी डिज़ाइन कार्य स्वचालन उपकरणों का उपयोग करके नहीं किए जाते हैं और सभी डिज़ाइनर इन उपकरणों का उपयोग नहीं करते हैं।

जैसा कि परिभाषा से पता चलता है, डिजाइनर सीएडी को संदर्भित करते हैं। यह कथन काफी वैध है, क्योंकि CAD स्वचालित डिज़ाइन प्रणाली के बजाय एक कंप्यूटर-सहायता प्राप्त प्रणाली है। इसका मतलब यह है कि कुछ डिज़ाइन संचालन हमेशा मनुष्यों द्वारा किए जा सकते हैं और किए जाएंगे। इसके अलावा, अधिक उन्नत प्रणालियों में, मनुष्यों द्वारा किए गए कार्यों का अनुपात छोटा होगा, लेकिन इन कार्यों की सामग्री अधिक रचनात्मक होगी, और अधिकांश मामलों में मनुष्यों की भूमिका अधिक जिम्मेदार होगी।

CAD की परिभाषा से यह निष्कर्ष निकलता है कि इसके संचालन का उद्देश्य डिज़ाइन है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, डिज़ाइन जानकारी को संसाधित करने की एक प्रक्रिया है, जो अंततः डिज़ाइन की गई वस्तु और उसके निर्माण के तरीकों की पूरी समझ प्राप्त करने की ओर ले जाती है।

मैन्युअल डिज़ाइन के अभ्यास में, डिज़ाइन की गई वस्तु और उसके निर्माण के तरीकों का पूरा विवरण उत्पाद डिज़ाइन और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण में शामिल होता है। कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन की स्थिति के लिए, ऑब्जेक्ट के बारे में डेटा और इसके निर्माण की तकनीक वाले अंतिम डिज़ाइन उत्पाद का नाम अभी तक वैध नहीं किया गया है। व्यवहार में, इसे अभी भी "प्रोजेक्ट" कहा जाता है।

डिज़ाइन मनुष्य द्वारा किए जाने वाले सबसे जटिल प्रकार के बौद्धिक कार्यों में से एक है। इसके अलावा, जटिल वस्तुओं को डिजाइन करने की प्रक्रिया एक व्यक्ति की शक्ति से परे है और इसे एक रचनात्मक टीम द्वारा किया जाता है। यह, बदले में, डिज़ाइन प्रक्रिया को और भी जटिल और औपचारिक रूप देने में कठिन बना देता है। ऐसी प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए, आपको स्पष्ट रूप से यह जानना होगा कि यह वास्तव में क्या है और इसे डेवलपर्स द्वारा कैसे किया जाता है। अनुभव से पता चलता है कि डिज़ाइन प्रक्रियाओं का अध्ययन और उनकी औपचारिकता बड़ी कठिनाई से विशेषज्ञों को दी गई थी, इसलिए डिज़ाइन स्वचालन हर जगह चरणों में किया गया, लगातार सभी नए को कवर करते हुए परियोजना संचालन. तदनुसार, धीरे-धीरे नई प्रणालियाँ बनाई गईं और पुरानी प्रणालियों में सुधार किया गया। सिस्टम को जितने अधिक भागों में विभाजित किया गया है, प्रत्येक भाग के लिए प्रारंभिक डेटा को सही ढंग से तैयार करना उतना ही कठिन है, लेकिन अनुकूलन करना उतना ही आसान है।

डिज़ाइन स्वचालन वस्तुवे कार्य हैं, मानवीय क्रियाएं जो वह डिज़ाइन प्रक्रिया के दौरान करता है। और वे जो डिज़ाइन करते हैं उसे कहते हैं डिजाइन वस्तु.

एक व्यक्ति एक घर, एक कार, डिज़ाइन कर सकता है तकनीकी प्रक्रिया, औद्योगिक उत्पाद। CAD को उन्हीं वस्तुओं को डिज़ाइन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस मामले में, CAD उत्पाद (CAD I) और प्रक्रिया सीएडी(सीएडी टीपी)।

इस तरह, वस्तुओं को डिज़ाइन करेंनहीं हैं स्वचालन वस्तुओं को डिज़ाइन करें. उत्पादन अभ्यास में डिजाइन स्वचालन वस्तुकिसी उत्पाद को विकसित करने वाले डिजाइनरों के कार्यों का पूरा सेट है या तकनीकी प्रक्रिया, या दोनों, और डिज़ाइन, तकनीकी और परिचालन दस्तावेज़ीकरण के रूप में विकास के परिणामों का दस्तावेज़ीकरण करना।

संपूर्ण डिज़ाइन प्रक्रिया को चरणों और संचालन में विभाजित करके, आप कुछ गणितीय तरीकों का उपयोग करके उनका वर्णन कर सकते हैं और उनके स्वचालन के लिए उपकरणों को परिभाषित कर सकते हैं। फिर चयनित पर विचार करना आवश्यक है परियोजना संचालनऔर स्वचालन उपकरणएक जटिल में और उन्हें लक्ष्यों को पूरा करने वाली एक प्रणाली में संयोजित करने के तरीके खोजें।

किसी जटिल वस्तु को डिज़ाइन करते समय, विभिन्न परियोजना संचालनकई बार दोहराया जाता है. यह इस तथ्य के कारण है कि डिज़ाइन एक स्वाभाविक रूप से विकसित होने वाली प्रक्रिया है। इसकी शुरुआत डिज़ाइन की गई वस्तु की एक सामान्य अवधारणा के विकास से होती है, जिसके आधार पर - प्रारंभिक डिजाइन. नीचे अनुमानित समाधान (अनुमान) दिए गए हैं: प्रारंभिक डिजाइनबाद के सभी डिज़ाइन चरणों में निर्दिष्ट किया गया है। सामान्य तौर पर, ऐसी प्रक्रिया को एक सर्पिल के रूप में दर्शाया जा सकता है। सर्पिल के निचले मोड़ पर डिज़ाइन की गई वस्तु की अवधारणा है, शीर्ष पर - डिज़ाइन की गई वस्तु के बारे में अंतिम डेटा। सर्पिल के प्रत्येक मोड़ पर, सूचना प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के दृष्टिकोण से, समान संचालन किए जाते हैं, लेकिन बढ़ती मात्रा में। इसलिए, वाद्य स्वचालन उपकरणदोहराए जाने वाले ऑपरेशन समान हो सकते हैं।

व्यवहार में, संपूर्ण डिज़ाइन प्रक्रिया को औपचारिक बनाने की समस्या को पूरी तरह से हल करना बहुत मुश्किल है, हालांकि, यदि डिज़ाइन संचालन का कम से कम हिस्सा स्वचालित है, तो यह अभी भी उचित होगा, क्योंकि यह निर्मित सीएडी के आगे के विकास की अनुमति देगा। अधिक उन्नत तकनीकी समाधानों पर आधारित और कम संसाधन व्यय वाली प्रणाली।

सामान्य तौर पर, उत्पाद डिजाइन और उनकी निर्माण तकनीक के सभी चरणों के लिए, निम्नलिखित मुख्य प्रकार के विशिष्ट सूचना प्रसंस्करण कार्यों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

• आवश्यक जानकारी के विभिन्न स्रोतों से खोज और चयन;
• चयनित जानकारी का विश्लेषण;
• गणना करना;
• डिज़ाइन संबंधी निर्णय लेना;
• आगे के उपयोग के लिए सुविधाजनक रूप में डिज़ाइन समाधानों का पंजीकरण (डिज़ाइन के बाद के चरणों में, उत्पाद के निर्माण या संचालन के दौरान)।

डिज़ाइन के सभी चरणों में सूचना के उपयोग के प्रबंधन के लिए सूचीबद्ध सूचना प्रसंस्करण संचालन और प्रक्रियाओं का स्वचालन है आधुनिक सीएडी प्रणालियों के कामकाज का सार.

कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन सिस्टम की मुख्य विशेषताएं क्या हैं और "कार्य-आधारित" स्वचालन विधियों से उनके मूलभूत अंतर क्या हैं?

पहला अभिलक्षणिक गुण योग्यता है विस्तृतएक सामान्य डिजाइन समस्या को हल करना, विशेष कार्यों के बीच घनिष्ठ संबंध स्थापित करना, यानी न केवल व्यक्तिगत प्रक्रियाओं, बल्कि डिजाइन चरणों की जानकारी और बातचीत के गहन आदान-प्रदान की संभावना। उदाहरण के लिए, डिज़ाइन के तकनीकी (डिज़ाइन) चरण के संबंध में, सीएडी आरईएस लेआउट, प्लेसमेंट और रूटिंग की समस्याओं को निकट संबंध में हल करने की अनुमति देता है, जिसे सिस्टम के हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर में एम्बेड किया जाना चाहिए।

उच्च-स्तरीय प्रणालियों के संबंध में, हम सर्किटरी और डिज़ाइन के तकनीकी चरणों के बीच घनिष्ठ सूचना संबंध स्थापित करने के बारे में बात कर सकते हैं। ऐसी प्रणालियाँ रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक साधन बनाना संभव बनाती हैं जो कार्यात्मक, डिज़ाइन और तकनीकी आवश्यकताओं के सेट के दृष्टिकोण से अधिक प्रभावी हैं।

CAD RES के बीच दूसरा अंतर है इंटरैक्टिव मोडडिज़ाइन जिसमें एक सतत प्रक्रिया को अंजाम दिया जाता है वार्ता"मानव-मशीन"। औपचारिक डिज़ाइन विधियाँ कितनी भी जटिल और परिष्कृत क्यों न हों, कंप्यूटिंग उपकरणों की शक्ति कितनी भी महान क्यों न हो, मनुष्यों की रचनात्मक भागीदारी के बिना जटिल उपकरण बनाना असंभव है। डिज़ाइन के अनुसार, डिज़ाइन ऑटोमेशन सिस्टम को डिज़ाइनर को प्रतिस्थापित नहीं करना चाहिए, बल्कि उसकी रचनात्मक गतिविधि के लिए एक शक्तिशाली उपकरण के रूप में कार्य करना चाहिए।

CAD RES की तीसरी विशेषता क्षमता है सिमुलेशन मॉडलिंगरेडियो-इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम वास्तविक स्थितियों के करीब परिचालन स्थितियों में। सिमुलेशन मॉडलिंगविभिन्न प्रकार की गड़बड़ियों के प्रति डिज़ाइन की गई वस्तु की प्रतिक्रिया का अनुमान लगाना संभव बनाता है, डिज़ाइनर को प्रोटोटाइप के बिना कार्रवाई में अपने श्रम के फल को "देखने" की अनुमति देता है। इस सीएडी सुविधा का महत्व यह है कि ज्यादातर मामलों में एक सिस्टम तैयार करना बेहद कठिन होता है प्रदर्शन मानदंडआरईएस. दक्षता विभिन्न प्रकृति की बड़ी संख्या में आवश्यकताओं से जुड़ी होती है और आरईएस और बाहरी कारकों के बड़ी संख्या में मापदंडों पर निर्भर करती है। इसलिए, जटिल डिज़ाइन समस्याओं में व्यापक दक्षता की कसौटी के अनुसार इष्टतम समाधान खोजने की प्रक्रिया को औपचारिक बनाना लगभग असंभव है। सिमुलेशन मॉडलिंगआपको विभिन्न समाधान विकल्पों का परीक्षण करने और सबसे अच्छा विकल्प चुनने की अनुमति देता है, और इसे जल्दी से करने और सभी प्रकार के कारकों और गड़बड़ियों को ध्यान में रखने की अनुमति देता है।

चौथी विशेषता डिजाइन के लिए सॉफ्टवेयर और सूचना समर्थन की महत्वपूर्ण जटिलता है। हम न केवल मात्रात्मक, मात्रात्मक वृद्धि के बारे में बात कर रहे हैं, बल्कि वैचारिक जटिलता के बारे में भी बात कर रहे हैं, जो डिजाइनर और कंप्यूटर के बीच संचार भाषाएं बनाने, विकसित डेटा बैंकों, घटक भागों के बीच सूचना विनिमय कार्यक्रमों की आवश्यकता से जुड़ी है। सिस्टम, और डिज़ाइन प्रोग्राम। डिज़ाइन के परिणामस्वरूप, नए, अधिक उन्नत आरईएस बनाए जाते हैं, जो नई भौतिक घटनाओं और संचालन सिद्धांतों, अधिक उन्नत तत्व आधार और संरचना, बेहतर डिज़ाइन और प्रगतिशील तकनीकी प्रक्रियाओं के उपयोग के कारण उच्च दक्षता में उनके एनालॉग्स और प्रोटोटाइप से भिन्न होते हैं।

4.2. कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिज़ाइन सिस्टम और प्रौद्योगिकियाँ बनाने के सिद्धांत

सीएडी सिस्टम बनाते समय, हम निम्नलिखित सिस्टम-व्यापी सिद्धांतों द्वारा निर्देशित होते हैं:

