Формальное представление электрических принципиальных схем для решения задач автоматизированного проектирования электронной аппаратуры

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана

Э.Н. Камышная, В.В. Маркелов,
В.А. Соловьев

ФОРМАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ
ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ
АППАРАТУРЫ

Рекомендовано Научно-методическим советом
МГТУ им. Н.Э. Баумана
в качестве учебного пособия по курсу
«Автоматизированное проектирование электронной
аппаратуры»

Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2011

УДК 621.316.71/72
ББК 31.27-05
К18

К18

Рецензенты: С.А. Мешков, Ю.В. Зерний

Камышная Э.Н.
Формальное представление электрических принципиальных
схем для решения задач автоматизированного проектирования электронной аппаратуры : учеб. пособие / Э.Н. Камышная, В.В. Маркелов, В.А. Соловьев. – М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2011. – 44, [4] с. : ил.

Представлена схема процесса проектирования изделий электронной аппаратуры, проанализированы основные этапы и задачи проектирования аппаратуры на каждом иерархическом уровне. Рассмотрены методы формализации задач при автоматизированном проектировании электронной аппаратуры. Даны основные понятия и определения из теории графов, приведены методы формального описания
электрических принципиальных схем. Представлены структура домашнего задания по теме «Автоматизация проектирования электронной аппаратуры» и контрольный пример.
Для студентов старших курсов факультета «Информатика и
системы управления».

УДК 621.316.71/72
ББК 31.27-05

c⃝ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011

ВВЕДЕНИЕ

Темпы развития электронной аппаратуры (ЭА) в значительной
мере определяют уровень научно-технического прогресса. Расширение круга задач, решаемых с помощью ЭА, вызывает постоянное
усложнение аппаратуры, следствием которого является неизбежное удлинение сроков ее проектирования. Ускорить и удешевить
проектно-конструкторские работы можно путем автоматизированного проектирования на основе разработки и внедрения прогрессивных методов расчета при использовании современной вычислительной техники. Развитие этих методов идет по пути максимальной формализации и подчиняется требованиям программирования.
В этом учебном пособии студентам предлагается ознакомиться
с методами формализованного описания электрических принципиальных схем для решения задач автоматизированного проектирования ЭА, а также со структурой алгоритмов решения некоторых
практических задач.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАДАЧ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ АВТОМАТИЗАЦИИ

Процесс проектирования с точки зрения разработчика целесообразно разделить на этапы, отражающие основные задачи, решаемые на каждом из них (рис. 1.1) [1]:
1) системотехническое проектирование — разработка изделия
до уровня структурных (функциональных) схем;
2) схемотехническое проектирование — разработка сборочных
единиц до уровня принципиальных схем;
3) техническое проектирование:
а) конструкторское;
б) технологическое.
Системотехническое проектирование начинается с анализа
технического задания (ТЗ) на разрабатываемое изделие с точки
зрения надежности, стоимости, быстродействия, массогабаритных
характеристик и т. д. На этом этапе принимают наиболее существенные решения относительно возможных путей реализации
требований к аппаратуре, сформулированных в ТЗ, с учетом современных достижений в области радиоэлектроники и электронновычислительной техники, выбирают критерии для оценки эффективности проекта. На этапе системотехнического проектирования
намечают основные направления системотехнических, схемотехнических и конструкторско-технологических решений, проводят
патентный поиск существующих аналогов с целью рационального
использования накопленного опыта, формирования оригинальных решений, их оформления и обеспечения патентной чистоты,
уточняют основные функциональные части разрабатываемой ЭА,
распределяют функции между отдельными сборочными единицами, узлами и блоками, разрабатывают общие структурные и

4

Рис. 1.1. Схема процесса проектирования изделий электронной
аппаратуры

функциональные схемы и ТЗ на отдельные сборочные единицы
и узлы. При этом необходимо учитывать требования производства и возможность использования унифицированных изделий,
выпускаемых промышленностью.
В настоящее время системотехническое проектирование является трудно формализуемым процессом, где в основном используются творческие возможности разработчиков.

5