Адаптация проектирования auto CAD для разработки конструкций микросборок СВЧ

гда должна быть записана некоторая константа с). Тогда, если существует два набора неопределенных коэффициентов, таких, что их подстановка дает различный результат, то можно утверждать, что возможно возникновение неразрешенного состояния гонки.

Были исследованы две простые задачи. В случае задачи об изменении значения ячейки в двух потоках число классов эквивалентности оказалось равным четырем при общем числе вариантов исполнения, равном 20. В случае задачи о

транзакции число классов эквивалентности также равно четырем при общем числе вариантов исполнения 28.

В работе был описан подход, позволяющий гарантированно обнаружить все состояния гонки в программе, приводящие к ее неправильной работе. При этом необходимые расчеты минимизированы за счет объединения вариантов исполнения потоков программы в классы и проведения вычислений только для одного представителя каждого из классов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Serebryany К. Data race test. URL: http:// code.google.com/p/data-race-test.

2. Heriihy M., Shavit N. The An of Multiprocessor Programming. Elsevier, 2008.

3. Бурков В.H., Заложнев А.Ю., Новиков Д.А. Теория графов в управлении организационными системами. М.: Синтег, 2001.

4. Rahul V. Patil, George B. Concurrency: Tools And Techniques to Identify Concurrency Issues // MSDN Magazine, June 2008.

5. Philip N. Klein, Hsueh Lu, Netze R. Detecting Race Conditions in Parallel Programs that Use Semaphores. Springer Berlin/Heidelberg, 2008.

УДК 62 1.37

Д.А. Крупенко

АДАПТАЦИЯ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ AUTOCAD ДЛЯ РАЗРАБОТКИ КОНСТРУКЦИЙ МИКРОСБОРОК СВЧ

Современная микроэлектроника достигла такого уровня сложности, что изделия стали узкоспециализированными и системно-ориентированными, в связи с этим постоянно растут потребности в разработке новых устройств, позволяющих решать частные задачи. Так, в области проектирования СВЧ-уст-ройств огромное значение приобретает разработка гибридных интегральных схем, в частности их разновидности, так называемых микросборок.

Микросборка, или электронный модуль СВЧ, — это изделие электронной техники для диапазона частот 3—30 ГГц, имеющее законченное конструктивное исполнение и состоящее из одного или нескольких функциональных узлов СВЧ, взаимозаменяемое и неремонтопригодное в условиях эксплуатации. Пример модуля СВЧ изображен на рис. 1.

Особенность микросборок состоит в том, что они представляют собой изделия частного применения, т. е. изготовляются для конкретного типа аппаратуры.

Создание модуля предполагает разработку его конструкции и технологии изготовления. К современным модулям СВЧ предъявляется большое число сложных, часто взаимоисключающих требований, среди которых:

высокий уровень электрических параметров с учетом конструктивно-технологических запасов;

прочность и устойчивость к внешним воздействующим факторам — механическим, климатическим и специальным;

надежность и длительная сохраняемость; минимальные габариты, установочные и присоединительные размеры и масса;

приемлемые способы охлаждения и крепления в аппаратуре;

Г

Рис. 1. Внешний вид модуля СВЧ

определенные типы вводов и выводов энергии, напряжения питания и сигналов управления;

производственная технологичность, требования стандартизации и унификации, высокий процент выхода годных изделий, низкая стоимость и др. [1].

Для того чтобы вы полнить должным образом указанные выше требования, необходим тщательный подход к разработке конструкции узлов с самого начала. И это во многом зависит от системы автоматизированного проектирования, которая используется в качестве инструмента для проектирования микросборки. Стоит отметить, что на ры нке до сих пор не существует специализированной системы автоматизированного проектирования, предназначенной для разработки конструкции электронных модулей СВЧ. Разработка узлов, как правило, производится в универсальных системах проектирования, которые имеются на предприятии, например AutoCAD, Компас, Solid Works и др. В связи с этим оптимальным и наименее затратным кажется адаптация имеющейся системы для работы по проектированию микросборок.

Наиболее популярная и распространенная система автоматизированного проектирования на сегодняшней день - AutoCAD. Его возможности можно расширить и с помощью встроенного языка программирования Visual LISP, и с использованием динамических блоков. Рассмотрим подробней возможность адаптации этой системы проектирования для разработки конструкции микросборок.

Процесс разработки СВЧ-узла после изучения технического задания начинается с этапа компоновки, а именно с прокладки микрополос-ковой линии. Конструктор в соответст вии с электрической принципиальной схемой должен построить высокочастотный тракт. Элементная база, используемая при проектировании микросборок, довольно разнообразна, но основная масса элементов, таких, как конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы, аттенюаторы, микросхемы, как правило, выполнена в одинаковых корпусах, хотя может иметь различные номиналы и выполнять различные функции. При разработке микрополосковой линии конструктору, работающему в системе проектирования AutoCAD, приходится неоднократно отрисовывать контуры элементов или копировать их из других чертежей, что неизбежно приводит к ошибкам. Эту работу можно значительно упростить, создав параметрические элементы, содержащие описание элементной базы.

