Частина 1

Вихідна документація

Заключний етап проектування - випуск конструкторської документації. Редактор друкованих плат Altium Designer має традиційними можливостями імпорту / експорту файлів в стандартних форматах DWG і DXF, що дозволяє додавати на креслення заздалегідь заготовлені елементи оформлення або контур друкованої плати і передавати проект в механічні САПР (AutoCAD та ін.) Для подальшого оформлення документації.

На відміну від інших подібних систем проектування електронних пристроїв, система Altium Designer дозволяє вкрай просто змінювати положення позначення розмірів, що надзвичайно важливо для дотримання вимог ГОСТ. Крім вказівки лінійних розмірів, в редакторі друкованих плат можна проставити розмір діаметра, радіуса, лінійні розміри від опорної точки, координатні мітки, кутові розміри. Всі розміри є об'єктно-пов'язаними - це означає, що при зміні, наприклад, діаметра окружності позначення її діаметра буде змінюватися автоматично.

Система Altium Designer надає користувачеві також широкий набір засобів генерації різних звітів, від звичайних повідомлень, що містять статистичну інформацію, до складних таблиць і переліків матеріалів (Bill of Material (BOM), звітів про ієрархічну структуру проекту (Report Project Hierarchy) і файлів перехресних посилань (Component Cross Reference). Крім того, в складних проектах, що містять кілька PCB-документів, звіти можуть бути сформовані як для окремих плат, так і для проекту в цілому.

Редактор файлів Output Job постійно розвивається: c кожною новою версією системи його інтерфейс стає більш зручний у використанні і робить більш інтуїтивно зрозумілими нові можливості, як, наприклад, в 10-й версії - Publishing Destinations (місця публікації) і варіанти вихідних даних.

Також існує ряд профільних програм, які спрощують випуск креслень і табличній документації відповідно до ЕСКД і вимогами ГОСТ, від російських розробників (MechaniCS, TDD 3.0 і ін.).

Апаратне та програмне моделювання проектів на базі ПЛІС

Крім засобів проектування друкованих плат, одним з основних достоїнств Altium Designer є швидка розробка проектів електронних пристроїв на базі ПЛІС (FPGA) від основних світових виробників.

При цьому система інтегрує процес розробки як програмної частини проекту пристрої, так і апаратної, а розробнику пропонується вкрай проста методологія ведення проекту, схожа з розробкою друкованих плат ПЛІС.

Для цього в системі об'єднаний наступний інструментарій:

• схемний введення проекту з використанням бібліотек готових логічних пристроїв;

натисніть для збільшення

• VHDL-моделювання та VHDL-введення проекту для створення призначених для користувача логічних блоків і компонентів;
• великий комплект предсінтезірованних і предпроверенних IP-блоків, включаючи ядра процесорів (входить в комплект поставки і не вимагає додаткових матеріальних витрат);
• засіб розробки з підтримкою налагодження поставляються процесорних ядер на рівні вихідних кодів;
• повна інтеграція з платою налагодження і макетування NanoBoard від компанії Altium Ltd, яка дозволяє налагодити проект ще на етапі створення принципової схеми і підвищити якість розробки;
• Майстер створення програмної платформи (Software Platform Builder) дозволяє генерувати Сі-код і файли заголовків для ініціалізації глобальних дескрипторів пристроїв на шині Wishbone в апаратної середовищі. Також автоматично ініціалізується універсальний драйвер;
• повна інтеграція з інноваційною технологією LiveDesign ( «живе проектування»);
• вбудована система допомоги, приклади проектів і опис представленої елементної бази.

Така об'єднана інтерактивна розробка і налагодження обох частин проекту укупі з платою налагодження NanoBoard, використання віртуального інструментарію налагодження, периферійне сканування і можливість налагодження поставляються ядер на рівні вихідних кодів і називається технологією LiveDesign. Як тільки проект завантажений в NanoBoard, користувач може повністю контролювати всі процеси безпосередньо в програмованому кристалі і користуватися всім віртуальним інструментарієм. При цьому система дозволяє постійно взаємодіяти із технічною характеристикою додатком на всіх етапах проектування. Така LiveDesign-методологія проектування дозволяє «проганяти» реальні «програми» в реальних кристалах, повністю усуваючи необхідність в HDL-моделюванні - в кінцевому рахунку, це призводить до серйозного скорочення тимчасових витрат.

