Файл: Ландау И.Я. Применение ЦВМ для проектирования ЦВМ.pdf

ских документов, выпускаемых с помощью ЦВМ. Эти требования определяются спецификой машинного про­ ектирования и возможностями выпуска тех или иных до­ кументов на современных ЦВМ.

Исходной информацией для программ конструктор­ ского проектирования служит список связей между базо­ выми элементами, т. е. логическая схема устройства. По­ скольку дальнейшие этапы проектирования выполняются машиной, необходимыми являются лишь те документы, которые нужны непосредственно для производства и эк­ сплуатации (при ручном проектировании требуются еще некоторые промежуточные документы, например СхЭ).

(схемы) не очень удобно, большинство выпускаемых для человека документов имеет в АСП табличную форму.

Принципиальная электрическая схема при ручном проектировании служит исходной информацией для кон­ структора, составляющего монтажную документацию, поскольку работать по логической схеме ему трудно. При автоматизации конструкторского проектирования СхЭ не нужна вообще.

Сборочный чертеж несет как постоянную для всех элементов данного типа информацию (габариты, распо­ ложение выводов, разъемов, способ изготовления и т. д.), так и переменную — типы и расположение элементов младших рангов. Эти сведения в АСП обычно разносят­ ся на два документа: чертеж, одинаковый для всех эле­ ментов данного типа (составляется конструктором), и таблица размещения (выпускается машиной). При этом в таблице размещения указываются и элементы, разме­ щение которых было задано разработчиком.

Схема электромонтажная представляется в виде мон­ тажных таблиц (для проводного монтажа) или в виде чертежа трассировки — фотооригинала (для печатного монтажа). При использовании станков-автоматов для выполнения монтажа (о них будет сказано в следующей главе) схема электромонтажная выпускается в виде ма­ шинного документа.

Документы для проверки устройства могут иметь са­ мую разнообразную форму в зависимости от принятой

120

методики контроля и приемки изделий. Обычно это либо таблицы цепей и карты проверки, либо машинные до­ кументы для управления контрольными автоматами.

Сводные документы в настоящее время служат глав­ ным образом для определения комплектности остальной документации и организации архивного хранения доку­ ментации. При автоматизации всех этапов конструктор­ ского проектирования и использовании машинных носи­ телей для хранения документов они оказываются излиш­ ними; нужна только ведомость .покупных изделий. Од­ нако отказ от этих документов требует не только авто­ матизации процессов проектирования и изготовления ЦВМ, но и автоматизации управления производством. Поэтому в АСП обычно предусматривают выпуск таких документов.

Форма конструкторских документов определяется тре­ бованиями единой системы конструкторской документа­ ции (ЕСКД). ЕСКД в отличие от ранее употреблявше­ гося стандарта (МНСЧХ) частично учитывает особенно­ сти выпуска документации с помощью ЦВМ. Однако ЕСКД в основном ориентирована на ручное проектиро­ вание и, главное, учет и хранение документации; значи­ тельная часть требований к оформлению документов (например—штампы) оказывается излишней при автома­ тизации этих работ.

Таким образом, необходимость выпуска и форма тек или иных документов должны определяться способом выполнения (ручным или машинным) отдельных этапов проектирования и производства. По мере автоматизации этих процессов количество «человеческих» документов будет уменьшаться (например, при наличии достаточно развитой системы диагностических тестов и контрольных автоматов логическая .схемастановится не нужной ни для наладки ни для эксплуатации), однако ЦВМ станет неотъемлемой частью технологического комплекса, объ­ единяющей проектирование и производство.

3-11. ЕДИНАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА АСП

Первые работы по автоматизации проектирования ЦВМ были посвящены решению задач трассировки и выпуска монтажной документации. В настоящее время разработка любой автоматизированной системы проек­ тирования тоже начинается с программ размещения эле-

ментов и трассировки. Это вполне естественно, поскольку разработка монтажной документации является наиболее трудоемкой частью .проектирования ЦВМ и выполнение ее с помощью машины дает большой эффект, даже если остальные этапы проектирования выполняются вручную. Жесткие сроки разработки проектной документации час­ то заставляют наращивать АСП за счет создания про­ грамм такого типа для конструктивных элементов раз­ ных рангов (ячейки, блока, панели и т. д.). При этом вместо АСП получается набор программ решения от­ дельных задач. Входная информация для каждой из них частично или полностью готовится вручную, что услож­ няет программирование (каждая программа должна включать блоки контроля исходных данных) и затрудня­ ет или делает невозможным полный контроль входной ин­ формации. При изменении (иногда даже незначительном) конструкции многие программы приходится полностью переделывать, что затрудняет использование накопленной библиотеки программ в новых разработках. Таким об­ разом, автоматизация отдельных этапов проектирования не приводит к созданию АСП, а внедрение АС'П в за­ вершенном виде в существующую практику ручного про­ ектирования, как уже говорилось, также невозможно. Выход из этого положения заключается, во-первых, в по­ степенном накоплении тех программ, которые мало за­ висят от конструктивных особенностей устройства (на­ пример, программы решения задач логического проекти­ рования) и, во-вторых, в создании стандартной информационой базы — архива данных — для задач кон­ структорского проектирования.

