Система автоматизированного проектирования OrCAD

МІНІСТЕРСТВООСВІТИ УКРАЇНИ
НаціональнийТехнічний Університет
“ХарківськийПолітехнічний Інститут”
Кафедраобчислюванної техніки та програмуванняЗАТВЕРДЖУЮ
Завідуючийкафедрою ОТП
/Xxxxxxx/
“        ”        2002р.
Система автоматизированнного проектування OrCAD.Курсовий проектЛист затвердженняxxxxxxx.000.181 ДПК
Розробники        :
Керівникпроекту:
/Xxxxxxx/
“        ”        2002р.
Виконавець:
Студент групиXxxxxxx
/ПилюгинД.В./
“        ”        2002р.
2002

Annotation
In this courseproject are considered methods of dising schemes a part which can be given in themanner of principle circuitry, but the other part can be described on languagehigh level VHDL.
All actions on modeling and making the schemes in graphic editor of theprinciple schemes Schematics. Creation element and hierarchical block onexample of the element of the matrix multiplier.
Анотація
В данном курсовом проекте рассмотрены методы конструирования схем частькоторого может быть задана в виде принципиальной электрической схемы, а другаячасть может быть описана на языке высокого уровня VHDL.
Вседействия по моделированию и созданию схем производяться в графический редактор принципиаль­ныхсхем Schematics.Так же рассмотренно создания библоитеки элементов ииерархических блоков на примере элемента матричного умножителя.

Зміст
Вступ
Основні характеристики системи автоматизированнного проектування OrCAD
Етапи створення символьного елемента в системіавтоматизированнного проектування OrCAD
Етапи створення графічної схем у системі автоматизированнного проектування OrCAD
Етапи Моделювання схем усистемі автоматизированнного проектування OrCAD
Приклад створення базового осередку матричного множетеля всистемі автоматизованого проектування OrCAD
Створення ієрархічної структури
Сеанс моделироваяия проектованої схеми

Введение
Системаавтоматизированного проектирования OrCad является профессиональной системой.Она сочетает в себе такие качества, как доступный интерфейс для пользователя, ивысокий уровень интегрированности и несложности в настройки на различные уровниавтоматизации. САПР OrCad самая мощная из всех систем, но среди электронныхСАПР на персональных ЭВМ класса IBM PC САПР OrCad — несомненный лидер.
Интегрированная САПРOrCad была разработана фирмой MicroSim
OrCad 9.2 функционируетна процессорах тапа Pentium и совместимых с ними под управлением Windows 95/95или Windows NT 4.0 (с Service Pack 3 или Service Pack 4). Необходимый объемоперативной памяти не менее 32 Мб и необходимый объем дискового пространства неменее 250 Мб.

Основные характеристики системы автоматизированнного проектирования OrCAD
 
КорпорациейMicroSim разработаны варианты системы программ Design Center для различныхоперационных систем. Наиболее популярным является вариант для Windows. В неговходят следующие программы (их конкретный перечень зависит от вариантапоставки):
Schematics- графический редакторпринципиальных схем, который одновременно является управляющей оболочкой длязапуска основных модулей сисОт чемы на всех стадиях работы с проектом;
PSpice,PSpice Basics- моделированиеаналоговых устройств;
PSpice AID,PSpice A/D Basics* моделированиесмешанных аналогоцифровых устройств;
PLogic — моделирование цифровых устройств.Имеет такие же функциональные возможности, как и программа PSpice A/D;
PLSyn — синтез цифровых устройств на базеинтегральных схем (ИС) с программируемой логикой;
StmEd — редактор входных сигналов (аналоговых и цифровых);
Probe — графическое отображение, обработкаи документирование результатов моделирования;
Parts — идентификация параметровматематических моделей диодов, биполярных, полевых, МОП- и арсенидгаллиевыхтранзисторов, операционных усилителей, компараторов напряжения, регуляторовнапряжения и магнитных сердечников по паспортным данным;
PSpiceOptimizer — параметрическая оптимизация аналого-цифровых устройств по заданному критериюпри наличии нелинейных ограничений;
Polaris — проверка целостности сигнала, т. е.проведение моделирования с учетом паразитных емкостей и индуктивностей,присущих реальным печатным платам;
DeviceEquation — исходныйтекст встроенных математических моделей полупроводниковых приборов на языке Си.В них можно изменять имена параметров, вводить псевдонимы, добавлять параметрыи модифицировать уравнения моделей. Модели новых компонентов можно вводитьтолько под именем одной из существующих моделей. После компиляцииотредактированных текстов они компонуются с объектным кодом программы PSpice,который входит в комплект поставки Device Equation, в результате чегополучается загрузочный файл PSpice.exe. В версии Design Center 6.2 модульDevice Equation поставляется только на платформе Windows;
PCBoardи Autorouter — графический редактор печатных плат с возможностями автотрассировки.Дополнительно поставляется автотрассировщик SPECCTRA фирмы Cooper&ChyanTechnology;
Cadenceи Mentor Integration — интерфейс к пакетам Cadence и Mentor Framework;
FilterDesigner-синтез пассивныхи активных аналоговых фильтров и фильтров на переключаемых конденсаторах(только на платформе DOS).
