CAD Für Moduln Und Systeme in Der Elektronik: Entwurf Und Technologie

ISBN-13: 9783540513025 / Niemiecki / Miękka / 1989 / 324 str.

Werner Sammer; Hartmut Raffler

Opis

Die hohe Komplexitat elektronischer Moduln und Systeme, aber auch die immer kurzer werdenden Innovationszyklen machen den Einsatz rechnerunterstutzter Entwurfsverfahren (CAD) unentbehrlich. Lagen die Entwicklungsschwerpunkte in fruheren Jahren noch in der Technologie und in der Fertigung elektronischer Komponenten, so rucken heute die Entwurfsmethoden und -verfahren mit in den Vordergrund. Dies liegt auch darin begrundet, dass die Wertschopfung primar in der Verwendung elektronischer Komponenten geschieht. Gerade fur die Erschliessung neuer Anwendungen darf der Entwurf von elektronischen Moduln und Systemen nicht nur den auf dem Gebiet der Elektronik spezialisierten Ingenieuren vorbehalten bleiben. Ingenieure jeder Disziplin mussen durch entsprechende Entwurfssysteme in die Lage versetzt werden, elektronische Komponenten fur ihren Anwendungsbereich entwickeln zu konnen. Diese Entwurfssysteme mussen den Anwender durch problemorientierte Darstellungsmittel, leistungsfahige Design- und Verifikationswerkzeuge und durch Werkzeuge zur Generierung von Schnittstellen zum Produktionsprozess und zum Pruffeld unterstutzen. Ziel dieses Buches ist es, einerseits Prinzipien, Methoden und Werkzeuge, die einem CAD-System fur elektronische Moduln und Systeme zugrundeliegen, aufzuzeigen, andererseits aber auch Entwurfsverfahren zu diskutieren."

