САПР Delta Design

Первая современная отечественная САПР, реализующая сквозной цикл проектирования печатных плат.
Система Delta Design предназначена для автоматизации всего комплекса работ по проектированию печатной платы.
В работах по созданию печатной платы принято выделять следующие процессы:

• ведение базы данных радиоэлектронных компонентов;
• разработка схемы электрической принципиальной;
• проведение моделирования схемы (аналоговой и цифровой);
• разработка конструкции печатной платы;
• расстановка компонентов и трассировка проводников печатной платы;
• выпуск документации (в том числе файлов для производства)

При создании нашей системы мы исходим из следующих принципов:

• Охват полностью всего комплекса работ в единой системе
  • Мы объединили все операции по разработке платы в рамках единой программной среды, что позволяет работать в целом с проектом платы и контролировать одновременно все данные. Все члены команды могут пользоваться единым пользовательским интерфейсом для просмотра и редактирования данных. Это обеспечивает ускорение работы команды над проектом в целом.
  • Разработаны удобные интерфейсы для быстрого доступа к различным моделям платы в рамках единой информационной среды.
  • Вся информация по системы хранится в единой базе данных, что позволяет дополнительно контролировать целостность данных.
  • Пользовательский интерфейс среды построен на общих принципах, что резко сокращает время освоения системы для нового человека.
• Отсутствие лишних операций преобразования данных
  Мы рассматриваем проект разработки платы как единое целое и позволяем модифицировать данные по схеме, используемым компонентам и конструкции платы совместно. Конструкторская документация и документация для производства настраивается и формируется автоматически на основании моделей данных платы.
• Поддержка и ориентация на российские стандарты разработки
  Система изначально содержит символы, формат и штамп документов согласно ГОСТу. Такой подход экономит время разработчикам работающим с российскими заказчиками. При этом система позволяет выбрать представление согласно ANSI стандарту или создать пользовательский вариант.
• Обнаружение ошибок как можно ближе к моменту их совершения пользователем
  Цена исправления ошибки при построении электрической схемы, конструировании платы или других процессах тем выше, чем больше времени прошло с момента ее внесения. Наша система обеспечивает контроль вводимых данных и снабжена механизмами полуавтоматической коррекции
• Простота использования (низкий порог вхождения) и при этом большие возможности
  Интерфейс системы спроектирован по принципу «от простого к сложному». Пользователю изначально предлагается интуитивно понятный интерфейс для разработки простых решений. При этом во всех инструментах редактирования предоставляется возможности ввода данных для сложных схем для чего введены отдельные интерфейсы или системы дополнительных настроек.

Система Delta Design обеспечивает проведение полного цикла проектирования радиоэлектронных изделий. Проектирование радиоэлектронных изделий — это комплексный процесс, состоящий из различных работ, которые, в рамках системы, могут быть разделены на несколько этапов. Система обеспечивает надежность при внесении изменений и доработок в проект и гарантирует корректное отображение проектных материалов на протяжении всего цикла проектирования.
Процесс проектирования радоэлектронных устройств, выполняемых на основе печатных плат, представляется в виде следующих этапов:

• Работа с базой данных радиоэлектронных компонентов
• Разработка принципиальных электрических схем
• Проведение моделирования
• Разработка конструкции печатных плат
• Задание правил и технологических ограничений
• Трассировка печатных плат
• Выпуск документации

Разработка схемы, моделирование, работы с платой могут выполняться в смешанном цикле, т. е. проектировщик может возвращаться к более ранним этапам, внося в проект изменения, а затем, вновь переходить к более поздним этапам. Процесс выпуска документации в системе Delta Desing автоматизируется, но не выделяется в виде отдельного модуля.
Цикл разработки радоэлектронного устройства, осуществляемый в системе Delta Design представлен на рисунке.