Переваги технології проектування:

• можливість введення проекту в графічному (схемном) вигляді дозволяє повністю відмовитися від використання (та й знання) HDL-мов;
• великий перелік поставляються ПЛІС-орієнтованих пристроїв дозволяє швидко і просто «будувати» проектовану систему;
• призначені для користувача компоненти і допоміжні логічні блоки можуть бути створені на основі вже існуючих в вигляді все тієї ж схеми або за допомогою опису на VHDL;
• схемотехнічний редактор підтримує роботу з ієрархічними структурами без будь-яких обмежень на глибину ієрархій і кількість використовуваних сторінок схеми;
• при необхідності користувач може застосовувати багатоканальні структури (багаторазове використання одного разу описаного фрагмента);
• можливість використовувати шинні з'єднання при роботі з мультівиводамі значно спрощує введення проекту;

• Altium Designer поставляється з великим переліком IP-блоків у вигляді предсінтезірованних бібліотек, в тому числі ядра процесорів стандартних архітектур, різні контролери комунікації і зовнішньої периферії, а також стандартні логічні пристрої. Система дозволяє реалізовувати проекти на кристалах всіх провідних вендерів (Altera, Xilinx і т.д.), причому переорієнтація проекту на «інший» кристал відбувається без зміни самого проекту;
• унікальна технологія LiveDesign активно використовує віртуальний інструментарій, що дозволяє бачити «те, що відбувається» в ПЛІС протягом усього циклу проектування. Віртуальні інструменти вбудовуються в проект на схемотехническом рівні. Після завантаження проекту в NanoBoard користувач може «спілкуватися» з ним через спеціальну панель візуалізації;

натисніть для збільшення

• віртуальний інструментарій має ті ж функціональні можливості, що і просте VHDL-моделювання, але показує реальні сигнали, що протікають в кристалі. Віртуальний інструментарій включає в себе логічні аналізатори, генератори частот, лічильники частот, модулі вводу / виводу.

Altium Designer дозволяє розробляти «процесорні» системи на базі ПЛІС. В поставку включені ядра процесорів, при цьому підтримується їх редагування на рівні вихідних кодів на С або Асемблері. Інструментарій редагування вихідного коду включає в себе С- і Асемблер-компілятор з високим рівнем оптимізації, симулятор, лінковщік (Linker / Locator). Редактор інтегрований з системою налагодження, що дозволяє завантажувати і налагоджувати вихідний код в NanoBoard. При роботі з багатопроцесорним проектом можна використовувати многопроцессорную сесію для одночасної налагодження двох і більше процесорів.

Технічні специфікації

• Опис у вигляді принципової схеми і / або на мові VHDL (з системою синтаксичних підказок).
• Високошвидкісний VHDL-симулятор.
• Підтримка двох VHDL-стандартів: IEEE 1076-1987 і 1076-1993.
• Підтримка стандарту IEEE 1164.
• Пакувальник за стандартом IEEE 1076.3.
• Підтримка бібліотек стандарту IEEE 1076.4.
• Використання бібліотек Synopsys.
• Можливість текстового опису параметрів введення / виведення, включаючи розширений стандарт Synopsys.

Віртуальні інструменти роботи з FPGA

• Генератор частот.
• 50% цикл роботи.
• Частота, що задається користувачем, - від 1 Гц до 200 МГц.
• Лічильники.
• Лічильники з подвійним входом.
• Відображення результату як значення частоти в періодах або переходах (може бути навіть у фронтах).
• Цифровий модуль вводу / виводу.
• 8- / 16-канальний вхід загального призначення.
• 8- / 16-канальний вихід загального призначення.
• Читання / визначення значення в двійковій або 16-тірічной системі числення.
• Модуль зі змінною кількістю входів / виходів від 1 до 4 банків.
• Логічний аналізатор.
• Версія 8- / 16-канального входу з 1к-, 2К- і 4К-пам'яттю для захоплення значень (використовуючи ресурси пам'яті ПЛІС).
• 8- / 16-канальна версія, що підтримує зовнішню пам'ять з 20-розрядною адресою.
• Зовнішня (апаратна) або внутрішня (програмна) фіксація сигналу (або результату).
• Режим постійного захоплення.
• Результати захоплення відображаються як значення або як епюра напружень.
• Режим аналогового відображення (масштаб амплітуди задається користувачем).
• Тригер і маска, що задаються користувачем.
• Можливості фіксації із затримкою.
• Можливість фіксації результату після n збігів якої-небудь події.
• Розділений 8-канальний режим фіксації (по контексту: результату або вхідного сигналу) за рівнем, що задається бітами або з масштабуванням.

