Пакет программ логического и схемотехнического проектирования

Пакет программ обеспечивает выполнение следующих функций:

ввод информации о схеме с помощью символьного дисплея;
ввод информации с эскизов схем с помощью кодировщика графической информации и синтез схем с помощью графического дисплея с автоматическим формированием массива связей в схеме;
контроль, редактирование текстовой и графической информации и управление изображением на экране графического дисплея;
управление библиотечными файлами, хранящимися на магнитных носителях (диске и ленте);
преобразование информации в необходимые форматы для программ логического моделирования и расчета электрических характеристик схем и ее передача по каналу на высокопроизводительную ЭВМ типа БЭСМ-6 или ЕС ЭВМ или вывод на перфоленту, магнитную ленту;
логический анализ или анализ электрических характеристик схем в автономном режиме;
прием информации с центральной ЭВМ или считывание с магнитной и перфоленты и преобразование для документирования в текстовом или графическом виде;
вывод результатов моделирования на алфавитно-цифровой и графический дисплеи, телетайп, графопостроитель и документирование информации о конфигурации схем;
формирование архива.

Пакет программ обеспечивает три способа описания информации о схемах: формирование и вывод полной текстовой информации о схемах с помощью алфавитно-цифрового дисплея; ввод графической информации по эскизу или точному чертежу схемы с помощью кодировщика; синтез конфигурации схем на экране графического дисплея. Текстовая информация при втором и третьем способах описания вводится с клавиатуры алфавитно-цифрового дисплея в соответствии с входным языком ЯЗОС-У.

Ввод текстовой информации осуществляется по блокам с контролем последовательности действий оператора, при вводе наиболее сложных массивов информации обеспечивается автоматическая подсказка оператору и проверка на наиболее вероятные ошибки с выдачей диагностических сообщений. Средства редактирования позволяют изменять или удалять элемент блока или весь блок. В основу алгоритма программы графического описания положено представление схемы в виде совокупности библиотечных элементов и граничных точек отрезков межсоединений. Описание элемента схемы выполняется путем задания с функциональной клавиатуры кода, ориентации и точки привязки элемента.

Программа графического описания схем включает средства создания исходной графической библиотеки с элементами произвольной конфигурации, что позволяет выполнять графический съем с любым набором библиотечных элементов, и блок редактирования данных, который позволяет удалять элементы и фрагменты схемы, добавлять к схеме новые элементы и связи. При этом вносятся соответствующие изменения в файлы графического описания и коммутации схемы. В результате работы программы на внешнем носителе (диске) формируются два файла данных: файл графического описания схемы и файл описания коммутационных связей элементов схемы. Файл графического описания, содержащий информацию о конфигурации элементов и их связях, используется для контроля вводимой информации. Параллельно с формированием файла осуществляется вывод на экран дисплея соответствующего изображения участка схемы. Блок управления изображением на экране дисплея позволяет перемещать его вверх, вниз, вправо, влево, изменять масштаб, центрировать по заданию оператора. По желанию пользователя можно осуществить вывод схемы на графопостроитель. Файл описания коммутационных связей элементов используется для программ анализа.

Так как работа программы интерактивного графического описания схем основана на постоянном анализе поступающей информации, с увеличением размеров формируемых файлов данных возрастает время реакции программы на команды пользователя. Поэтому кодирование больших схем целесообразно выполнять по частям, предварительно разбив их на фрагменты по 30 ... 40 элементов в каждом. Можно осуществить сборку информационных файлов фрагментов в единые файлы данных, используя процедуру «ячейка», а сборку фрагментов схемы, имеющей регулярную структуру, по заданному числу повторений и координатному смещению, используя процедуру «итерация». Это позволяет сократить время съема на 35 ... 40% по сравнению с прямым описанием схемы. Пакет, реализованный в «Кулон-1», позволяет осуществлять анализ электрических параметров схем сложностью до 120 узлов, 250 компонентов, а пакет, реализованный в МДОС, — до 200 узлов, 400 компонентов. Пакет программ рассчитан на анализ статических и динамических режимов схем, состоящих из биполярных и МДП-транзисторов, инжекционных структур и других элементов.

Результаты расчета могут быть представлены в текстовом (с выводом на терминалы системы и печатающие устройства) и в графическом (с выводом графиков переходных процессов и передаточных характеристик на графический дисплей или графопостроитель) виде.

Для формирования систем дифференциальных уравнений, описывающих переходные процессы или статические состояния, применен метод узловых потенциалов. Решение систем обыкновенных дифференциальных уравнений при расчете переходных процессов осуществляется путем использования неявной разностной формулы второго порядка, В программе предусмотрена проверка сходимости итерационного процесса на каждом шаге интегрирования. Если невязка возрастает от итерации к итерации, происходит отказ от полученных результатов и интегрирование производится с уменьшенным шагом. Для решения систем нелинейных алгебраических уравнений при расчете статических состояний применена модификация метода Ньютона — Рафсона. С целью повышения надежности расчета предусмотрен переход на метод нахождения статических состояний интегрированием обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих процесс включения источников питания.

В программе логического моделирования использован итерационный событийный алгоритм в троичной логике для решения следующих задач: проверки функционирования схем, анализа временных характеристик, состязаний и рисков сбоя и работы схем при заданных ошибочных условиях, а также проверка диагностических свойств тестов.
В библиотеку программы включены 22 типовых элемента и микросхемы различных серий малой и средней степени интеграции. Обеспечена простота ее расширения. Предельные возможности программы — до 2000 типовых элементов и микросхем малой и средней степени интеграции, число внешних входов до 100.