1. Работа с базой данных радиоэлектронных компонентов

Данный этап подразумевает формирование базы радиоэлектронных компонентов, которые будут использоваться при проектировании электронных изделий. Сформированная база радиоэлектронных компонентов, позволяет четко определить используемую элементную базу и, тем самым, сократить цикл разработки и выпуска конечного изделия.
Для реализации данного этапа система предоставляет проектировщику дополнительные возможности:

• Комплексное структурирование базы радиоэлектронных компонентов
  Радиоэлектронные компоненты разделены на функциональные группы — семейства. Каждый компонент относится какому-либо семейству. Семейства формируются на основании существующих разновидностей компонентов. В качестве базового списка семейств в системе используется классификация по стандарту ГОСТ — 2.710. В случае необходимости проектировщик имеет возможность внести изменения в классификацию или расширить ее. Использование четко структурированной базы радиоэлектронных компонентов снижает вероятность ошибочного использования компонентов, тем самым оптимизируя процесс проектирования.

• Поддержка различных наборов компонентов
  База радиоэлектронных компонентов в системе Delta Design построена на основе множества библиотек. Библиотека — это функционально замкнутое хранилище данных о компонентах. Такая форма хранения данных позволяет легко осуществлять импорт и экспорт различных групп компонентов как библиотек в целом, так и частей библиотек или отдельных компонентов. В рамках системы могут использоваться как единые библиотеки, используемые организацией в целом, так и локальные библиотеки, которые доступны только для конкретного проектировщика. Возможность повторного использования данных, добавленных в библиотеку, позволяет оптимизировать процесс формирования базы данных радиоэлектронных компонентов.

• Однозначное соответствие между техническим описанием (datasheet) и компонентом в базе данных
  Для радиоэлектронных компонентов в базе данных указываются различные свойства: технические характеристики, вид отображения компонента на схеме и плате. Для каждого компонента можно указать дополнительную информацию любого рода, например, техническое описание компонента (datasheet). Главная особенность базы радиоэлектронных компонентов — это возможность представить линейку однотипных комплектующих в виде одного компонента. В компоненте могут быть объединены различные типы корпусов или различные значения одного из параметров компонента (например, рабочее напряжение) задаются в пределах одного описания. Такой подход обеспечивает однозначное соответствие между техническим описанием (datasheet) и компонентом в базе данных, что позволяет оптимизировать работу проектировщика и снизить затраты на поддержание базы данных в актуальном состоянии.

2. Разработка принципиальных электрических схем
На данном этапе разработки происходит построение электрической схемы изделия. В системе Delta Design разработка схем производится на основе компонентов, добавленных в базу данных системы. Процесс проектирования электрической схемы совмещен с процессом выпуска документации, что позволяет сократить временные затраты. При построении схемы формируется список компонентов, входящих в состав изделия, и список цепей (проводников), соединяющих компоненты.
Разработка электрических схем в Delta Design обладает рядом уникальных особенностей:

• Разработка схем совмещена с выпуском документации, поддерживаются различные типы оформления

В системе Delta Design разработка электрической схемы совмещена с процессом выпуска документации. Схема строится на листах, оформленных в соответствии со стандартами: ГОСТ, ISO, или каким-либо другим стандартом, определенным проектировщиком. Такой подход способствует улучшению восприятия создаваемых схем и позволяет добиться экономии времени при оформлении документации.

• Поддерживается создание схем со сложной иерархией

Система позволяет создавать сложные многоуровневые схемы, в том числе с несколькими уровнями вложенности. Проектирование схемы может осуществляться с использованием блоков — функционально-законченных фрагментов схемы, предназначенных для многократного использования.

• Автоматизированное редактирование схемы проводится с соблюдением стандартов оформления

Для удобства проектировщика в системе предусмотрен набор автоматических инструментов для редактирования схемы. Манипуляции (такие как копирование, перемещение, удаление) с компонентами и проводниками на схеме выполняются без нарушения стандартов оформления, что ускоряет работу по созданию схемы.

• Производится контроль целостности схемы в момент редактирования

Схемотехнический редактор системы Delta Design позволяет уменьшить число ошибок при построении схемы, препятствуя проектировщику совершать заведомо некорректные действия. Такой контроль не заменяет собой полную процедуру проверки схемы, которая может быть запущена проектировщиком в любой момент времени.