Spis treści

1 Einführung in die Technologie für Moduln und Systeme.- 1.1 Überblick.- 1.2 Technologieentwicklung—der Innovationsmotor für elektronische Systeme.- 1.3 Einbautechnik.- 1.4 Schaltkreistechnik.- 1.5 Fertigungstechnik.- Literatur zu Kapitel 1.- 2 Entwurfsmethodik.- 2.1 Ziele einer Entwurfsmethodik.- 2.2 Elemente einer Entwurfsmethodik.- 2.2.1 Abstraktion.- 2.2.2 Die Abstraktionsebenen für den Entwurf digitaler Systeme.- 2.2.3 Hierarchische Modularisierung.- 2.2.4 Strukturierung des Entwurfsprozesses.- 2.2.5 Der ProzeÜraum.- 2.3 Entwurfsaufgaben in der Elektronik.- 2.4 Der EntwurfsprozeÜ für den Modul- und Systementwurf in der Elektronik.- 2.5 Prinzipien des computerunterstützten Entwurfsprozesses.- 2.6 CAD-Werkzeuge für den Modul- und Systementwurf in der Elektronik.- 2.7 Der computerunterstützte EntwurfsprozeÜ.- Literatur zu Kapitel 2.- 3 Logikentwurf.- 3.1 Einführung.- 3.1.1 Umfeld heutiger Hardware-Entwicklungen.- 3.1.2 Anforderungen an die Hardware-Entwicklung.- 3.1.3 Ziele in der Phase Logikentwurf.- 3.1.4 Anforderungen an ein CAD-System für den Logikentwurf.- 3.2 Entwurfsbeschreibung.- 3.2.1 Abstraktions-und Darstellungsebenen.- 3.2.2 Funktionsorientierte Beschreibung.- 3.2.3 Strukturorientierte Beschreibung.- 3.3 Entwurfsregeln und Entwurfsüberprüfung.- 3.3.1 Einleitung.- 3.3.2 Syntaktische Regeln, Vollständigkeitsregeln und Konsistenzregeln.- 3.3.3 Strukturregeln und prüftechnische Regeln.- 3.3.4 Elektrische Designregeln.- 3.3.5 Bemerkungen zur Implementierung von Regeln.- 3.4 Generative Methoden für den Logikentwurf.- 3.4.1 Entwurfsautomatisierungen.- 3.4.2 Programmierbare Logikschaltungen.- 3.4.3 PLD-Generatoren.- 3.5 Digitalsimulation.- 3.5.1 Grundprinzipien der Simulation.- 3.5.2 Simulationsmodelle.- 3.5.3 Stimulibeschreibung.- 3.5.4 Funktionalität und Leistungsmerkmale digitaler Simulatoren.- 3.5.5 Auswertung von Simulationsergebnissen.- 3.5.6 Spezialhardware.- 3.6 Analogsimulation.- 3.7 Laufzeitanalyse.- 3.7.1 Problemstellung.- 3.7.2 Methoden.- 3.7.3 Modellbildung.- 3.7.4 Steuerung der Analyse.- 3.7.5 Ergebnisse der Analyse.- Literatur zu Kapitel 3.- 4 Physikalischer Entwurf.- 4.1 Aufgaben.- 4.2 Partitionierung.- 4.2.1 Aufgaben.- 4.2.2 Ziel und Randbedingungen.- 4.2.3 Einbettung in den Entwurfsablauf.- 4.2.4 Rechnergestützte Partitionierung.- 4.3 Belegung.- 4.3.1 Optimierungsziele.- 4.3.2 Randbedingungen der Belegung.- 4.3.3 Interaktiv grafische Belegung.- 4.3.4 Automatische Belegung.- 4.3.5 Hierarchische Belegung mit gleichzeitiger Wegesuche.- 4.3.6 Ergebnisse.- 4.3.7 Zusätzliche Optimierungen.- 4.4 Verdrahtung.- 4.4.1 Automatische Verfahren.- 4.4.2 Anforderungen an Wegesuchverfahren.- 4.4.3 Interaktiv grafische Verdrahtung.- 4.4.4 Fertigungsgerechter Entwurf.- 4.4.5 Änderungskonstruktion.- 4.5 Regelbehandlung.- 4.5.1 Schaltkreisregeln.- 4.5.2 Konstruktionsbedingte Regeln.- 4.5.3 Fertigungsbedingte Regeln.- 4.5.4 Regelformulierung.- 4.5.5 Regelsprachen—Aufbereitung.- 4.5.6 Abbildung der elektrischen Regeln auf Restriktionen.- 4.6 Laufzeitberechnung.- 4.6.1 Physikalische Grundlagen und Leitungsmodell.- 4.6.2 Berechnungsverfahren.- 4.7 Realisierbarkeitsprognose.- 4.7.1 Entwurfsziele des System-und Modulentwurfs.- 4.7.2 Konflikte zwischen den Entwurfszielen.- 4.7.3 Parallele Zielverfolgung durch Realisierbarkeitsprognosen.- Literatur zu Kapitel 4.- 5 Architektur von CAD-Systemen.- 5.1 Systemarchitektur.- 5.1.1 Einleitung.- 5.1.2 Anforderungen an ein CAD-System.- 5.1.3 Systemkonzept.- 5.1.4 Funktionen des CAD-Systems.- 5.2 Benutzungsoberfläche.- 5.2.1 Einleitung.- 5.2.2 Aspekte der Benutzungsfreundlichkeit.- 5.2.3 Menütechniken.- 5.2.4 Erstellung von Benutzungsoberflächen.- 5.3 Ablaufsteuerung.- 5.3.1 Einleitung.- 5.3.2 Einordnung der Ablaufsteuerung.- 5.3.3 Kontrolle logischer und zeitlicher Abhängigkeiten.- 5.3.4 Datenflußgesteuerte Ablaufsteuerung.- 5.4 Datenhaltung.- 5.4.1 Problemstellung und Ziele.- 5.4.2 Stand und Trends.- 5.4.3 Ein Konzept für ein objektorientiertes Datenhaltungssystem.- 5.4.4 Software-Struktur.- 5.5 Bibliotheken.- 5.5.1 Bibliotheksdaten.- 5.5.2 Verwaltung der Bibliotheksdaten.- 5.5.3 Bibliotheksdaten in einem objektorientierten Non-Standard-Datenhaltungssystem.- 5.5.4 Bibliothekstool zur Erfassung und Modifikation von Bibliotheksdaten.- Literatur zu Kapitel 5.- 6 Einbettung von CAD-Elektronik in die CIM-Umgebung.- 6.1 CAD-Elektronik — eine CIM-Komponente.- 6.1.1 CIM-Ziele.- 6.1.2 CIM-Definition und CIM-Bereiche.- 6.1.3 Einbettung von CAD-Elektronik.- 6.1.4 CIM-Kommunikation.- 6.1.5 CIM-Datenhaltung.- 6.2 CIM-Schnittstellenkonzepte und -Methoden.- 6.2.1 Schnittstellen-Problematik.- 6.2.2 Schnittstellenkonzept.- 6.2.3 EDIF.- 6.2.4 GIFF.- 6.2.5 GIFF-Syntax (Auszug).- 6.2.6 Beispiel zu einer GIFF-Beschreibung.- 6.3 CAT-Schnittstelle.- 6.3.1 Zweck der Schnittstelle.- 6.3.2 Spektrum der Prüfsysteme.- 6.3.3 Datenarten.- 6.3.4 Aufbau einer CAT-Schnittstelle.- 6.4 Schnittstelle zur Fertigung (CAP/CAM).- 6.4.1 Zweck der Schnittstelle.- 6.4.2 Datenarten.- 6.4.3 Aufbau einer CAP/CAM-Schnittstelle.- 6.5 PPS-Schnittstelle.- Literatur zu Kapitel 6.- 7 Testen von Moduln und Systemen.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Prüftechnik.- 7.2.1 Prüfumgebung.- 7.2.2 Prüfmethodik.- 7.3 Prüffreundlicher Entwurf.- 7.3.1 Definition der Testbarkeit.- 7.3.2 Testarchitekturen.- 7.4 Erstellen der Prüfbitmuster.- 7.4.1 Funktionstestmuster.- 7.4.2 Verfikation der Prüfbitmuster.- Literatur zu Kapitel 7.- 8 Ausblick.- 8.1 Technologie.- 8.1.1 Einbautechnik.- 8.1.2 Schaltkreistechnik.- 8.1.3 Fertigungstechnik.- 8.2 Entwurfsmethodik.- 8.3 Architektur eines CAD-Systems.- 8.3.1 Allgemeines.- 8.3.2 Benutzungsoberfläche.- 8.3.3 Datenhaltung.- 8.4 Integrationsstrategien.- 8.5 Verifikationsverfahren.- 8.5.1 Entwurfsüberprüfung.- 8.5.2 Simulation.- 8.5.3 Analytische Verifikation.- 8.5.4 Laufzeitanalyse.- 8.6 Layout.- 8.7 Hardwaresynthese.- 8.8 Zusammenfassung.- Literatur zu Kapitel 8.