1. सिद्धांत समावेशयह है कि सीएडी के निर्माण, संचालन और विकास की आवश्यकताएं एक अधिक जटिल प्रणाली की ओर से निर्धारित की जाती हैं, जिसमें सीएडी एक उपप्रणाली के रूप में शामिल है। ऐसी जटिल प्रणाली हो सकती है, उदाहरण के लिए, ASNI - CAD की एक जटिल प्रणाली - किसी उद्यम की स्वचालित नियंत्रण प्रणाली, किसी उद्योग की CAD, आदि।
2. सिद्धांत प्रणालीगत एकतासीएडी प्रणाली की उपप्रणालियों और सीएडी नियंत्रण उपप्रणाली के कामकाज के बीच संचार के माध्यम से इसकी अखंडता सुनिश्चित करने का प्रावधान है।
3. सिद्धांत जटिलताडिज़ाइन के सभी चरणों में व्यक्तिगत तत्वों और संपूर्ण वस्तु के डिज़ाइन में सामंजस्य की आवश्यकता होती है।
4. सिद्धांत सूचना एकतापूर्व निर्धारित करता है सूचना संगतिव्यक्तिगत सबसिस्टम और सीएडी घटक। इसका मतलब यह है कि सीएडी घटकों को प्रदान करने के साधनों में समान शब्दों, प्रतीकों, सम्मेलनों, समस्या-उन्मुख प्रोग्रामिंग भाषाओं और जानकारी प्रस्तुत करने के तरीकों का उपयोग किया जाना चाहिए, जो आमतौर पर प्रासंगिक नियामक दस्तावेजों द्वारा स्थापित किए जाते हैं। सूचना एकता का सिद्धांत, विशेष रूप से, विभिन्न वस्तुओं के डिज़ाइन में बार-बार उपयोग की जाने वाली सभी फ़ाइलों को डेटा बैंकों में रखने की सुविधा प्रदान करता है। सूचना एकता के कारण, सीएडी में किसी भी पुनर्व्यवस्था या परिणामी डेटा सरणियों के प्रसंस्करण के बिना एक समस्या को हल करने के परिणामों का उपयोग अन्य डिज़ाइन कार्यों के लिए प्रारंभिक जानकारी के रूप में किया जा सकता है।
5. सिद्धांत अनुकूलतायह है कि सबसिस्टम और सीएडी घटकों के बीच संरचनात्मक कनेक्शन की भाषाओं, कोड, सूचना और तकनीकी विशेषताओं को समन्वित किया जाना चाहिए ताकि सभी सबसिस्टम के संयुक्त कामकाज को सुनिश्चित किया जा सके और संरक्षित किया जा सके। खुली संरचनासामान्य तौर पर सीएडी. इस प्रकार, सीएडी में किसी भी नए हार्डवेयर या सॉफ्टवेयर की शुरूआत से पहले से उपयोग में आने वाले टूल में कोई बदलाव नहीं होना चाहिए।
6. सिद्धांत निश्चरतायह निर्धारित करता है कि सीएडी उपप्रणाली और घटक यथासंभव सार्वभौमिक या मानक होने चाहिए, यानी, डिज़ाइन की गई वस्तुओं और उद्योग विशिष्टताओं के लिए अपरिवर्तनीय होना चाहिए। निःसंदेह, यह सभी CAD घटकों के लिए संभव नहीं है। हालाँकि, कई घटकों, जैसे अनुकूलन कार्यक्रम, डेटा प्रोसेसिंग और अन्य को विभिन्न तकनीकी वस्तुओं के लिए समान बनाया जा सकता है।

डिज़ाइन के परिणामस्वरूप, नए, अधिक उन्नत आरईएस बनाए जाते हैं, जो नई भौतिक घटनाओं और सिद्धांतों के उपयोग के कारण उच्च दक्षता में उनके एनालॉग्स और प्रोटोटाइप से भिन्न होते हैं।

एक डिज़ाइन समाधान डिज़ाइन की गई वस्तु का एक मध्यवर्ती विवरण है, जो एक प्रक्रिया (संबंधित स्तर पर) निष्पादित करने के परिणामस्वरूप एक या दूसरे पदानुक्रमित स्तर पर प्राप्त होता है।

डिज़ाइन प्रक्रिया डिज़ाइन प्रक्रिया का एक अभिन्न अंग है। डिज़ाइन प्रक्रियाओं के उदाहरण डिज़ाइन किए गए डिवाइस के कार्यात्मक आरेख का संश्लेषण, मॉडलिंग, सत्यापन, मुद्रित सर्किट बोर्ड पर इंटरकनेक्शन की रूटिंग आदि हैं।

पावर प्लांट डिज़ाइन को चरणों में विभाजित किया गया है। एक चरण डिज़ाइन प्रक्रियाओं का एक विशिष्ट अनुक्रम है। डिज़ाइन चरणों का सामान्य क्रम इस प्रकार प्रस्तुत किया गया है:

तकनीकी विशिष्टताओं को तैयार करना;

प्रोजेक्ट इनपुट;

वास्तुकला डिजाइन;

कार्यात्मक और तार्किक डिजाइन;

सर्किट डिज़ाइन;

टोपोलॉजिकल डिज़ाइन;

एक प्रोटोटाइप का उत्पादन;

डिवाइस की विशेषताओं का निर्धारण.

तकनीकी विशिष्टताएँ तैयार करना। डिज़ाइन किए गए उत्पाद के लिए आवश्यकताएँ, उसकी विशेषताएँ निर्धारित की जाती हैं और डिज़ाइन के लिए तकनीकी विशिष्टियाँ बनाई जाती हैं।

प्रोजेक्ट इनपुट. प्रत्येक डिज़ाइन चरण के अपने इनपुट साधन होते हैं; इसके अलावा, कई टूल सिस्टम प्रोजेक्ट का वर्णन करने के लिए एक से अधिक तरीके प्रदान करते हैं।

आधुनिक डिज़ाइन प्रणालियों के प्रोजेक्ट विवरण के लिए उच्च-स्तरीय ग्राफ़िक और टेक्स्ट संपादक प्रभावी हैं। ऐसे संपादक डेवलपर को एक बड़े सिस्टम का ब्लॉक आरेख बनाने, अलग-अलग ब्लॉकों को मॉडल निर्दिष्ट करने और बाद वाले को बसों और सिग्नल ट्रांसमिशन पथों के माध्यम से जोड़ने का अवसर देते हैं। संपादक आमतौर पर स्वचालित रूप से संबंधित ग्राफिकल छवियों के साथ ब्लॉक और कनेक्शन के पाठ विवरण को लिंक करते हैं, जिससे व्यापक सिस्टम मॉडलिंग प्रदान की जाती है। यह सिस्टम इंजीनियरों को अपनी सामान्य कार्यशैली को बदलने की अनुमति नहीं देता है: वे अभी भी सोच सकते हैं, अपने प्रोजेक्ट का फ्लोचार्ट कागज के टुकड़े पर स्केच कर सकते हैं, जबकि साथ ही सिस्टम के बारे में सटीक जानकारी दर्ज की जाएगी और जमा की जाएगी।

बुनियादी इंटरफ़ेस तर्क का वर्णन करने के लिए तर्क समीकरण या सर्किट आरेख का अक्सर बहुत अच्छी तरह से उपयोग किया जाता है।

डिकोडर या अन्य सरल तर्क ब्लॉकों का वर्णन करने के लिए सत्य सारणी उपयोगी होती हैं।

हार्डवेयर विवरण भाषाएँ जिनमें राज्य-मशीन-प्रकार के निर्माण होते हैं, आमतौर पर नियंत्रण ब्लॉक जैसे अधिक जटिल तार्किक कार्यात्मक ब्लॉकों का प्रतिनिधित्व करने में अधिक कुशल होते हैं।

वास्तुकला डिजाइन। सीपीयू और मेमोरी, मेमोरी और कंट्रोल यूनिट को सिग्नल ट्रांसमिशन के स्तर तक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के डिज़ाइन का प्रतिनिधित्व करता है। इस स्तर पर, संपूर्ण डिवाइस की संरचना निर्धारित की जाती है, इसके मुख्य हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर घटक निर्धारित किए जाते हैं।

