Основные этапы проектирования изделий электронной техники

По степени однородности задач и методов их решения в процессе автоматизированного проектирования ИЭТ выделяют четыре основных этапа.

1. Системотехническое проектирование, при котором выбираются и формулируются цели проектирования, формируется структура будущего изделия, определяется его состав, основные технико-экономические характеристики.

2. Схемотехническое (функциональное) проектирование, в ходе которого выбирается функционально-логическая база, разрабатываются принципиальные логические схемы ИЭТ в целом и его составных частей, оптимизируются параметры ИЭТ

3. Техническое (конструкторское) проектирование, решает задачи синтеза конструкции изделия (ИЭТ, элемента, компонента, дискретного прибора, ИС, БИС, СБИС, УФЭ и т.д.), в целом определяет компоновку и размещение элементов, компонентов и т.д. в изделии, разрабатывает схему электрических соединений изделия в целом, т.е. на всех уровнях (дискретных приборов, микросхем, ячеек, микроблоков и т.д.). В ходе технического проектирования проводится анализ тепловых режимов ИЭТ и их электромагнитной совместимости, оформляется внешний вид изделия. Этап технического проектирования заканчивается созданием полного комплекта конструкторской документации на изделие (в виде таблиц, чертежей, сигналограмм на носителях данных (дискетах, дисках и т.д.)).

4. Проектирование технологических процессов предусматривает определение состава технологического оборудования для производства конкретного вида ИЭТ, поиск готовых унифицированных средств технологического оснащения или проектирование специального технологического оборудования, изготовление комплекта технологической документации.

Современные САПР дают возможность комплексно решать задачи всех этапов проектирования ИЭТ, начиная с анализа технического задания и кончая выпуском необходимой конструкторской и технологической документации (Корячко В.П., Курейчик В.М., Ножиков И.П. Технические основы САПР, М. 1987, Грувер М., Зиммерс Э., САПР и автоматизация производства. пер. с англ. М. 1987).

Радиоэлектронная аппаратура (РЭА), компонентами которой являются интегральные схемы (ИС), обычно называется микроэлектронной. Проектирование ИС является сложным и многосторонним процессом, тесно связанным с более общим процессом проектирования аппаратуры. Не вдаваясь в подробности проектирования РЭА и ИС, отметим характерные черты взаимосвязи этих двух процессов. Рассмотрим упрощённую схему проектирования микроэлектронной аппаратуры, приведенную на рис. 1.1 [1.1].

Весь процесс проектирования условно разбит на 10 укрупненных этапов: 1 — составление технического задания ТЗ на проектируемую аппаратуру и его согласование с заказчиком; 2 — синтез функциональной схемы аппаратуры; 3 — выбор физических методов реализации функциональных преобразований; 4 — выбор оптимальной сложности ИС и других компонентов аппаратуры; 5 — синтез электрических схем ИС и узлов РЭА, а также схем электрических соединений компонентов РЭА между собой; 6 — конструктивная разработка ИС и других типов узлов РЭА; 7 — технологическая разработка ИС и узлов РЭА; 8 — конструктивная разработка аппаратуры; 9 — технологическая разработка аппаратуры; 10 — разработка методики испытаний ИС и РЭА в целом. Условным значком над каждым этапом отмечен профиль специалистов, играющих ведущую роль в его разработке: Ф — группа спе­циалистов по кибернетическому и функциональному моделированию и синтезу аппаратуры; К-Т — группа конструкторов и технологов РЭА; М. Э. — группа специалистов по микроэлектронике. Значком 0 отмечены этапы, выполняемые совместно всеми тремя группами специалистов.

Взаимосвязь процессов проектирования РЭА и ИС наиболее наглядно видна на начальных этапах схем (рис. 1.1). Так, например, функциональная схема разрабатываемой микроэлектронной аппаратуры одновременно отражает и комплекс функциональных преобразований сигналов проектируемых ИС. В результате ряда последовательных операций эту схему часто делают предельно мелкомасштабной, т. е. синтезируют ее из так называемых элементарных функциональных компонентов (элементов), обозначаемых в тексте (ЭФК [1.2—1.4]. Под ЭФК будем понимать простейшие законченные функциональные преобразования сигнала, разделение которых на составные части, как правило, невозможно. В качестве примеров логических ЭФК можно привести известные преобразования типа И, ИЛИ, НЕ и т. п., а в качестве примеров аналоговых ЭФК. — преобразования типа «модуляция», «фильтрация», «ограничение», «генерирование» и т.п.