В раннихверсиях Design Center имелось два варианта программы моделирования:относительно простая программа PSpice, предназначенная для моделирования толькоаналоговых устройств с жесткими ограничениями максимальных размеров схемы, иболее сложная программа PSpice A/D, позволяющая моделировать аналого-цифровыеустройства большого размера. В связи с тем, что не всем пользователям нужныполные возможности PSpice и PSpice A/D, в версию Design Center 6.2 включены дваупрощенных, так называемых базовых варианта PSpice Basics и PSpice A/D Basics*.В табл. 1.1 приведены характеристики всех ва­риантов программы моделированияPSpice.
К пакетуDesign Center прилагаются библиотеки примерно 35 тыс. графических обозначенийсимволов и около 8,3 тыс. математических моделей компонентов (диодов,стабилитронов, тиристоров, биполярных и полевых транзисторов, оптопар,операционных усилителей, компараторов напряжения, стабилизаторов напряжения,кварцевых резонаторов, магнитных сердечников, цифровых и аналого-цифровых ИС)производства фирм США, Западной Европы и Японии. На рис.1 показано как OrCad Captureсвязан с другими программами системы OrCad./> 

Рис. 1. Взаимосвязь OrCADCapture c другими программами
Этапысоздания символьного элемента в системе автоматизированнного проектирования OrCAD
Работа выполняетьсясредствами подсистемы Schematics.
1). Сначала из режимаредактирования схем по коман­де File/Edit Library переходят в режимредактирования символов, о чем свидетельствует изменение перечня команд вгоризонтальном меню (
Выбирают командуустановки параметров Options/Display Options (рис. 2). На открывшейся панелизадают шаг сетки и другие параметры.
Обратим внимание, что врежиме редактирования символов устанавливается та же система единиц, чтопринята в режиме редактирования текущей схемы, поэтому для ее изменения нужно вернуться,обратно в этот режим и выполнить команду Options/Page Size.
Для создания новогосимвола выбирается команда Part/New и на экране появляется панель диалога дляописания символа.
Эта же панельактивизируется по команде Part/Definition для редактирования следующейинформации о новом или существующем символе:
Description — текстовое описание символа (например, резистор, диод и т. п., толькопо-английски), которое просматривается при выборе символов из библиотек;
Part Name — имя компонента, под которым он занесен вбиблиотеку символов;
Alias List — список псевдонимов символа; при размещении символа на схеме можноравноправно указывать как основное имя (Part Name), так и любой из псевдонимов(Alias);
АКО Name — имя прототипа, т.е. компонента, графика которого, выводы и все атрибутыпереносятся для построения нового символа. При этом в текущем компоненте можноредактировать и добавлять новые атрибуты и изменять текстовое описание, графикуможно изменять только у прототипа (символ компонента и его прототип должнынаходиться в одной и той же библиотеке);
Type — тип компонента, принимающий значения component, annotation, hier port, global port, offpage,title block, border, marker, viewpoint, current probe, optimizer parameter,simulation control.
2). Графика символа компонента создаетсяпо командам Graphics внутри прямоугольника, ограниченного пунктиром (рис. 1).По окончании построения графики символа по команде Graphics/Bbox изменяют егоразмеры, с тем чтобы внутри контура прямоугольника находились все выводыкомпонента. Контур элемента вы­черчивается по командам Arc, Box, Circle и Line напанели />. Пояснительные надписи наносятся по команде Text на панели />.