Основні ядра компонентів ПЛІС

• Величезна кількість основних компонентів, в тому числі суматори, буфери, подільники, компаратори, лічильники, дешифратори, шифратори, тригери, засувки, логічні примітиви, мультиплексори, помножувачі, генератори та лічильники парності, підтягує резистори до харчування і землі, регістри зсуву і вичітателя.
• Повний опис бібліотеки компонентів ПЛІС є на www.altium.com/learningguides.
• Периферійні ядра ПЛІС.
• CAN-контролер - перетворювач з паралельного в послідовний інтерфейс, який реалізує версію 2.0В CAN-протоколу фірми BOSCH.
• Обумовлена ​​користувачем затримка включення, яка використовується для реалізації скидання по включенню живлення.
• Перетворювач з паралельного в послідовний інтерфейс, який реалізує двухпроводной інтерфейс I2C (читається як «і квадрат сі») з боку послідовної частини.
• Сканер клавіатури 4 × 4 з антидребезга. Може бути використаний в системах з опитуванням стану або по перериванню.
• Контролер РКІ 16 × 2 з шинним інтерфейсом.
• Розширювач портів - 8-бітові виходи і 1-, 2- і 4-бітові входи / виходи.
• Перетворювач з паралельного в послідовний інтерфейс, який реалізує двонаправлений синхронний послідовний інтерфейс між ЦПУ і PS / 2-пристроєм (клавіатурою або мишею).
• Простий перетворювач з паралельного в послідовний інтерфейс, який реалізує повний дуплекс і однобайтовое буферізування.
• Здвоєний таймер з режимами 16-, 13- і 8-бітного таймера / лічильника.
• VGA-контролер, який представляє відеопам'ять як вікно в адресному просторі. Підтримуються VGA- і SVGA-режими до 64 кольорів.
• Ядра процесорів:
• Microchip 165x-сумісні;
• 8-bit ASM51-сумісні;
• 80С31-сумісні;
• та інші.

Інструментарій для розробки вбудованого програмного забезпечення (програмування процесорів вбудованих процесорних ядер)

Контекстний редактор, що підтримує:

• управління проектом;
• розширені можливості виділення кольором, включаючи розпізнавання функцій;
• розширені можливості перегляду коду;
• вбудований форматер вихідного тексту - переформатує існуючий текст, використовуючи специфікації, що задаються користувачем;
• інтегрований відладчик, що запускається прямо з редактора вихідного тексту;
• навігатор коду з інтуїтивно зрозумілим інтерфейсом;
• відображення установок не в режимі налагодження і відображення поточних значень в момент налагодження.

Налагодження і моделювання:

• точки зупину і в режимі відображення вихідного тексту, і в режимі дизассемблера;
• умови для точок зупинки;
• точки зупину з лічильником входжень;
• режим дизассемблера з відображенням вихідного коду і точок зупину в змішаному і роздільному вигляді;
• панель регістрів;
• панель змінних;
• панель локальних змінних;
• панель стека;
• панель пам'яті;
• консоль отладчика багатозадачною ОС реального часу з витісняє ядром, сумісною зі стандартом OSEK / VDX.

Перелік підтримуваних пристроїв FPGA
Altera:

• Cyclone: ​​EP1C12, EP1C20, EP1C3, EP1C4, EP1C6;
• MAX3000A: EPM3032A, EPM3064A, EPM3128A, EPM3256A, EPM3512A;
• MAX7000AE: EPM7032AE, EPM7064AE, EPM7128AE, EPM7256AE, EPM7512AE;
• MAX7000B: EPM7032B, EPM7064B, EPM7128B, EPM7256B, EPM7512B;
• MAX7000S: EPM7032S, EPM7064S, EPM7128S, EPM7160S, EPM7192S, EPM7256S;
• Stratix: EP1S10, EP1S20, EP1S25, EP1S30, EP1S40, EP1S60, EP1S80;
• та інші.