वे। वास्तुशिल्प समाधानों की शुद्धता की जांच करने के लिए उच्च-स्तरीय प्रतिनिधित्व के साथ एक संपूर्ण प्रणाली को डिजाइन करना आमतौर पर उन मामलों में किया जाता है जहां एक मौलिक नई प्रणाली विकसित की जा रही है और सभी वास्तुशिल्प मुद्दों पर सावधानीपूर्वक काम करने की आवश्यकता है।

कई मामलों में, एक संपूर्ण सिस्टम डिज़ाइन के लिए एकल सिमुलेशन पैकेज में परीक्षण किए जाने वाले डिज़ाइन में गैर-विद्युत घटकों और प्रभावों को शामिल करने की आवश्यकता होती है।

इस स्तर के तत्व हैं: प्रोसेसर, मेमोरी, नियंत्रक, बसें। मॉडल का निर्माण करते समय और सिस्टम का अनुकरण करते समय, ग्राफ सिद्धांत, सेट सिद्धांत, मार्कोव प्रक्रियाओं का सिद्धांत, कतारबद्ध सिद्धांत, साथ ही सिस्टम के कामकाज का वर्णन करने के तार्किक और गणितीय साधनों का उपयोग यहां किया जाता है।

व्यवहार में, एक पैरामीटरयुक्त सिस्टम आर्किटेक्चर बनाने और इसके कॉन्फ़िगरेशन के लिए इष्टतम पैरामीटर का चयन करने की परिकल्पना की गई है। नतीजतन, संबंधित मॉडल को पैरामीटरयुक्त किया जाना चाहिए। आर्किटेक्चरल मॉडल के कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर यह निर्धारित करते हैं कि कौन से फ़ंक्शन हार्डवेयर में लागू किए जाएंगे और कौन से सॉफ़्टवेयर में। हार्डवेयर के लिए कुछ कॉन्फ़िगरेशन विकल्पों में शामिल हैं:

सिस्टम बसों की संख्या, क्षमता और क्षमता;

मेमोरी एक्सेस समय;

कैश मेमोरी का आकार;

प्रोसेसर, पोर्ट, रजिस्टर ब्लॉक की संख्या;

डेटा ट्रांसफर बफ़र्स की क्षमता।

और सॉफ़्टवेयर कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर में शामिल हैं, उदाहरण के लिए:

अनुसूचक पैरामीटर;

कार्यों की प्राथमिकता;

"कचरा हटाना" अंतराल;

प्रोग्राम के लिए अधिकतम अनुमत सीपीयू अंतराल;

मेमोरी प्रबंधन सबसिस्टम के पैरामीटर (पृष्ठ आकार, खंड आकार, साथ ही डिस्क क्षेत्रों में फ़ाइलों का वितरण);

डेटा स्थानांतरण कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर:

टाइमआउट अंतराल मान;

टुकड़े का आकार;

त्रुटि का पता लगाने और सुधार के लिए प्रोटोकॉल पैरामीटर।

चावल। 1

इंटरैक्टिव सिस्टम-स्तरीय डिज़ाइन में, सिस्टम-स्तरीय कार्यात्मक विनिर्देशों को पहले डेटा प्रवाह आरेख के रूप में पेश किया जाता है, और विभिन्न कार्यों को लागू करने के लिए घटक प्रकारों का चयन किया जाता है (चित्र 1)। यहां मुख्य कार्य एक सिस्टम आर्किटेक्चर विकसित करना है जो निर्दिष्ट कार्यात्मक, गति और लागत आवश्यकताओं को पूरा करेगा। भौतिक कार्यान्वयन प्रक्रिया के दौरान लिए गए निर्णयों की तुलना में वास्तुशिल्प स्तर पर त्रुटियाँ बहुत अधिक महंगी होती हैं।

वास्तुशिल्प मॉडल महत्वपूर्ण हैं और सिस्टम व्यवहार और इसकी अस्थायी विशेषताओं के तर्क को प्रतिबिंबित करते हैं, जिससे कार्यात्मक समस्याओं की पहचान करना संभव हो जाता है। उनकी चार महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं:

वे डेटा स्ट्रीम के रूप में उच्च-स्तरीय डेटा अमूर्त का उपयोग करके हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर घटकों की कार्यक्षमता का सटीक रूप से प्रतिनिधित्व करते हैं;

वास्तुशिल्प मॉडल समय मापदंडों के रूप में कार्यान्वयन प्रौद्योगिकी का अमूर्त रूप से प्रतिनिधित्व करते हैं। विशिष्ट कार्यान्वयन तकनीक इन मापदंडों के विशिष्ट मूल्यों द्वारा निर्धारित की जाती है;

वास्तुशिल्प मॉडल में सर्किट होते हैं जो कई कार्यात्मक ब्लॉकों को घटकों को साझा करने की अनुमति देते हैं;

ये मॉडल पैरामीटर योग्य, टाइप करने योग्य और पुन: प्रयोज्य होने चाहिए;

सिस्टम स्तर पर मॉडलिंग डेवलपर को उनकी कार्यक्षमता, प्रदर्शन और लागत के बीच संबंध के संदर्भ में वैकल्पिक सिस्टम डिज़ाइन का मूल्यांकन करने की अनुमति देती है।

ASIC और सिस्टम के लिए टॉप-डाउन डिज़ाइन टूल सिस्टम (ASIC नेविगेटर, कम्पास डिज़ाइन ऑटोमेशन)।

इंजीनियरों को वाल्व स्तर पर डिजाइनिंग से मुक्त करने का प्रयास।

तर्क सहायक (तर्क सहायक);

डिज़ाइन सहायक;

ASIC सिंथेसाइज़ेज़ (ASIC सिंथेसाइज़र);

विषय पर परीक्षण:

इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम डिज़ाइन के चरण

एक डिज़ाइन समाधान डिज़ाइन की गई वस्तु का एक मध्यवर्ती विवरण है, जो एक प्रक्रिया (संबंधित स्तर पर) निष्पादित करने के परिणामस्वरूप एक या दूसरे पदानुक्रमित स्तर पर प्राप्त होता है।

डिज़ाइन प्रक्रिया डिज़ाइन प्रक्रिया का एक अभिन्न अंग है। डिज़ाइन प्रक्रियाओं के उदाहरण डिज़ाइन किए गए डिवाइस के कार्यात्मक आरेख का संश्लेषण, मॉडलिंग, सत्यापन, मुद्रित सर्किट बोर्ड पर इंटरकनेक्शन की रूटिंग आदि हैं।

पावर प्लांट डिज़ाइन को चरणों में विभाजित किया गया है। एक चरण डिज़ाइन प्रक्रियाओं का एक विशिष्ट अनुक्रम है। डिज़ाइन चरणों का सामान्य क्रम इस प्रकार प्रस्तुत किया गया है:

·तकनीकी विशिष्टताओं को चित्रित करना;

·प्रोजेक्ट इनपुट;

·वास्तुकला डिजाइन;

·कार्यात्मक और तार्किक डिजाइन;

· सर्किट डिज़ाइन;

टोपोलॉजिकल डिज़ाइन;

·एक प्रोटोटाइप का उत्पादन;

· डिवाइस विशेषताओं का निर्धारण.