3). Выводы компонента изображаются по команде Graphics/Pin. Наэкране появляются изображение вы­вода, помеченное крестиком, и линия вывода,которые перемещаются вместе с курсором. Прежде чем нажатием левой кнопки зафиксироватьрасположение вывода, можно «горячими» клавишами Ctrl+F, Ctrl+R иCtrl+T зеркально отобразить линию вывода (Flip), повернуть ее на 90° (Rotate) иизменить тип вывода (Pin Туре). Имеются типы выводов сведены в (табл. 1):Таблица 1 Типы выводовФорма (Shape) Графика вывода Описание Clock
/> Вход синхронизации Dot
/> Признак логического отрицания Dot-Clock
/> Вход синхронизации с инвертированием Line
/> Стандартный вывод, длина которого равна трем шагам сетки Short
/> Короткий вывод, длина которого равна одному шагу сетки ZeroLength
/> Стандартный вывод нулевой длины
По команде Graphics/Origin курсором указывается положениеначала координат на чертеже символа, которое отмечается квадратиком. К немупривязан курсор при размещении символа на схеме.
При выполнении команды Graphics/Pin выводы нумеруются как 1,2и т. д. в порядке их подключения к символу и им присваиваются имена pinl, pin2и т. д. Изменения номеров и/или имен выводов производятся в меню команды Part/PinList.
В списке имен выводов, помещенном в правом верхнем углу меню,выбирается имя редактируемого вывода, и оно переносится в окно Pin Name. Послеизменения имени вывода нужно включить/выключить опцию Display Name, чтобы этоимя было видно/не видно на схеме. Одновременно редак­тируется тип вывода и егоориентация. На панели атрибутов вывода (Pin Attributes) изменяется номер выводаи указывается, что нужно делать, если на схеме к данному выводу не подключенани одна цепь (панель If un­connected). Возможны следующие варианты:
Error-выводится сообщение об ошибке (список соединений не составляется);
RtoGND — вывод подключается к «земле» через резистор с большим сопротивлением;
UniqueNet — создается специальный узел для подключения к нему маркера программыProbe.
4). Для задания типа вывода его помечают одинарным нажатиемлевой кнопки мыши и затем по команде Edit/Pin Type(Ctrl+T) назначают тип вывода (одинарное выполнение этой команды переключаеттип вывода на одну позицию в списке типов). Тип вывода, а также все егоостальные атрибуты вво­дятся на панели диалога (рис. 5) после двукратногонажатия левой кнопки при расположении курсора на выбранном выводе (аналогичнокоманде Edit/Change). В нем редактируются следующие параметры:
Pin Name — имя вывода;
Туре — тип графического изображения вывода (т. е. указателя вывода);
Hidden- признак скрытого вывода, который не отображается на схеме (например, насхемах цифровых устройств не принято изображать цепи подключения питания и«земли», для операционных усилителей не всегда указывают подключениецепей питания), но необходим для моделирования (крестик слева от опции Hiddenсвидетельствует о ее активизации);
Net — имя проводника, к которому на схеме должен быть подключен скрытый вывод
Display Name — вывод на чертеж схемы имен выводов;
Size, Orient, Hjust, Vjust — размер, ориентация, горизонтальная и вертикальная привязкаимен выводов;
Pin-порядковый номер вывода;
ERC — электрический тип вывода, используемый только при выполнении команды поискаошибок схемы Electrical Rule Check, принимающий значения:
don't care — не проверяется;
input — вход;
output- выход;
bidir- двунаправленный вывод;
highZ- высокий импеданс;
open collec — открытый коллектор;
power- подключение источника питания. Из рассматриваемой панели выбором команднойкнопки Edit Attributes переходят в панель диалога для редактирования атрибутоввыводов.
Просмотр имен всех выводов и при необходимости ихредактирование производятся по команде Part/Pin List (Ctri+P).
5). На заключительном этапе создания символа компонента редактируютвведенные ранее и дописывают его новые атрибуты. Это производится одним из двухспособов.
Способ 1. По команде Part/Attributes возможно какредактирование всех существующих атрибутов символа, так и определение новых,если они не конфликтуют с ними, с помощью панели диалога редактированияатрибутов.
Способ 2. Курсор устанавливается на редактируемый атрибуткомпонента, и два раза нажимается левая кнопка мыши. В результате управлениепередается в панель диалога для изменения этого атрибута.