Xilinx:

• CoolRunner2: XC2C128, XC2C256, XC2C32, XC2C384, XC2C512, XC2C64;
• CoolRunnerXPLA3: XCR3032XL, XCR3064XL, XCR3128XL, XCR3256XL, XCR3384XL, XCR3512XL;
• Spartan-II: XC2S100, XC2S15, XC2S150, XC2S200, XC2S30, XC2S50;
• Spartan-IIE: XC2S100E, XC2S150E, XC2S200E, XC2S300E, XC2S400E, XC2S50E, XC2S600E;
• Virtex: XCV100, XCV1000, XCV150, XCV200, XCV300, XCV400, XCV50, XCV600, XCV800;
• Virtex-II: XC2V1000, XC2V1500, XC2V2000, XC2V250, XC2V3000, XC2V40, XC2V4000, XC2V500, XC2V6000, XC2V80, XC2V8000;
• Virtex-II Pro: XC2VP2, XC2VP20, XC2VP30, XC2VP4, XC2VP40, XC2VP50, XC2VP7, XC2VP70;
• Virtex-E: XCV1000E, XCV100E, XCV1600E, XCV2000E, XCV200E, XCV2600E, XCV300E, XCV3200E, XCV400E, XCV405E, XCV50E, XCV600E, XCV812E;
• XC18V00: XC18V01, XC18V02, XC18V04, XC18V512;
• XC9500: XC95108, XC95144, XC95216, XC95288, XC9536, XC9572;
• XC9500XL: XC95144XL, XC95288XL, XC9536XL, XC9572XL;
• XC9500XV: XC95144XV, XC95288XV, XC9536XV, XC9572XV;
• та інші.

Плати налагодження і макетування NanoBoard

NanoBoard - це складова частина технології LiveDesign. Технологія LiveDesign пов'язує воєдино програмну і апаратну частини проекту, перетворюючи робоче місце проектувальника в програмно-апаратний комплекс. Цей комплекс складається з власне системи проектування Altium Designer і плати налагодження NanoBoard. Таким чином, розробник може постійно взаємодіяти з реальним проектом, який «крутиться» всередині реальної ПЛІС, а не з якоїсь віртуальної моделлю. При цьому використовується наступна концепція ведення проекту: «збираємо» схему, завантажуємо її в ПЛІС, перевіряємо працездатність, налагоджувати. В рамках концепції LiveDesign активно використовує віртуальний інструментарій (генератори частот, лічильники частот, логічні аналізатори, периферійне сканування і т.д.), що дозволяє бачити на екрані комп'ютера реальні процеси, що протікають в ПЛІС.

В даний час компанія Altium Ltd. поставляє на ринок 2 типу плат NanoBoard для налагодження і макетування систем на основі ПЛІС:

• NanoBoard 3000 - вона забезпечує роботу з ПЛІС тільки одного виробника і буває 3 видів: NB3000XN-01, NB3000AL-01, NB3000LC-01 з найбільш потужними вбудованими ПЛІС: Xilinx Spartan 3AN, Altera Cyclone III, LatticeECP2.

натисніть для збільшення

• NanoBoard NB2 - універсальна плата, яка підтримує роботу з ПЛІС різних виробників завдяки змінним дочірнім платам (Daughter Board). Поставляється на вибір з одного з дочірніх плат:
  • Xilinx Spartan-3 DB30 Daughter Board;
  • Altera Cyclone II DB31 Daughter Board;
  • Lattice ECP DB32 Daughter Board.

натисніть для збільшення

Заміна дочірньої плати, на якій розміщений той чи інший кристал, дозволяє розробнику швидко і просто переорієнтувати проект на іншого ПЛІС-виробника з можливістю налагодження проекту на реальній ПЛІС.