तकनीकी विशिष्टताएँ तैयार करना। डिज़ाइन किए गए उत्पाद के लिए आवश्यकताएँ, उसकी विशेषताएँ निर्धारित की जाती हैं और डिज़ाइन के लिए तकनीकी विशिष्टियाँ बनाई जाती हैं।

प्रोजेक्ट इनपुट. प्रत्येक डिज़ाइन चरण के अपने इनपुट साधन होते हैं; इसके अलावा, कई टूल सिस्टम प्रोजेक्ट का वर्णन करने के लिए एक से अधिक तरीके प्रदान करते हैं।

आधुनिक डिज़ाइन प्रणालियों के प्रोजेक्ट विवरण के लिए उच्च-स्तरीय ग्राफ़िक और टेक्स्ट संपादक प्रभावी हैं। ऐसे संपादक डेवलपर को एक बड़े सिस्टम का ब्लॉक आरेख बनाने, अलग-अलग ब्लॉकों को मॉडल निर्दिष्ट करने और बाद वाले को बसों और सिग्नल ट्रांसमिशन पथों के माध्यम से जोड़ने का अवसर देते हैं। संपादक आमतौर पर स्वचालित रूप से संबंधित ग्राफिकल छवियों के साथ ब्लॉक और कनेक्शन के पाठ विवरण को लिंक करते हैं, जिससे व्यापक सिस्टम मॉडलिंग प्रदान की जाती है। यह सिस्टम इंजीनियरों को अपनी सामान्य कार्यशैली को बदलने की अनुमति नहीं देता है: वे अभी भी सोच सकते हैं, अपने प्रोजेक्ट का फ्लोचार्ट कागज के टुकड़े पर स्केच कर सकते हैं, जबकि साथ ही सिस्टम के बारे में सटीक जानकारी दर्ज की जाएगी और जमा की जाएगी।

बुनियादी इंटरफ़ेस तर्क का वर्णन करने के लिए तर्क समीकरण या सर्किट आरेख का अक्सर बहुत अच्छी तरह से उपयोग किया जाता है।

डिकोडर या अन्य सरल तर्क ब्लॉकों का वर्णन करने के लिए सत्य सारणी उपयोगी होती हैं।

हार्डवेयर विवरण भाषाएँ जिनमें राज्य-मशीन-प्रकार के निर्माण होते हैं, आमतौर पर नियंत्रण ब्लॉक जैसे अधिक जटिल तार्किक कार्यात्मक ब्लॉकों का प्रतिनिधित्व करने में अधिक कुशल होते हैं।

वास्तुकला डिजाइन। सीपीयू और मेमोरी, मेमोरी और कंट्रोल यूनिट को सिग्नल ट्रांसमिशन के स्तर तक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के डिज़ाइन का प्रतिनिधित्व करता है। इस स्तर पर, संपूर्ण डिवाइस की संरचना निर्धारित की जाती है, इसके मुख्य हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर घटक निर्धारित किए जाते हैं।

वे। वास्तुशिल्प समाधानों की शुद्धता की जांच करने के लिए उच्च-स्तरीय प्रतिनिधित्व के साथ एक संपूर्ण प्रणाली को डिजाइन करना आमतौर पर उन मामलों में किया जाता है जहां एक मौलिक नई प्रणाली विकसित की जा रही है और सभी वास्तुशिल्प मुद्दों पर सावधानीपूर्वक काम करने की आवश्यकता है।

कई मामलों में, एक संपूर्ण सिस्टम डिज़ाइन के लिए एकल सिमुलेशन पैकेज में परीक्षण किए जाने वाले डिज़ाइन में गैर-विद्युत घटकों और प्रभावों को शामिल करने की आवश्यकता होती है।

इस स्तर के तत्व हैं: प्रोसेसर, मेमोरी, नियंत्रक, बसें। मॉडल का निर्माण करते समय और सिस्टम का अनुकरण करते समय, ग्राफ सिद्धांत, सेट सिद्धांत, मार्कोव प्रक्रियाओं का सिद्धांत, कतारबद्ध सिद्धांत, साथ ही सिस्टम के कामकाज का वर्णन करने के तार्किक और गणितीय साधनों का उपयोग यहां किया जाता है।

व्यवहार में, एक पैरामीटरयुक्त सिस्टम आर्किटेक्चर बनाने और इसके कॉन्फ़िगरेशन के लिए इष्टतम पैरामीटर का चयन करने की परिकल्पना की गई है। नतीजतन, संबंधित मॉडल को पैरामीटरयुक्त किया जाना चाहिए। आर्किटेक्चरल मॉडल के कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर यह निर्धारित करते हैं कि कौन से फ़ंक्शन हार्डवेयर में लागू किए जाएंगे और कौन से सॉफ़्टवेयर में। हार्डवेयर के लिए कुछ कॉन्फ़िगरेशन विकल्पों में शामिल हैं:

·सिस्टम बसों की संख्या, बिट क्षमता और क्षमता;

मेमोरी एक्सेस समय;

कैश मेमोरी का आकार;

प्रोसेसर, पोर्ट, रजिस्टर ब्लॉक की संख्या;

·डेटा ट्रांसफर बफ़र्स की क्षमता।

और सॉफ़्टवेयर कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर में शामिल हैं, उदाहरण के लिए:

अनुसूचक पैरामीटर;

कार्यों की प्राथमिकता;

· "कचरा हटाना" अंतराल;

·प्रोग्राम के लिए अधिकतम अनुमत सीपीयू अंतराल;

·मेमोरी प्रबंधन सबसिस्टम के पैरामीटर (पेज आकार, खंड आकार, साथ ही डिस्क क्षेत्रों में फ़ाइलों का वितरण);

डेटा स्थानांतरण कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर:

·टाइमआउट अंतराल मान;

टुकड़े का आकार;

·त्रुटि का पता लगाने और सुधार के लिए प्रोटोकॉल पैरामीटर।

चावल। 1 - वास्तुशिल्प डिजाइन चरण के लिए डिजाइन प्रक्रियाओं का अनुक्रम

इंटरैक्टिव सिस्टम-स्तरीय डिज़ाइन में, सिस्टम-स्तरीय कार्यात्मक विनिर्देशों को पहले डेटा प्रवाह आरेख के रूप में पेश किया जाता है, और विभिन्न कार्यों को लागू करने के लिए घटक प्रकारों का चयन किया जाता है (चित्र 1)। यहां मुख्य कार्य एक सिस्टम आर्किटेक्चर विकसित करना है जो निर्दिष्ट कार्यात्मक, गति और लागत आवश्यकताओं को पूरा करेगा। भौतिक कार्यान्वयन प्रक्रिया के दौरान लिए गए निर्णयों की तुलना में वास्तुशिल्प स्तर पर त्रुटियाँ बहुत अधिक महंगी होती हैं।