Исходная информация для любой задачи конструк­ торского проектирования представляет собой ряд списков (список связей, список посадочных мест и т. д.), причем структура этих списков может быть сделана не завися­ щей от ранга элемента и его конструкции. Это и позво­ ляет построить единый иерархически организованный архив данных для всех задач конструкторского проекти­ рования. Рассмотрим некоторые вопросы организации такого архива.

Единицей архивного хранения является документ," который представляет собой совокупность данных (ис­ ходных или полученных в результате машинной обра­ ботки) о некотором элементе. Документ состоит из за­ головка, в котором указаны его основные характеристи­

122

ки (название элемента, его тип и связь данного элемента с другими, длина документа и т. д.), и информационной части, представляющей собой последовательность стан­ дартных строк. Такими документами являются, напри­ мер, списки С4, С5 (рис. 3-5).

Совокупность однородных документов образует том архива. Том также имеет заголовок (каталог тома), в котором указаны тип входящих в том документов, пе­ речень их названий и сведения, необходимые для обра­ ботки этих документов (длина заголовка, длина строки, число строк и т. д.). Таким образом, каждый том архива является описанием электрической схемы устройства на уровне конструктивных элементов определенного ранга (базовых элементов, ячеек, блоков и т. д.), .причем это описание представляет собой список связей, т. е. прак­ тически не зависит от конструктивных особенностей устройства.

Особенности конструктивно-элементной базы проек­ тируемого устройства указываются в специальном томе архива — томе конструкторских типов (КТ), который представляет собой библиотеку описаний конструктив­ ных элементов. Эти описания также являются докумен­ тами, в которых указаны данные об особенностях кон­ струкции, необходимые для настройки обрабатывающих программ (т. е. программ, выполняющих отдельные за­ дачи конструкторского проектирования). Выбор и способ представления этих данных определяются требованиями соответствующих программ (для программы размещения элементов могут быть указаны количество и расположе­ ние посадочных мест и разъемов, для программы трас­ сировки печатного монтажа — габариты монтажного поля, число монтажных слоев, ширина проводника и за­ зора и т. д.). В КТ приводятся также данные о покуп­ ных изделиях (наименование, обозначение, поставщик), необходимые для составления ВП.

Обрабатывающие .программы также включены в ар­ хив в виде особого тома (или нескольких томов), что облегчает расширение системы. Кроме обрабатывающих программ имеются специальные программы (система управления архивом), которые обеспечивают ввод и кор­ ректировку документов, а также производят контроль входных данных.

Выполнение отдельных задач (моделирование, ком­ поновка, размещение и т. д.) и выпуск тех или иных до-

кументов производятся по указаниям разработчика, йо- ■йррме вводятся либо с пульта оператора (при возмож­ ности непосредственной связи разработчика с машиной), либо с помощью специальных управляющих перфокарт. Расшифровка этих указаний, проверка правильности их, вызов необходимых обрабатывающих программ и форми­ рование сообщений оператору о необходимости ручного вмешательства в работу машины (установка бобины магнитной ленты, .перфокарт и т. д.) производятся про­ граммами управления архивом, которые таким образом управляют всей работой системы. Работа АСП, основан­ ной на едином' архиве данных, строится следующим образом.

По мере разработки логических схем и конструктив­ ных элементов проектируемого устройства заводятся со­ ответствующие тома архива. При этом исходные доку­ менты могут поступать в тома различных уровней, по­ скольку в большинстве устройств обычно есть нестан­ дартные элементы, которые проектируются вручную. Производится контроль вводимых документов, выдача сообщений об ошибках и корректировка ошибок. При вводе и корректировке распечатываются каталоги соот­ ветствующих томов, благодаря чему разработчик всегда знает состояние архива.