В связи с тем, что способ редактирования атрибутов вразличных панелях диалога одинаков, обсудим работу в изображенной на рис. 6панели с наиболее полной информацией. В этой панели имеются следующие поля:
Name — задание имени атрибута (если атрибут с введенным именем существует, то можноотредактиро­вать егозначение);
Value — значение атрибута;
What to Display (что выводить на экран):
Value only-толькозначение атрибута;
Name only — только имя атрибута;
Both name and value — имя и значение атрибута;
Both name and value only if value define — имя и значение атрибута, если егозначение определено;
None — ничего;
Display Characteristics (спецификация параметров текста атрибута):
Layer -заданиеслоя, на котором размещается имя и/или значение атрибута (видимость на экранеинфор­мации, размещенной в разных слоях, устанавливается по команде Options/SetDisplay Level;
Orient — ориентация текста атрибута;
Hjust — привязка текста по горизонтали (левая, по центру, правая);
Vjust — привязка текста по вертикали (нижняя, по центру, верхняя);
Size — масштаб изображения текста в процентах;
Changeable in schematic разрешение изменять значение атрибута в режиме редактированиясхем;
Keep relative orientation — вращение атрибута вместе ссимволом.
В поле списка на правой стороне панели диалога (рис. 6)приводится перечень всех атрибутов компонента. Для ввода нового атрибутакурсором отмечается первая свободная строка в поле списка, а для редактированиясуществующего — строка, где он расположен. В результате в верхнем поле редактирования(Name) появляются имя атрибута, а во втором (Value) — его значение, которыередактируются как обычные текстовые переменные. Результаты редактированиясохраняются после выбора командной кнопки Save Attr (отмена Del Attr). Вграфическом редакторе Schematics имеются атрибуты со строго определеннымиименами:
COMPONENT — имя упаковочной информации компонента. Этот атрибут не нужен, если имяупаковочной информации совпадает с именем символа компонента PART;
GATE — имя секции компонента А, В, С, D и т. д. Не указывается, если компонент состоитиз одной секции. При размещении символов на схеме всем им присваивается имяпервой секции А, добавляемой к позиционному обозначению, например U1A, U2A.Автоматическое распределение секций по корпусам компонентов производится покоманде Tools/Annotate. Изменение имен секций выполняется вручную двойнымщелчком по атрибуту REFDES или по команде Edit/Attribute;
GATETYPE — тип секции. Применяется, когда компонент состоит из секций разныхтипов. Например, ИС 533ТР2 состоит из четырех триггеров, два из которых имеютдополнительный вход установки. Секции каждого типа имеют отдельные символысразными атрибутами GATETYPE, чтобы правильно назначить номера выводовразличных секций;
MODEL- имя модели компонента (должно согласовываться с именами моделей в директивах.MODEL и .SUBCKT, размещаемых в библиотечных файлах .lib).
Обычно атрибут MODEL помечен звездочкой в списке атрибутов,что означает невозможность его изменения на схеме. Для изменения имени моделиили создания ее копии применяется команда Edit/Model;
PART — имя символа компонента, под которым он заносится в библиотеку символов;
PKGREF- позиционное обозначение корпуса компонента. Если корпус состоит из четырехсекций А, В, С и D, то все эти секции имеют один и тот же атрибут PKGREF,например U1, и разные атрибуты REFDES U1A,..., U1D. Атрибут REFDES образованслиянием атрибутов PKGREF и GATE;
PKGTYPE — тип корпуса компонента, например DIP14, DIP8, SOIC. Если при упаковкекомпонента указан только один тип корпуса, то атрибуту PKGTYPE это значениеприсваивается автоматически. Редактирование его возможно по команде Edit/Attributesили при выполнении команды Tools/Annotate;
REFDES- префикс позиционного обозначения, определяющий для программы PSpice типкомпонента (например, R — резистор, D — диод и т. п.);
SIMULATIONONLY — наличие этого атрибута означает, что данный символиспользуется только для моделирования, включается в список соединений, но неразмещается на печатной плате. К таким символам от­носятся источники сигналовиз библиотеки source.sib, типовые компоненты из библиотеки breakout.slb испециальные символы из библиотеки special.sib;
TEMPLATE — шаблон для назначения соответствий графических обозначений выводовкомпонентов с их реальным физическим смыслом, что необходимо для правильногосоставления списка соединений схемы (например, для транзистора необходимоуказать, какие выводы на его графическом обозначении соответствуют коллектору,базе и эмиттеру) и задания параметров компонента (имя модели и др.);
IРIN[] — имя цепи схемы, к которой подключается скрытыйвывод.