वास्तुशिल्प मॉडल महत्वपूर्ण हैं और सिस्टम व्यवहार और इसकी अस्थायी विशेषताओं के तर्क को प्रतिबिंबित करते हैं, जिससे कार्यात्मक समस्याओं की पहचान करना संभव हो जाता है। उनकी चार महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं:

वे डेटा स्ट्रीम के रूप में उच्च-स्तरीय डेटा अमूर्त का उपयोग करके हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर घटकों की कार्यक्षमता का सटीक रूप से प्रतिनिधित्व करते हैं।

·वास्तुशिल्प मॉडल समय मापदंडों के रूप में कार्यान्वयन प्रौद्योगिकी का अमूर्त प्रतिनिधित्व करते हैं। विशिष्ट कार्यान्वयन तकनीक इन मापदंडों के विशिष्ट मूल्यों द्वारा निर्धारित की जाती है;

·वास्तुशिल्प मॉडल में सर्किट होते हैं जो कई कार्यात्मक ब्लॉकों को घटकों को साझा करने की अनुमति देते हैं;

· इन मॉडलों को मानकीकरण, टाइपिंग और पुन: उपयोग की अनुमति देनी चाहिए;

सिस्टम स्तर पर मॉडलिंग डेवलपर को उनकी कार्यक्षमता, प्रदर्शन और लागत के बीच संबंध के संदर्भ में वैकल्पिक सिस्टम डिज़ाइन का मूल्यांकन करने की अनुमति देती है।

ASIC और सिस्टम के लिए टॉप-डाउन डिज़ाइन टूल सिस्टम (ASIC नेविगेटर, कम्पास डिज़ाइन ऑटोमेशन)।

इंजीनियरों को वाल्व स्तर पर डिजाइनिंग से मुक्त करने का प्रयास।

तर्क सहायक (तर्क सहायक);

·डिज़ाइन सहायक;

·एएसआईसी सिंथेसाइज़ेज़ (एएसआईसी सिंथेसाइज़र);

·परीक्षण सहायक;

यह एक एकीकृत डिज़ाइन और विश्लेषण वातावरण है। आपको अपने डिज़ाइन के ग्राफ़िकल और पाठ्य विवरण दर्ज करके ASIC विनिर्देश बनाने की अनुमति देता है। उपयोगकर्ता अधिकांश उच्च-स्तरीय इनपुट विधियों का उपयोग करके अपने डिज़ाइन का वर्णन कर सकते हैं, जिसमें फ़्लोचार्ट, बूलियन सूत्र, राज्य आरेख, वीएचडीएल और वेरिलॉग भाषा कथन और बहुत कुछ शामिल हैं। सिस्टम सॉफ़्टवेयर संपूर्ण ASIC सिस्टम डिज़ाइन प्रक्रिया के आधार के रूप में इन इनपुट विधियों का समर्थन करेगा।

डिज़ाइन किए गए ASIC की सामान्य वास्तुकला को उनके भौतिक विभाजन को ध्यान में रखे बिना परस्पर जुड़े कार्यात्मक ब्लॉकों के रूप में दर्शाया जा सकता है। फिर इन ब्लॉकों को इस तरीके से वर्णित किया जा सकता है जो प्रत्येक फ़ंक्शन की विशिष्ट विशेषताओं के लिए सबसे उपयुक्त हो। उदाहरण के लिए, उपयोगकर्ता राज्य आरेखों का उपयोग करके नियंत्रण तर्क, डेटा पथ आरेखों का उपयोग करके अंकगणितीय फ़ंक्शन ब्लॉक और वीएचडीएल का उपयोग करके एल्गोरिथम फ़ंक्शन का वर्णन कर सकता है। अंतिम विवरण पाठ और ग्राफिक्स दोनों का संयोजन हो सकता है और ASIC के विश्लेषण और कार्यान्वयन के आधार के रूप में कार्य करता है।

लॉजिक असिस्टेंट सबसिस्टम प्राप्त विनिर्देश को व्यवहारिक वीएचडीएल कोड में परिवर्तित करता है। इस कोड को किसी तीसरे पक्ष द्वारा विकसित वीएचडीएल मॉडलिंग सिस्टम का उपयोग करके संसाधित किया जा सकता है। व्यवहार स्तर पर विनिर्देश को संशोधित करने से डिज़ाइन के प्रारंभिक चरणों में परिवर्तन करना और डीबग करना संभव हो जाता है।

डिज़ाइन सहायक

एक बार विनिर्देश सत्यापित हो जाने पर, इसे ASIC डिवाइस पर प्रदर्शित किया जा सकता है। हालाँकि, सबसे पहले, उपयोगकर्ता को यह तय करना होगा कि इस तरह के उच्च-स्तरीय प्रोजेक्ट को सर्वोत्तम तरीके से कैसे कार्यान्वित किया जाए। डिज़ाइन विवरण को मानक तत्वों के आधार पर एक या अधिक गेट एरे या आईसी पर मैप किया जा सकता है।

डिसिंग असिस्टेंट इष्टतम कार्यान्वयन प्राप्त करने के लिए उपयोगकर्ताओं को विभिन्न विकल्पों का मूल्यांकन करने में मदद करता है। डी.ए. उपयोगकर्ता के निर्देश पर, प्रत्येक अपघटन विकल्प और प्रत्येक प्रकार के ASIC के लिए अनुमानित चिप आकार, संभावित पैकेजिंग विधियां, बिजली की खपत और लॉजिक गेट्स की अनुमानित संख्या निर्धारित करता है।

इसके बाद उपयोगकर्ता अंतःक्रियात्मक रूप से क्या-क्या विश्लेषण कर सकता है, विभिन्न डिज़ाइन ब्रेकडाउन के साथ वैकल्पिक तकनीकी समाधान तलाश सकता है, या मानक गेट सरणी तत्वों को व्यवस्थित और स्थानांतरित कर सकता है। इस तरह, उपयोगकर्ता विनिर्देश आवश्यकताओं को पूरा करने वाला इष्टतम दृष्टिकोण पा सकता है।

ASIC सिंथेसाइज़र

एक बार किसी विशेष डिज़ाइन विकल्प का चयन हो जाने के बाद, उसके व्यवहार संबंधी विवरण को लॉजिक गेट स्तर के प्रतिनिधित्व में परिवर्तित किया जाना चाहिए। यह प्रक्रिया बहुत श्रमसाध्य है.