В процессе накопления исходных данных разработ­ чик может выполнять пробные решения отдельных задач (например, моделирование работы каких-то частей устройства, компоновку и трассировку некоторых эле­ ментов) с целью проверки конструктивных и схемных решений и корректировки их. После того как вся исход­ ная информация занесена в архив, начинается составле­ ние и выпуск конструкторской документации. При этом после компоновки элементов ранга п производится упо­ рядочивание документов в томе ранга п— 1 так, что каждому документу из ранга п ставится в соответствие список документов из ранга п— 1; в заголовках докумен­ тов указываются перекрестные ссылки, позволяющие определить состав и принадлежность каждого элемента. Эти ссылки нужны как для составления сводных доку­ ментов, так и для внесения изменений в выпущенную"- документацию.

Необходимость внесения изменений в документацию возникает при наладке устройства (а иногда и в ходе се­ рийного производства). Изменения могут касаться эле-

124

мента любого ранга, т. е. любого тома архива, причем изменение редко бывает локальным; обычно оно затра­ гивает сразу несколько видов документов. Поэтому лри внесении изменения в элемент а ранга п надо:

издать приказ изменения на документацию эле­ мента а;

внести эти изменения в элементы ранга п— 1 (состав­ ляющие элемент а) и в элемент ранга м+1 (в состав которого входит а) и издать соответствующие приказы изменении;

внести изменения в сводные документы.

Приказы изменений могут содержать как указания на замену некоторых строк в том или ином конструктор­ ском документе (в с'лучае документа «для человека»), так и указание на замену документа целиком (это каса­ ется машинных документов для управления автоматами).

Таким образом, использование стандартной информа­ ционной базы, с одной стороны, облегчает внедрение ав­ томатизации проектирования путем постепенного расши­ рения круга решаемых машиной задач, а с другой сто­ роны, уменьшает зависимость АСП от конкретной эле­ ментно-конструктивной базы, что позволяет строить си­ стемы, пригодные для широкого класса конструкций. Это достигается за счет выделения практически не зави­ сящего от элементно-конструктивной базы ядра системы (программ управления архивом) и организации архива в соответствии с рангами конструктивных элементов. Такая организация АСП позволяет накапливать библио­ теку обрабатывающих программ. Поскольку режим ра­ боты определяется указаниями разработчика, в системе могут иметься различные .программы для решения одной и той же задачи (например, размещения, трассировки) и разработчик может выбрать наиболее подходящую из них для проектирования каждой конкретной конструк­ ции.

Необходимо отметить, что в известных в, настоящее время АСП используются лишь некоторые элементы опи­ санного здесь архива (библиотека элементов, накопле­ ние массивов исходных данных и результатов). Таким

-образом, приведенные выше соображения об эффектив­ ности использования такого типа архивной системы в ка­ честве ядра АСП пока нельзя подтвердить практически­ ми примерами из области автоматизации проектирова­ ния. Однако на основании опыта применения единой ин­

125

формационной базы («банк данных») в различных си­ стемах обработки данных можно .предполагать, что ис­ пользование ее в АСП будет вполне оправдано и зна­ чительно облегчит разработку и повысит гибкость АСП.

Г л а в а ч е т в е р т а я

РЕАЛИЗАЦИЯ АСП

4-1. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АСП

Для практического использования АСП недостаточно разработки алгоритмов и программ; необходимы ещё и технические средства, соответствующие задачам проекти­ рования. Основным элементом этих средств является вычислительный комплекс, т. е. ЦВМ и набор устройств ввода — вывода информации и внешних запоминающих устройств. Наибольшие требования задачи автоматиза­ ции проектирования предъявляют к устройствам ввода — вывода информации.

При разработке конструкторской документации тре­ буется печатать большое количество текстового материа­ ла. Объем печати только монтажной и наладочной до­ кументации для современной ЦВМ достигает 10е строк (около 100 ч работы устройства типа АЦПУ-128), а объем полного комплекта конструкторской документа­ ции значительно больше. При этом для выпуска кон­ структорской документации требуется высокое .качество печати (полная пропечатка всех символов, четкая пе­ чать, отсутствие грязи от красящей ленты), поскольку полученные документы должны быть пригодны к раз­ множению.

С помощью АЦПУ можно выпускать главным обра­ зом текстовые документы. При автоматизации проекти­ рования печатного монтажа требуется выпускать фото­ шаблоны (или фотооригиналы) печатных плат и эскизы трассировки (для ручной корректировки). Использова­ ние АЦПУ для выпуска эскизов весьма неудобно; вы­ пуск фотошаблонов’ с помощью АЦПУ вообще невозмо­ жен. Для выпуска этих документов нужны автоматиче-' с-кие чертежные устройства высокой точности, причем желательно иметь разные устройства для выпуска эски­ зов и фотошаблонов. Ориентировочные характеристики таких устройств приведены в табл. 4-1.

126