Цифровые интегральные схемы имеют специфические атрибуты (см.гл. 6):
IO_LEVEL — тип интерфейса, вставляемого автоматически между аналоговыми ицифровыми компонентами;
MNTYMXDLY — назначение значений задержек распространения сигналов (по умолчанию,минимальное, типичное и максимальное).
Кроме того пользователь имеет возможность задать любыеатрибуты по формату =Допускается рекурсияатрибутов.

Этапы создания графической схем в системе автоматизированнногопроектирования OrCAD
Графический редакторSchematics пакета Design Center 6.2 на платформе Windows позволяет создаватьчертежи принципиальных схем и передавать управление программам PSpice, PLogic,StmEd, Probe, Parts, Polaris, Optimizer и PCBoard.
В редакторе Schematicsподдерживаются иерархические и многостраничные структуры. Принципиальные схемы,созданные в редакторе Schematics, могут в виде списка соединений передаваться всистемы разработки печатных плат P-CAD, PADS, OrCAD, Tango, CADStar, Protel,Scicards и, конечно, в собственный редактор PCBoards системы Design Center дляупаковки на печатные платы. Редактор Schematics управляется с помо­щью системыниспадающих меню. Имеется встроенное средство помощи для получения краткойинформации о правилах работы с редактором.
Предусматривается оченьинтересная возможность моделировать функциональные схемы устройств с разнымипредставлениями каждого блока. Каждому блоку функциональной схемы можнопоставить в соответствие несколько схем его замещения. Сначала проводитсямоделирование на уровне функционального описания каждого блока. Затем для рядаблоков составляются их принципиальные схемы (причем в нескольких вариантах), ивыполняется моделирование устройства без перечерчивания его функциональнойсхемы.
Работа выполняетсясредствами подсистемы Schematics.
После загрузкиграфического редактора под управлением Windows (головной модуль программынаходится в файле psched.exe) выводится его основной экран.
В верхней части экрана располагаетсягоризонтальное меню, состав пунктов которого зависит от выбранного режимаредактирования:
— редактированиепринципиальных электрических схем;
-редактирование символовкомпонентов.
После загрузки программы устанавливается режим редактированиясхем. На схему наносятся изображения символов компонентов, которые соединяютсяэлектрическими проводниками или линиями групповой связи (шинами), а также именацепей и текстовые надписи, редактируются и создаются вновь атрибуты компонентов(перечень их параметров). Схема может располагаться на одной или несколькихстраницах, возможны иерархическиеструктуры. Правильность составления схемы проверяется с помощью программыElectrical Rule Check (ERC); отыскиваются, конечно, лишь простейшие ошибки типанеподсоединенных выводов.
В режиме редактирования символов компонентов создаются новыесимволы и редактируются существующие. Новые символы проще всего создаватькопированием графики существующих символов и внесением изменений как вграфическое изображение символов, так и в текстовые атрибуты. В этом режиметакже редактируется информация об упаковке корпусов компонентов, необходимаядля создания списка соединений для проектирования печатных плат.
В центре верхней строки экрана размещается имя файла текущейсхемы и номер страницы. Звездочка (*) перед именем схемы означает, что в схемувнесены изменения, которые еще не сохранены. После номера страницы в скобкахуказывается состояние схемы после моделирования: current означает, что послевыполнения моделирования схема не изменялась, stale — означает изменение схемы.
В нижней части экрана размещается строка состояний. В нейслева указаны текущие координаты курсора X, Y в английской системе единицнезависимо от выбранного формата чертежа. Справа указывается имя текущейподкоманды, а посередине-строка сообщений с краткими указаниями по еевыполнению.
После выборакоманды из меню команд вниз разворачивается подменю со списком подкоманд, рядкоторых имеет опции для ее настройки, устанавливаемые в диалоговых окнах. Выборпункта меню осуществляется с помощью клавиатурыили мыши. При использовании клавиатуры для выбора пункта горизонтального-менюнажимается клавиша Alt и одновременно клавиша с буквой, подчеркнутой в именикоманды .