गेट स्तर पर, निम्नलिखित को संरचनात्मक तत्वों के रूप में चुना जा सकता है: तार्किक द्वार, ट्रिगर, और सत्य सारणी और विवरण के साधन के रूप में तार्किक समीकरण। रजिस्टर स्तर का उपयोग करते समय, संरचनात्मक तत्व होंगे: रजिस्टर, योजक, काउंटर, मल्टीप्लेक्सर्स, और विवरण के साधन सत्य तालिकाएं, माइक्रोऑपरेशन भाषाएं, संक्रमण तालिकाएं होंगी।

तथाकथित तार्किक सिमुलेशन मॉडल या बस सिमुलेशन मॉडल (आईएम) कार्यात्मक-तार्किक स्तर पर व्यापक हो गए हैं। आईएम डिज़ाइन किए गए डिवाइस के कामकाज के केवल बाहरी तर्क और अस्थायी विशेषताओं को दर्शाते हैं। आमतौर पर, एक एमआई में, आंतरिक संचालन और आंतरिक संरचना वास्तविक डिवाइस में मौजूद लोगों के समान नहीं होनी चाहिए। लेकिन सिम्युलेटेड संचालन और कामकाज की अस्थायी विशेषताएं, जैसा कि वे बाहरी रूप से देखी जाती हैं, एक आईएम में वास्तविक डिवाइस में मौजूद लोगों के लिए पर्याप्त होनी चाहिए।

इस चरण के मॉडल का उपयोग किसी विशिष्ट हार्डवेयर कार्यान्वयन के बिना और तत्व आधार की विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, कार्यात्मक या तार्किक सर्किट के कामकाज के लिए निर्दिष्ट एल्गोरिदम के सही कार्यान्वयन के साथ-साथ डिवाइस के समय आरेखों की जांच करने के लिए किया जाता है।

यह तार्किक मॉडलिंग विधियों का उपयोग करके किया जाता है। तार्किक मॉडलिंग का अर्थ है कंप्यूटर पर सर्किट के इनपुट से उसके आउटपुट तक तार्किक मान "0" और "1" के रूप में प्रस्तुत चलती जानकारी के अर्थ में एक कार्यात्मक सर्किट के संचालन का अनुकरण करना। लॉजिक सर्किट की कार्यप्रणाली की जाँच में सर्किट द्वारा कार्यान्वित तार्किक कार्यों की जाँच करना और समय संबंधों (महत्वपूर्ण पथों की उपस्थिति, विफलता के जोखिम और सिग्नल रेस) की जाँच करना दोनों शामिल हैं। इस स्तर पर मॉडलों की सहायता से हल किए जाने वाले मुख्य कार्य कार्यात्मक और सर्किट आरेखों का सत्यापन, नैदानिक ​​​​परीक्षणों का विश्लेषण हैं।

सर्किट डिज़ाइन तकनीकी विशिष्टताओं की आवश्यकताओं के अनुसार बुनियादी विद्युत सर्किट और विशिष्टताओं को विकसित करने की प्रक्रिया है। डिज़ाइन किए गए उपकरण हो सकते हैं: एनालॉग (जनरेटर, एम्पलीफायर, फिल्टर, मॉड्यूलेटर, आदि), डिजिटल (विभिन्न लॉजिक सर्किट), मिश्रित (एनालॉग-डिजिटल)।

सर्किट डिजाइन चरण में, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को सर्किट स्तर पर दर्शाया जाता है। इस स्तर के तत्व सक्रिय और निष्क्रिय घटक हैं: अवरोधक, संधारित्र, प्रारंभ करनेवाला, ट्रांजिस्टर, डायोड, आदि। एक विशिष्ट सर्किट टुकड़ा (गेट, ट्रिगर, आदि) का उपयोग सर्किट-स्तरीय तत्व के रूप में भी किया जा सकता है। डिज़ाइन किए गए उत्पाद का इलेक्ट्रॉनिक सर्किट आदर्श घटकों का एक संयोजन है जो डिज़ाइन किए गए उत्पाद की संरचना और मौलिक संरचना को काफी सटीक रूप से दर्शाता है। यह माना जाता है कि सर्किट के आदर्श घटक दिए गए मापदंडों और विशेषताओं के साथ गणितीय विवरण स्वीकार करते हैं। इलेक्ट्रॉनिक सर्किट घटक का गणितीय मॉडल चर के संबंध में एक ODE है: वर्तमान और वोल्टेज। किसी उपकरण का गणितीय मॉडल बीजगणितीय या अंतर समीकरणों के एक सेट द्वारा दर्शाया जाता है जो सर्किट के विभिन्न घटकों में धाराओं और वोल्टेज के बीच संबंधों को व्यक्त करता है। विशिष्ट सर्किट टुकड़ों के गणितीय मॉडल को मैक्रोमॉडल कहा जाता है।

सर्किट डिज़ाइन चरण में निम्नलिखित डिज़ाइन प्रक्रियाएँ शामिल हैं:

संरचनात्मक संश्लेषण - डिज़ाइन किए गए डिवाइस के समतुल्य सर्किट का निर्माण

·स्थैतिक विशेषताओं की गणना में सर्किट के किसी भी नोड में धाराओं और वोल्टेज का निर्धारण शामिल है; वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं का विश्लेषण और उन पर घटक मापदंडों के प्रभाव का अध्ययन।

गतिशील विशेषताओं की गणना में आंतरिक और बाहरी मापदंडों (एकल-संस्करण विश्लेषण) में परिवर्तन के आधार पर सर्किट के आउटपुट मापदंडों का निर्धारण करना शामिल है, साथ ही आउटपुट मापदंडों के नाममात्र मूल्यों के सापेक्ष संवेदनशीलता और फैलाव की डिग्री का आकलन करना शामिल है। इलेक्ट्रॉनिक सर्किट (बहुभिन्नरूपी विश्लेषण) के इनपुट और बाहरी मापदंडों के आधार पर।

· पैरामीट्रिक अनुकूलन, जो इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के आंतरिक मापदंडों के ऐसे मान निर्धारित करता है जो आउटपुट मापदंडों को अनुकूलित करते हैं।

टॉप-डाउन (ऊपर से नीचे) और बॉटम-अप (नीचे से ऊपर) डिज़ाइन हैं। टॉप-डाउन डिज़ाइन में, डिवाइस प्रतिनिधित्व के उच्च स्तर का उपयोग करने वाले चरणों को निचले पदानुक्रमित स्तरों का उपयोग करने वाले चरणों से पहले निष्पादित किया जाता है। बॉटम-अप डिज़ाइन के साथ, क्रम विपरीत है।

किसी प्रोजेक्ट ट्री को देखते समय, आप दो डिज़ाइन अवधारणाओं को इंगित कर सकते हैं: नीचे से ऊपर (नीचे से ऊपर) और ऊपर से नीचे (ऊपर से नीचे)। यहाँ "शीर्ष" शब्द का तात्पर्य पेड़ की जड़ से है, और "नीचे" शब्द का तात्पर्य पत्तियों से है। टॉप-डाउन डिज़ाइन के साथ, काम पहले से ही शुरू हो सकता है जब डेवलपर पहले से ही केवल रूट के कार्यों को जानता है - और वह (या वह) सबसे पहले रूट को निचले स्तर के प्राइमेटिव के एक निश्चित सेट में तोड़ देता है।

