Иллюстрированный самоучитель по OrCAD
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).
OrCAD PSpice. Введение.
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
Источник: samoychiteli.ru
CADmaster
Главная » CADmaster №2(12) 2002 » Электротехника Система проектирования электронных устройств Orcad
Объединение всемирно известных фирм OrCAD и Cadence Design SystemsПродажу и техническую поддержку программных продуктов Cadence на территории России и стран СНГ осуществляет компания Consistent Software.-> (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
Создаете ли вы блок-схему, проектируете интегральные схемы или разрабатываете схему для комплекта печатных плат, содержащих аналоговые и цифровые блоки, есть смысл воспользоваться популярным графическим редактором OrCAD Capture. Благодаря простоте освоения и использования, а также универсальности ввода схем для всех типов проектов число его зарегистрированных пользователей уже приблизилось к 200 тысячам. Существует и более развитая версия: OrCAD Capture CIS (Component Information System). Программные модули Capture предоставляют вам множество современных инструментов для быстрого выполнения схемотехнической части проекта:
Вебинар Знакомство с САПР OrCAD Standard: шаги от создания схемы до экспорта производственных файлов
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.
| Максимальный размер печатной платы | 144×144 дюйма |
| Общее число слоев | 30 |
| Число одновременно разводимых слоев | 16 |
| Компонентов на плате | 8000 |
| Компонентов разного типа на плате | 8000 |
| Цепей на плате | 10 000 |
| Связей на плате | 32 000 |
| Связей в цепи | 16 000 |
| Выводов в компоненте | 3200 |
| Различных контактных площадок | 1000 |
| Различных переходных отверстий | 250 |
| Символов в обозначении | 250 |
| Разрешающая способность на плате | 1/16 дюйма или 1 мкм |
| Дискретность угла поворота | 1 угловая минута |
Источник: www.cadmaster.ru
OrCAD PCB Designer
OrCAD PCB Designer (на базе технологий Cadence Allegro) — недорогое, но мощное решение для разработки печатных плат. САПР содержит схемный редактор, редактор печатных плат, менеджер ограничений и правил, автотрассировщик, функции анализа целостности сигналов, а также все необходимое для импорта данных, стыковки с механическими САПР и вывода производственных файлов.
Заказчикам предлагается три варианта конфигурации:
САПР печатных плат базового уровня, содержащая схемный редактор Capture и редактор печатных плат OrCAD PCB Editor с базовым функционалом, включая расчет импеданса, работу с дифференциальными парами с учетом статической фазы по всей длине, физические правила и ограничения, 3D-редактор, и все необходимые функции импорта и экспорта для подготовки конструкторской документации.
САПР продвинутого уровня. В дополнение к возможностям OrCAD PCB Designer Standard, содержит функции для создания матч-групп и выравнивания скоростных сигналов и шин DDR, авто-размножения повторяющихся фрагментов трассировки, динамический контроль фазы дифференциальных пар, и все необходимое для трассировки сложных скоростных печатных плат. Также в эту конфигурацию входит авто-трассировщик SPECCTRA и программа анализа целостности сигналов. По функционалу конфигурация OrCAD PCB Designer Professional очень близка к Allegro PCB Designer (без функции CIS). Имеется также конфигурация, добавляющая симулятор схем — OrCAD Professional with PSpice .
САПР верхнего уровня, в дополнение к возможностям OrCAD Professional предоставляющая все возможности для проектирования супер-сложных и высокоскоростных печатных плат, уровня мульти-процессорных материнских плат и супер-компьютеров, а также плат с СВЧ-топологией, HDI, ПЛИС и др.
САПР OrCAD может быть расширена и усилена опциями, с ростом ваших потребностей и уровня сложности разработок.
А когда вам перестанет хватать функций OrCAD PCB Designer, вы сможете сделать апгрейд лицензии до САПР более высокого уровня Cadence Allegro и получить поистине уникальные возможности по проектированию сложных печатных плат. Все файлы, библиотеки и пользовательский интерфейс OrCAD и Allegro полностью совместимы. Вам может быть интересно сравнение возможностей OrCAD и Altium Designer (не претендующее на «истину в последней инстанции», разумеется, но позволяющую получить некоторую информацию).
Дополнительные возможности и опции OrCAD
Автоматизация создания библиотек — Library Builder .
Управление проектами и версиями — Engineering Data Management .
Продвинутый анализ целостности сигналов — SI .
Моделирование схем и продвинутый анализ схем — PSpice A/D и A/A .
Оптимизация распиновки ПЛИС — FPGA System Planner .
Автоматизация создания документации — Documentation Editor .
Автоматизация создания панелей — Panel Editor .
Набор вспомогательных функций — Productivity Toolbox .
Преимущества системы проектирования OrCAD
Полноценная среда разработки
Решения САПР печатных плат OrCAD предлагают полный набор инструментов для того, чтобы помочь вам достичь результатов, которые вам нужны. От ввода схемы до вывода производственных файлов, платформа предоставляет законченный интегрированный маршрут проектирования.
Настраиваемая под ваши нужды
Инструменты OrCAD имеют полностью открытую архитектуру. Это значит, что вы можете добавить уникальную функциональность, которая будет интегрирована в программу в виде готовых приложений, или вы можете построить дополнительные функции и маршруты самостоятельно.
С анализом цепей и сигналов
Среда проектирования OrCAD предоставляет проверенные инструменты анализа целостности сигналов, моделирования аналоговых и смешанных сигналов, электромагнитного анализа, и многое другое. Все эти инструменты интегрированы в САПР, так что не возникает ошибок трансляции.
По сравнению с другими САПР система OrCAD предоставляет
- Более качественные и достоверные возможности моделирования на PSpice и Signal Integrity (в других САПР эти возможности реализованы только как базовые SPICE-алгоритмы и базовые 2.5D-решатели для моделирования SI, без продвинутого анализа)
- Более мощный и удобный менеджер правил и ограничений (в других САПР возможности по управлению констрейнами гораздо слабее и менее удобны, чем табличный редактор правил Cadence)
- Мощный набор возможностей по трассировки и корректированию топологии проводников и полигонов (в других САПР зачастую возможности по трассировке, контролю фаз в дифф.парах, пере-прокладке трасс довольно бедные и неэффективные)
- Легкая работа даже с очень большими, сложными и насыщенными проектами (в других САПР бывает сложно работать с большим количеством полигонов, компьютер сильно тормозит и виснет, если количество объектов в проекте увеличивается)
- Хорошая поддержка микроотверстий, структур HDI, обратной сверловки (в других САПР поддержка HDI и обратной сверловки зачастую находится на начальном уровне и неудобна для использования)
- Высокая производительность и эффективность разработки любых, самых сложных проектов, качество и «работа прямо из коробки»
Источник: www.pcbsoft.ru
Основные сведения и принципы работы с системой OrCAD
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.
Основным модулем САПР электронных устройств и систем является модуль PSPICE (название по первым буквам английских слов Power Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis – мощная программа моделирования с акцентом на интегральную схему), часто называемый программой-имитатором. По утверждению автора учебного пособия Д. Хайнемана: «PSPICE считается образцом имитатора и используется электронщиками во всем мире чаще, чем все остальные моделирующие программы вместе взятые».
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;
– Capture CIS – редактор принципиальных схем с возможностью введения баз данных компонентов, в том числе и посредством Internet (для зарегистрированных пользователей доступно более 200 тысяч наименований различных компонентов);
– 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.
Источник: studopedia.ru