• Имеется возможность формировать правила создания платы в момент разработки схемы

Размещенные на схеме цепи могут быть сгруппированы в различные классы, которые задает проектировщик. Группировка цепей позволяет оптимизировать создание правил проектирования на этапе работы с платой.
3. Проведение моделирования
Этап моделирования важен с точки сокращения времени разработки платы в целом, за счет сокращениями оптимизации работ с физическим прототипом изделия. Корректировка физического прототипа платы требует гораздо больше затрат, чем изменение электрической схемы. Моделирование позволяет минимизировать многие технологические риски, выявив неподходящие решения в аппаратных и программных средствах до производства первого макета изделия, благодаря чему существенно повышается эффективность процесса разработки.
Для этапа моделирования система Delta Design предоставляет разработчику богатый набор инструментов:
Схемотехническое моделирование реализовано в рамках модуля SimOne. Модуль позволяет проводить полнофункциональное SPICE-моделирование радиоэлектронных схем и дополнен дополнительными инструментами для анализа схем. К дополнительным возможностям относятся:

• Расчет периодических режимов, который позволяет определять поведение схемы в установившемся режиме, избегая длительных предварительных расчетов переходных процессов.
• Анализ устойчивости схемы, благодаря которому определяется, устойчивость схемы в текущей рабочей точке и выделяются компоненты схемы, влияющие на ее устойчивость. Доступно исследование зависимости устойчивости схемы от параметров моделей компонентов и от температуры, при которой функционирует моделируемая схема.

Система обеспечивает удобную работу с тестовыми SPICE-библиотеками и графическими макромоделями. Для проектировщика доступны как встроенные SPICE-модели компонентов (SPICE-примитивы), так и обширная база готовых моделей реальных схемных компонентов, содержащая более 30 000 моделей.
В ходе моделирования система позволяет:

• строить графики интересующих переменных и функций от них;
• использовать функции курсоров для оценки параметров кривых;
• производить измерения и их пересчет при последующих запусках моделирования характеристик построенных кривых;
• получать спектральные характеристики кривых на основе быстрого преобразования Фурье.

Моделирование работы цифровой аппаратуры реализовано в рамках модуля Simtera. Модуль позволяет осуществлять совместное моделирование аппартной и программной частей работы цифровой аппаратуры. Совместное моделирование обеспечивает целостность данных, получаемых в результате расчетов, и уменьшает время разработки, позволяя быстро определять неподходящие технические решения и оперативно вносить корректировки.
Simtera использует модели аппаратуры, соответствующие стандарту VHDL. Модели могут разрабатываться в рамках системы или загружаться из сторонних источников. Для разработки программ-прошивок используется язык C/C++, компиляция выполняется сторонним компилятором.
Основной особенностью Simtera является то, что данные расчетов доступны непосредственно в процессе моделирования. Встроенный осциллограф позволяет отображать данные непосредственно в процессе расчета, что уменьшает время обнаружения ошибок. Реализована возможность использовать точки останова и пошаговую отладку для тонкой настройки поведения системы.
Средства моделирования цифровой аппаратуры Delta Design обеспечивают наиболее полную поддержку стандарта VHDL (VHSIC — very high speed integrated circuits hardware description language), по сравнению с аналогичными продуктами. При этом система обеспечивает высокую скорость проведения расчетов.
4. Разработка конструкции печатных плат
На данном этапе разработки определяется конструкция печатной платы. Редактор плат системы Delta Design позволяет создавать печатные платы любой формы и любого уровня сложности. Инструменты редактора позволяют реализовать множество технических решений, которые применяются на современных печатных платах.
При разработке конструкции печатных плат система обеспечивает:

• Гибкость в разработке конструкции платы

Конструкция платы может быть разработана как на основании требований, предъявляемых к изделию, когда задаются ограничения на параметры конструкции (например, габаритные размеры), так и на основе компоновки компонентов и трассировки проводников, когда параметры конструкции платы определяются компоновкой компонентов.