इसके बाद, डेवलपर अंतर्निहित स्तर के साथ काम करना शुरू करता है और इस स्तर की प्राथमिकताओं को तोड़ता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक यह प्रोजेक्ट के लीफ नोड्स तक नहीं पहुंच जाती। टॉप-डाउन डिज़ाइन को चिह्नित करने के लिए, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक स्तर पर विभाजन एक या किसी अन्य उद्देश्य मानदंड के अनुसार अनुकूलित किया गया है। यहां विभाजन "जो पहले से मौजूद है" के ढांचे से बंधा नहीं है।

शब्द "बॉटम-अप डिज़ाइन" थोड़ा गलत नाम है क्योंकि डिज़ाइन प्रक्रिया अभी भी पेड़ की जड़ को परिभाषित करने के साथ शुरू होती है, लेकिन इस मामले में विभाजन इस आधार पर किया जाता है कि कौन से घटक पहले से मौजूद हैं और इन्हें प्राइमेटिव के रूप में उपयोग किया जा सकता है। ; दूसरे शब्दों में, विभाजन करते समय, डेवलपर को यह मानना ​​होगा कि कौन से घटक लीफ नोड्स में दर्शाए जाएंगे। सबसे पहले इन्हीं "निचले" हिस्सों को डिज़ाइन किया जाएगा। टॉप-डाउन डिज़ाइन सबसे उपयुक्त दृष्टिकोण प्रतीत होता है, लेकिन इसकी कमजोरी यह है कि परिणामी घटक "मानक" नहीं होते हैं, जिससे परियोजना की लागत बढ़ जाती है। इसलिए, नीचे-ऊपर और ऊपर-नीचे डिज़ाइन विधियों का संयोजन सबसे तर्कसंगत लगता है।

यह अनुमान लगाया गया है कि अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर इंजीनियर टॉप-डाउन पद्धति का उपयोग करेंगे। वे, संक्षेप में, सिस्टम इंजीनियर बन जाएंगे, अपने समय का एक महत्वपूर्ण हिस्सा व्यवहार स्तर पर उत्पाद डिजाइन पर खर्च करेंगे।

इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम डिज़ाइन आज बॉटम-अप पद्धति का अनुसरण करता है, डिज़ाइन प्रक्रिया में पहला चरण आमतौर पर संरचनात्मक स्तर पर (स्पष्ट रूप से आईसी और अलग घटक स्तरों पर) सर्किट विवरण का इनपुट होता है। संरचना का निर्धारण करने के बाद, इस उपकरण का वर्णन करने के लिए इस प्रणाली के व्यवहार का विवरण एक या दूसरी भाषा में पेश किया जाता है और मॉड्यूलेशन किया जाता है। इस मामले में, प्रोजेक्ट का इलेक्ट्रॉनिक भाग मैन्युअल रूप से, यानी डिज़ाइन टूल के उपयोग के बिना किया जाता है।

डिज़ाइन किए गए सिस्टम की बढ़ती जटिलता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि डेवलपर्स व्यावहारिक रूप से प्रोजेक्ट का सहज विश्लेषण करने की क्षमता खो देते हैं, यानी सिस्टम डिज़ाइन विनिर्देश की गुणवत्ता और विशेषताओं का मूल्यांकन करते हैं। और वास्तुशिल्प मॉडल का उपयोग करके सिस्टम-स्तरीय मॉडलिंग (टॉप-डाउन डिज़ाइन प्रक्रिया के पहले चरण के रूप में) ऐसा अवसर प्रदान करता है।

टॉप-डाउन डिज़ाइन के मामले में, ऊपर वर्णित बॉटम-अप डिज़ाइन के दो चरण उल्टे क्रम में किए जाते हैं। टॉप-डाउन डिज़ाइन उसके भौतिक या संरचनात्मक प्रतिनिधित्व के बजाय डिज़ाइन किए जा रहे सिस्टम के व्यवहारिक प्रतिनिधित्व पर केंद्रित है। स्वाभाविक रूप से, टॉप-डाउन डिज़ाइन का अंतिम परिणाम भी परियोजना का संरचनात्मक या योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व है।

यहां मुद्दा यह है कि टॉप-डाउन डिज़ाइन के लिए सिस्टम आर्किटेक्चरल मॉडल की आवश्यकता होती है, और बॉटम-अप डिज़ाइन के लिए संरचनात्मक मॉडल की आवश्यकता होती है।

लाभ (सभी सीएडी प्रणालियों के लिए):

1) टॉप-डाउन डिज़ाइन पद्धति समानांतर डिज़ाइन के लिए एक शर्त के रूप में कार्य करती है: हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर उपप्रणालियों का समन्वित विकास।

2) टॉप-डाउन डिज़ाइन पद्धति का परिचय तर्क संश्लेषण उपकरणों द्वारा सुगम बनाया गया है। ये उपकरण तार्किक सूत्रों को भौतिक रूप से कार्यान्वयन योग्य लॉजिक गेट स्तर के विवरण में बदलने की सुविधा प्रदान करते हैं।

जिसके चलते:

भौतिक कार्यान्वयन को सरल बनाया गया है

डिज़ाइन समय का कुशल उपयोग

·तकनीकी टेम्पलेट्स का प्रभावी ढंग से उपयोग किया जाता है

हालाँकि, कई लाख लॉजिक गेटों के पैमाने वाले जटिल डिज़ाइनों के लिए, सिस्टम-स्तरीय मॉडलिंग और विश्लेषण के माध्यम से वैश्विक अनुकूलन प्राप्त करने में सक्षम होना वांछनीय है।

3) टॉप-डाउन डिज़ाइन पद्धति इस तथ्य पर आधारित है कि प्रारंभिक कार्यात्मक आवश्यकताओं के आधार पर एक परियोजना विनिर्देश स्वचालित रूप से बनाया जाता है। यह कार्यात्मक आवश्यकताएं हैं जो जटिल प्रणालियों के डिजाइन में प्रारंभिक घटक हैं। इसके लिए धन्यवाद, यह दृष्टिकोण एक निष्क्रिय प्रणाली की संभावना को कम कर देता है। कई मामलों में, डिज़ाइन किए गए सिस्टम की विफलता कार्यात्मक आवश्यकताओं और डिज़ाइन विनिर्देशों के बीच बेमेल के कारण होती है।

4) टॉप-डाउन डिज़ाइन का एक और संभावित लाभ यह है कि यह डिज़ाइन सत्यापन और सत्यापन के लिए प्रभावी परीक्षणों के विकास के साथ-साथ निर्मित उत्पादों की निगरानी के लिए परीक्षण वैक्टर की अनुमति देता है।

5) सिस्टम स्तर पर मॉडलिंग के परिणाम डिजाइन के प्रारंभिक चरणों में पहले से ही परियोजना के मात्रात्मक मूल्यांकन के आधार के रूप में काम कर सकते हैं। बाद के चरणों में, डिज़ाइन को सत्यापित और मान्य करने के लिए लॉजिक गेट स्तर पर सिमुलेशन की आवश्यकता होती है। एक सजातीय डिज़ाइन वातावरण आपको पहले और बाद के डिज़ाइन चरणों में प्राप्त सिमुलेशन परिणामों की तुलना करने की अनुमति देगा।

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