Багатоцільова периферія:

• 8-розрядний світлодіодний масив.
• 8-розрядний DIP-перемикач.
• 16-кнопкова клавіатура.
• 36-розрядний роз'єм для користувача вхідних / вихідних висновків ПЛІС.
• 2 × 16 символьний LCD-екран.
• Зумер.
• 8-розрядний аудіо-кодек.
• 8-розрядний АЦП, 4 канали.
• 10-розрядний ЦАП, 4 канали.
• 256К × 8 RAM (можлива переконфігурація на 128Кх16).
• 2 модуля послідовної flesh-пам'яті по 4Мбіт (можуть використовуватися для конфігурації ПЛІС).

Вхідні / вихідні інтерфейси:

• CAN.
• VGA.
• RS232.
• I2C.
• PS2 (миша).
• PS2 (клавіатура).
• 2 JTAG-роз'єму для підключення користувальницьких плат.
• 2 інтерфейсу NanoTalk.

NanoBoard містить програмований синтезатор частот, що працює в діапазоні від 6 до 200 МГц. Частота синтезатора може встановлюватися з керуючої оболонки DXP або безпосередньо з проекту, що запускається в ПЛІС.

Для більшої гнучкості налагодження проекту кілька NanoBoard можуть бути об'єднані і використовуватися спільно. «Спільний» варіант роботи буде затребуваний в тому випадку, якщо проект містить кілька кристалів, причому від різних виробників, і розробнику необхідно змакетувати його роботу. Для цього використовується два роз'єми NanoTalk (Master і Slave). Контролери NanoTalk керують маршрутизацією сигналів і забезпечують безперервність JTAG-зв'язку для кількох плат. При цьому для кожного кристала повністю доступний віртуальний інструментарій периферійного сканування.

натисніть для збільшення

NanoBoard дозволяє використовувати для тестування і налагодження призначені для користувача плати, для чого існує два JNAG-інтерфейсу. Підключення призначеного для користувача пристрої «інтегрує» його з технологією LiveDesign і робить його доступним для периферійного сканування. Вбудований в ПЛІС віртуальний інструментарій стає доступним через інтерфейс Altium Designer. До кожної платі налагодження можна одночасно підключати до 2 призначених для користувача плат, а при паралельному підключенні декількох NanoBoard, кожна з них може мати 2 таких підключення.

У 10-й версії Altium Designer здійснена підтримка USB і Wi-Fi. Стеки програмної платформи забезпечують Wi-Fi-з'єднання на базі USB 2.0 за допомогою економічних апаратних USB-пристроїв, а також 2G і 3G мобільний доступ до мережі через периферійну плату PB15 2G / 3G для платформ NanoBoard2 і NanoBoard 3000.

натисніть для збільшення

Засіб моделювання комплектних пристроїв компанії Aldec

Altium використовував вбудовану безкоштовну OEM-версію спецпроцесора Aldec для моделювання Active-HDL. Спецпроцесор повністю сумісний з середовищем Altium Designer, де він замінив симулятор DXP, забезпечуючи більшу ефективність і підтримку моделювання на Verilog. Якщо вам необхідно прискорити процес моделювання, ви можете використовувати повну ліцензійну версію Aldec Active-HDL, яка також підтримується Altium Designer.
Спецпроцесор Aldec повністю сумісний з середовищем Altium Designer
висновок

Таким чином, Altium Designer - це сучасний програмно-апаратний комплекс пропонує:

• єдине середовище для проектування РЕЗ на базі друкованих плат і ПЛІС;
• наскрізну технологію від розробки або опису електричної схеми до підготовки плати до виробництва;
• роботу з інтегрованою базою даних електронних компонентів;
• підтримку двонаправленого інтерфейсу з багатьма поширеними CAD-системами;
• широкі можливості в призначених для користувача настройках;
• колективну роботу над єдиним проектом.

варіанти поставки

В даний час Altium Designer поставляється в двох версіях:

• повна версія - Altium Designer Custom Board Implementation;
• обмежена версія - Altium Designer Custom Board Front-End Design.

Система поставляється також з різними варіантами ліцензій.

Для коментування матеріалів з сайту і отримання повного доступу до нашого форуму Вам необхідно зареєструватіся .

При передруці матеріалів з сайту пряме посилання на РадіоЛоцман обов'язкове.

Запрошуємо авторів статей та перекладів до публікації матеріалів на сторінках сайту.