Элемент может быть выполнен в виде динамического блока, характеризующегося определенными параметрами. Гибкость динамического блока обеспечивается сочетанием его параметров и действий. Выбор необходимых элементов из графической базы данных можно осуществить с помощью приложения, созданного на встроенном в AutoCAD языке программирования Visual LISP. Для этого необходимо использовать функции ActiveX, которые позволяют рабо-татьс файлами *.dwg, содержащими графическую базу данных, т. е. динамические блоки с описанием элементов конструкции СВЧ-узла. Вставка

описания элемента осуществляется командой vla-insertblock и указанием рабочего пространства, куда производится вставка элемента: vla-get-modelspace. Для связи LISP-приложения с рабочим пространством AutoCAD необходимо создать диалоговое окно, используя встроенный язык DCL, в котором пользователь сможет выбирать необходимый ему элемент конструкции узла (рис. 2, а). Интерпретатор Visual LISP вычисляет значение каждого введенного выражения и возвращает его в среду AutoCAD. Возвращаемое значение в свою очередь может быть либо передано для дальнейших вычислений в выражение более высокого уровня, либо сохранено в переменной с помощью функции setq. Используя эту функцию, можно определить значения переменных, которые работают с кнопками диалоговой формы, т. е. связать кнопки диалогового окна с LISP-приложением [2J.

Если накоплено большое количество динамических блоков, соответствующих чертежным фрагментам, деталям, узлам, то их можно считать графической базой данных. Программы на Visual LISP в сочетании с пользовательскими меню могут организовывать просмотр, поиск, подключение к объектам их частей и т. п. [3]. Тогда работа конструктора в системе AutoCAD сведется к поиску нужных объектов (сборочных единиц, деталей) или частей чертежа, обращению к соответствующим LISP-программам и ответам на вопросы этих программ о параметрах того или иного узла или стандартного обозначения. Каждый такой блок может содержать описание конкретного типа элементов, например конденсато-

ра. Конденсаторы, как и все остальные элементы, могут отличаться типом корпуса, или (в случае использования бескорпусных элементов) типоразмером. Для этого в описании блока необходимо установить параметр видимости и позволить пользователю выбирать нужный ему тип корпуса из выпадающего списка, вызываемого нажатием на специальную ручку рядом с изображением элемента (рис. 2, б). Также для упрощения установки элемента в нужное место в описан ие блока необходимо добавить параметр поворота на заданный угол (рис. 2, в). Таким образом может быть создано множество элементов, необходимое для проектирования микроплат.

При проектировании микросборок, как и практически в любой области проектирования, конструктору не обойтись без использования крепежных элементов (винтов, болтов, гаек, шайб). Автоматическую отрисовку элементов крепления в соответствии с ГОСТами можно осуществить, также используя параметрические элементы. Для вставки в рабочее пространство чертежа винта следует создать динамический блок, содержащий описание винта, с возможностью выбора диаметра резьбы (рис. 3, 6) аналогично выбору типа корпуса радиоэлемента, описанного выше. Диаметр резьбы указывается в соответствии с ГОСТом для каждого конкретного типа винта. Длина выбирается перемещением специальной ручки вдоль оси винта, и она должна соответствовать стандартным длинам для каждого диаметра. Конструктор, не совершая дополнительных действий, получает возможность сразу определить необходимый тип крепежа, так

а)

Кокмнслгср

l-'езистор

Ищугиргмси,

Минросмма

Фшьтр

Агтомодтор

Огра—гчтель

б)

м

\ У^зжита угоя поворота nw ¿3

Рис. 2. LlSP-приложение, выполняющее вставку радиоэлемента в рабочее пространство чертежа

а)

| ВмктГОСТ 17475-72

| Вит ГОСТ .17473-72

| ВжтГОР 17475-72_

| боя ГОСТ 77Э&7Д

| болт ГОСТ 7Я&/Р

I.....Г«*« ГОЛ 5315-79 ~

I -

I

| 1ШЙ6.ГОС1 ¡(М»78.....

' Ша** ГОСТ 640270

б)

* в«« мг BWTM2,S Bwt ИЗ Винт ж ВжпМ5 B>»rrM6

вмме

Винт М10 етггаг ВттМ16

ш

-J—i-

|Орто: 524 <О.ОУ I

Рис. 3. МБР-приложение, выполняющее вставку элемента крепежа в рабочее пространство чертежа

как на экране изменение происходит в реальном времени (рис. 3, в). Например, при установке в корпус микросборки микроплаты с металлическим основанием разработчик может точно определить длину винта так, чтобы он не выступал за габарит корпуса и не был слишком коротким, обеспечивая надежную фиксацию платы к корпусу.