Кроме того,имеется набор пиктограмм для быстрого вы­зова наиболее употребительныхподкоманд (табл. 1)
Пиктограммы быстрого вы­зова.Таблица 1Пиктограмма Эквивалентная команда Пиктограмма Эквивалентная команда
/> File/New
/>
Draw/Block
(схемы)
/> File/Open
/>
Draw/Text
(схемы),
Graphics/Text
(символы)
/> File/Save
/>
Graphics/Arc
(символы)
/> Немедленный вывод на принтер
/>
Graphics/Box
(символы)
/> View/In
/>
Graphics/Circle
(символы)
/> View/Out
/>
Graphics/Pin
(символы)
/> View/Area
/> Edit/Attributes
/> View/Fit
/>
Edit/Symbol
(схемы)
/>
Draw/Get New Part
(схемы),
Part/Get (символы)
/> Analysis/Setup (схемы)
/> Draw/Wire (схемы)
/>
Analysis / Simulate
(схемы)
/> Draw/Bus (схемы)
Для ускорения работы сграфическим редактором ряд наиболее употребительных команд, помимо пиктограмм,вызывается с помощью функциональных клавиш Fn и комбинаций клавиш, назначениекоторых приведено в табл. 2, 3.
Функциональные клавиши Таблица 2
Функцианальная
клавиша Редактирование схем Редактирование символов F1 Помощь, Help Помощь, Help F2 Перейти на нижний уровень иерархии, Navigate/Push Включение сетки, Options/Display Options F3 Перейти на верхний уровень иерархии, Navigate/Pop — F4 Привязка текста к сетке, Options/Display Options Привязка текста к сетке, Options/Display Options F5 Ортогональность, Options/Display Options Автоматическая прокрутка, Options/Display Options F6 Привязка к сетке, Options/Display Options Привязка к сетке, Options/Display Options F7 Автоматическая нумерация проводников/портов, Options/Auto-Naming — F8 Автоматическое повторение, Options/Auto-Repeat Автоматическое повторение, Options/Auto-Repeat F9 Режим «резиновой нити», Options/Display Options — F10 Вывод списка ошибок, File/Current Errors Вывод списка ошибок, File/Current Errors F11
Вызов программы моделирования,
Analysis/Simulate — F12 Вызов программы Probe, Analysis/Probe —

Функциональные клавиши Таблица 3Комбинация клавиш Редактирование схем Редактирование символов Ctrl+A Просмотр области, View/Area Просмотр области, View/Area Ctrl+B Ввод шины, Draw/Bus — Ctrl+D Провести проводник заново, Draw/Rewire Определение корпуса, Part/Definition Ctr+E Ввод метки, Edit/Label Редактирование упаковочной информации, Packging/Edit Ctrl+F Зеркальное отображение, Edit/Flip Зеркальное отображение, Edit/Flip Ctrl+G Взять новый символ, Draw/Get New Part Взять новый символ, Part/Get Ctrl+H — Изменить, Edit/Change Ctrl+I Увеличить изображение, View/In Увеличить изображение, View/In Ctrl+L Перерисовать, View/Redraw
Перерисовать,
View/Redraw Ctrl+M Пометить маркером цепь для вывода ее потенциала с помощью программы Probe, Markers/Mark Voltage/Level — Ctrl+N Перерисовать схему на всю страницу, View/Fit Перерисовать символ на весь экран, View/Fit Ctrl+O Уменьшить изображение, View/Out Уменьшить изображение, View/Out Ctrl+P Поместить на схему символ, Draw Place Part Список выводов, Part/Pin List Ctrl+R Повернуть символ на 90°, Edit/Rotate Повернуть символ на 90°, Edit/Rotate Ctrl+S Сохранить, File/Save Сохранить, File/Save Ctrl+T Ввести текст, Draw/Text Тип вывода, Edit/Pin Type Ctrl+U Восстановить удаленный объект, Edit/Undelete Восстановить удаленный объект, Edit/Undelete Ctrl+V Взять из буфера, Edit/Past Взять из буфера, Edit/Past Ctrl+W Ввести проводник, Draw/Wire — Ctrl+X Копировать в буфер, Edit/Cut Копировать в буфер, Edit/Cut Delete
Удалить объект,
Edit/Delete
Удалить объект,
Edit/Delete Пробел Повторить, Draw/Repeat Повторить, Draw/Repeat
Редактированиепринципиальных схем производит­ся в следующей примерной последовательности.
1.        Работа сграфическим редактором начинается с очистки поля экрана (если это необходимо)после выбора команды File/New.