• Точное определение характеристик слоев платы

Система дает возможность создавать многослойные печатные платы самых разных размеров и форм. Настройка параметров слоев платы (stack-up'а) осуществляется с использованием готового справочника материалов, что позволяет повысить эффективность расчетов для создания областей экранирования, размещения антенн и т. п. Поддерживается большое количество различных типов слоев, используемых при создании печатных плат. В их число входят слои, нанесения маркировки, что обеспечивает нанесение маркировки в разных форматах, выполняемую на сложных изделиях.

• Единство технологических параметров

Система позволяет задать для платы единые технологические параметры, такие как нанесение паяльной пасты, нанесения паяльной маски и др. Для особых компонентов данные параметры могут быть заданы отдельно. Такой подход оптимизирует процесс разработки и обеспечивает единство технологических параметров в рамках платы.
5. Задание правил и технологических ограничений
Данный этап предваряет этап трассировки печатных плат и осуществляется с помощью редактора правил.
В общем случае правила задаются в иерархию, в которой применен принцип наследования (плата -> класс -> дифпара -> цепь). При этом на каждом уровне иерархии можно задавать правила для каждого из слоев платы. Также при проектировании платы быть указаны регионы (отдельные геометрические зоны), в которых правила будут отличаться от заданных для слоя.
В некоторых случаях правила удобно описывать для посадочного места (например, для BGA). Для этого в настройке ТПМ существует возможность описать регионы и указать, какие правила в них будут изменены.
Правила в редакторе для удобства ведения разбиты на несколько листов, каждый из них представляет собой отдельную таблицу. Все таблицы объединяет общий принцип ведения данных, что повышает продуктивность работы разработчика в целом. Также, в зависимости от сложности проекта, разработчик может выбрать лист с достаточным для работы уровенем детализации правил.
Для повторного использования данных и организации единого информационного пространства на предприятии система позволяет создавать шаблоны правил (на основании существующих проектов или «с нуля»). Каждый из новых проектов будет создан на базе одного из таких шаблонов.
6. Трассировка печатных плат
Этап трассировки является одним из самых трудоемких в процессе разработки платы. В системе Delta Design трассировка может выполняться как в ручном, так и в автоматическом режиме. В процессе трассировки выполняется контроль целостности платы и корректности прокладки треков. Контроль осуществляется в соответствии с заданными правилами проектирования. Автотрассировщик TopoR, входящий в состав Delta Design, позволяет сделать работу с печатными платами простой и комфортной, а также ускорить проведение работ на данном этапе. Это достигается за счет того, что большинство действий проектировщика автоматизированы.
Для эффективной трассировки печатных плат системой Delta Design обеспечивается:

• Тонкая настройка правил проектирования

Многофункциональный редактор правил проектирования поддерживает самый широкий перечень возможных требований.

• Полуавтоматическая (интерактивная) трассировка с полным контролем правил

Для отрисовки дорожек (треков) может быть использована интерактивная трассировка. В этом режиме обеспечивается автоматический контроль всех правил проектирования и позволяет, по желанию проектировщика, перемещать компоненты и/или другие дорожки, если они препятствуют отрисовке трассируемой дорожки.

• Автоматическая расстановка компонентов

Автоматический инструмент расстановки компонентов позволяет легко расположить на плате все компоненты оптимальным образом.

• Автоматическая трассировка платы

Автотрассировщик TopoR, используемый в системе Delta Design, обеспечивает существенное снижение протяженность параллельных трасс и уменьшается уровень перекрестных электромагнитных помех. Это достигается за счет того, что алгоритм трассировки не имеет преимущественных направлений трассировки, кратных 45°. Прокладка проводников выполняется под произвольными углами и обеспечивает более экономичное использование коммутационного пространства. Кроме того, эффективность автотрассировки превосходит результаты аналогов.