В качестве вводов и выводов энергии в модулях СВЧ наиболее широко применяются коак-сиально-микрополосковые переходы — как отечественные (например, СРГ-50-751ФВ), так и импортные (переходы типа SMA различных типов) [4]. При проектировании микросборок конструктору необходимо выбрать тип перехода в соответствии с техническим заданием, а также учесть особенности корпуса, следовательно, он должен иметь возможность вставить графическое описание перехода в текущий чертеж. При разработке расширения системы проектирования AutoCAD для работы в области проектирования устройств СВЧ целесообразно предусмотреть возможность быстрого выбора различных типов переходов. Осуществить это можно, используя динамические блоки, содержащие описания переходов определенной серии.

Ан&чогичным способом можно создать различные конструктивные элементы, применяемые при конструировании СВЧ-узлов, таких, как простые корпуса, крышки, экраны, основания, откачныетрубки, земляные штыри и пр.

Конечный итог работы конструктора, проектирующего микросборки, как и в других областях конструирования, — это комплект конструкторской документации, оформленный в соответствии со стандартами и ГОСТами. Так как система проектирования AutoCAD — продукт зарубежный, она не адаптирована для работы по правилам Единой системы конструкторской документации. Использование связки Visual LISP и динамических блоков, а также блоков с атрибутами может решить эту задачу. Для создания и удобного заполнения основной и дополнительных надписей целесообразно использовать блоки с редактируемыми атрибутами. Чтобы создать атрибут, нужно вначале создать его описание, куда заносятся характеристики атрибута. Под характеристиками понимаются имя атрибута, текст выдаваемой подсказки, значение по умолчанию, форматирование текста, расположение атрибута и его необязательные режимы (скрытый, постоянный, контролируемый, установленный). Созданный атрибут включается в набор объектов при создании описания блока. При очередной вставке блока выдаются запросы с заданными в описаниях атрибутов подсказками для ввода значений. Таким образом, заполнить основную и дополнительную надписи на чертеже можно, просто отвечая на вопросы программы.

Упрощение работы конструктора по созданию чертежей деталей и сборочных едиництребует организации процедуры автоматического подбора формата листа, в который вписывается чертеж. Используя внутренние переменные системы проектирования AutoCAD extmin и extmax, можно легко определить габариты графического изображения и в соответствии с полученными результатами выбрать из графической базы данных соответствующий формат листа, включающий в себя рамку формата, а также блоки с редактируемыми атрибутами основной и дополнительной надписи.

Основываясь на вышеизложенном, можно сделать выводы о том, что система автоматизированного проектирования AutoCAD может быть адаптирована для использования в качестве инструмента разработки конструкции СВЧ-узлов.

Встроенный в систему язык программирования VisualLISP позволяет организовать графическую базу данных, содержащую описания используемых при разработке микросборок стандартизованных деталей и узлов, а также деталей общей применяемости. Язык диалоговых окон DCL позволяет организовать удобный доступ к этой графической базе данных. Таким образом, можно создать приложение на базе одной из самых популярных систем автоматизированного проектирования AutoCAD, которое будет адаптировано для конструирования СВЧ-узлов, а также оформления комплекта конструкторской документации в соответствии с правилами Единой системы конструкторской документации и которое сохранит при этом все возможности самой системы AutoCAD.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Джуринский К.Б. Конструктивные и технологические особенности модулей СВЧ. Современная электроника. 2008. № 1. С. 22-27.

2. Зуев С.А., Полешук H.H. САПР на базе AutoCAD - как это делается. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2004.

3. Полешук H.H. AutoCAD: разработка приложений, настройка и адаптация. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2006.

4. Джуринский К.Б. Миниатюрные коаксиальные радиокомпоненты для микроэлектроники СВЧ. М.: Техносфера, 2006.

УДК 004.42:347.77+338.32.053.4

К.С. Солнушкин

СИСТЕМА УЧЕТА ДОСТУПА К ЛИЦЕНЗИОННОМУ ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ В ЦЕНТРАХ КОЛЛЕКТИВНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

Современное прикладное программное обеспечение (ПО), в частности наукоемкое ПО для инженерного анализа, весьма часто распространяется по дорогостоящим коммерческим лицензиям. В этой связи возникает вопрос о его эффективном использовании в рамках учреждения.

Основной метод повышения эффективности использования имеющихся ресурсов — коллективное использование. На практике он реализуется путем создания центров коллективного пользования (ЦКГГ), в которых совместно используются дорогостоящие ресурсы: высокопроизводительные вычислительные системы и лицензионное программное обеспечение.

Так, в зарубежных университетах число наименований программного обеспечения достигает несколькихдесятков (см., например, [5]), большая часть этого ПО требует покупки лицензии. В российских университетах суммы, выделяемые на закупку ПО, также постепенно растут. Например, Томский политехнический университет обладает лицензиями на ПО компании "БсЫитЬегаег" обшей стоимость 20 млн долл. США [11.

Оптимизация расходов на лицензионное ПО производится за счет закупки требуемого числа лицензий. Недостаточное число лицензий ведет к задержкам в работе пользователей, так как