• Контроль параметров проложенных дорожек

Система обеспечивает контроль параметров отрисованных дорожек. Осуществляется контроль задержек сигналов, выравнивание задержек для дифференциальных линий и т. д.
7. Выпуск документации
Система Delta Design позволяет выпускать как конструкторскую, так и производственную документацию.
Выпуск конструкторской документации во многом совмещен с процессом проектирования схемы и разработки конструкции платы. Схема сразу оформляется в соответствии с настраиваемыми стандартами оформления. Для проектировщика в системе доступны стандарты ГОСТ и ISO, кроме того имеется возможность реализовать (задать настройки) иные стандарт оформления документации. Поставляемая система уже содержит в себе настройки оформления, соответствующие отечественным стандартам оформления документации: типы документов, форматы листов, основные надписи, шрифты, типы линий и т. п.
Чертеж платы выпускаются в виде dxf-файлов, которые поддерживают несколько слоев изображения, т. е. дают проектировщику вносить дополнительные данные, например, указывать размеры изделия. Такие файлы, при необходимости, могут быть доработаны до полноценных чертежей в большом количестве машиностроительных САПР.
Также система обеспечивает формирование отчетов «Ведомость покупных изделий» и «Перечень элементов». Отчеты выполняются в форме, утвержденной в ГОСТ, и содержат в себе информацию по составу необходимых для производства платы радио-электронных компонентов. Сформированные документы могут быть отправлены на печать непосредственно из системы, либо могут экспортироваться в виде pdf-файлов.
Система Delta Design обеспечивает выпуск производственной документации в форматах:

• Gerber
• Сверловка (Drill)

Модули.

• LiBerty
  Менеджер библиотек
  Ведение базы данных электронных компонентов для последующего использования в процессе проектирования. Менеджер содержит полный набор инструментов для создания базы ЭРИ, а также инструменты импорта библиотек ЭРИ.
• FlexyS
  Схемотехнический редактор
  Автоматизация проектирования электрических схем. Редактор позволяет создавать принципиальные электрические схемы любой сложности, имеет встроенные возможности по выпуску текстовой конструкторской документации.
• SimOne
  Система аналогового моделирования
  Cовременный высокоэффективный пакет схемотехнического моделирования радиоэлектронных схем. SimOne позволяет проводить полнофункциональное SPICE-моделирование, а также исследование устойчивости схемы при изменении различных входных параметров
• Simtera
  Система цифрового моделирования
  Одновременная отладка моделей электронной аппаратуры со встраиваемым программным обеспечением в рамках единой интегрированной системы моделирования. Полная поддержка VHDL.
• DRM
  Система управления правилами
  Единый редактор правил и ограничений для всех этапов проектирования: от создания условно графических обозначений и посадочных мест компонентов до выпуска управляющих программ для технологического оборудования.
• RightPCB
  Редактор плат
  Базовый набор инструментов для проектирования печатных плат и экспорта данных, необходимых для производства проектируемого изделия. Позволяет проводить трассировку в полностью ручном и интерактивном режимах.
• TopoR
  Автоматический трассировщик
  Высокопроизводительный топологический редактор печатных плат, не имеющий аналогов. Широкий набор автоматических и ручных процедур обеспечивает разработку плат повышенной сложности.
• IPR
  Система хранения данных
  Система Delta Design хранит свои данные в специализированной под САПР электроники СУБД собственной разработки. Это позволяет организовать и поддерживать целостность проектов плат.
• DeltaCAM
  Проверка и редактирование производственных файлов
  В САПР электроники Delta Design просмотр и редактирование производственных файлов (Gerber RS 274X + Excellon) осуществляется с помощью специализированного редактора DeltaCAM

• Документы

• • Delta Design. SimOne14.05 МБ 13.09.2021 SimOne
  • DeltaDesign. Интеграция с КОМПАС-3D6.59 МБ 17.08.2021
  • Delta Design. Радиоэлектронные компоненты25.68 МБ 16.08.2021 LIBerty
  • Delta Design. Редактор печатных плат34.90 МБ 22.06.2021 RightPCB