Меню пункта Options   Затем по командеOptions/Page Size устанавливается размер схемы По команде Options/EditorConfiguration/Page Settings/Border Symbol на чертеж схе­мы наноситсяизображение его рамки, согласованной с установленными размерами схемы.Изображение рамки хранится в виде отдельного символа, например А4, размещаемогов создаваемой пользователем библиотеке. Аналогично по команде Options/EditorConfiguration/ Title Block Symbol наносится изображение углового штампа,стандартные надписи в котором представлены Угловой штамп (или основная рисменютжкта надпись) помещаются в отдельном символе, например stamp, поумолчаниюна схему помещается символ titleblk. Заметим, что изображения рамки и угловогоштампа можно нанестина схему по ее завершению Если символ рамки Border неуказан, то габаритные размеры схемы ограничиваются на экране (и при печати набумагу) одинарными линиями. Размер схемы (и систему единиц) можно изменять налюбой фазе работы со схемой.
2.        Далее, в пунктеOptions настраивают конфигурацию графического редактора.
Призагрузке редактора конфигурация устанавливается по умолчанию, однако полезноубедитья в ее правильности и при необходимости ввести корректировку. Вчастности, по команде Options/ Display Options устанавливаются шаг координатнойсетки (Grid Spacing — рекомендуется шаг 2,5 мм или 0,1 дюйма) и другие параметры дисплея, из которых обязательным яв­ляется включение режима привязки графическихобъектов к узлам сетки (Stay on Grid), что необходимо для удобства подсоединения про­водников к выводамкомпонентов.
Форматчертежа и система единиц (метрическая / английская) выбираются по командеOptions/Page size.(рис. 3) Редактирование существующей схемы начинается с загрузки SCH-файла покоманде File/Open, в результате чего на экране появляется ее чертеж, а вверхней строке горизонтального меню — имя схемы.
3.        Размещениесимвола компонента на схеме начинается с указания имени компонента в панелидиалога, открывающейся по команде Draw/Get New Part. Эта команда вызываетсятакже одновременным нажатием «горячих» клавиш Ctrl+G или, что ещепроще, выбором пиктограммы /> на линейкеинструментов. В панели диалога после указателя Part: вводится имя символакомпонента, находящегося в одной из SLB-библиотек. В начале работы редакторазагружаются SLB-библиотеки, указанные ранее по команде Options/EditorConfiguration. В результате выводится меню со списком. После этого выводитсякаталог выбранной библиотеки, в котором курсором выбирается имя компонента(краткое описание компонента приводится на строке Description). Выборкомпонента завершается нажатием командной кнопки Place или Place&Close, врезультате чего на экране появляется изображение компонента,«привязанное» к курсору. Нажатие левой кнопки мыши фиксируетрасположение компонента, после чего его можно поместить в другом месте. Нажатиеправой кнопки завершает команду.
В процессе выбора места расположения компонента на схеме егоможно повернуть или получить зеркальное изображение нажатием клавиш Ctrt+R(Rotate) или Ctrl+F (Flip).Выбранный компонент перемещается на схеме послефиксации и удерживания на нем курсора.
4.        Для проведениямоделирования на схеме нужно проставить позиционные обозначения компонентов,что возможно в ручном или автоматическом режиме. Автоматическая простановкаосуществляется в процессе ввода компонентов, если по команде Орtions/AutoNaming выбрана опция Enable Reference Designator.Введенные автоматическипозиционные обозначения компонентов редактируются после двойного щелчка мышипри расположении курсора на этом обозначении. Крометого, после завершенияпостроения схемы по команде Tools/Annotate можно выполнить пе­реименованиепозиционных обозначений, а также необходимую для разработки печатной платы упаковкусхемы .
5.        Большинство компонентовхарактеризуется набором параметров, представленных в редакторе Schematics в виде атрибутов. Например,резистор может характеризоваться номинальным сопротивлением и температурнымкоэффициентом, транзистор — именем математической модели. Перечень атрибутовкаждого компонента задается при создании его символа, а на схеме их конкретныезначения задаются по команде Edit/Attribute (или двойным щелчком на символекомпонента, или выбором пиктограммы /> ). По этой команде в панели диалога редактируютсязначения атрибутов выбранного компонента. По этому же принципу редактируютсянадписи углового штампа. Измененные таким образом значения атрибутовсохраняются лишь в изображении символа на схеме и не переносятся в библиотекисимволов. На схеме можно отредактировать только те атрибуты, при созданиикоторых включен параметр Changeable in schematic. Такие атрибуты не помеченысимволом звездочка "*".
6. Изображение проводников, соединяющих выводы компонентов,наносится на схему по команде Draw/Wire (Ctrl+W, />). После выбора этой командыизображение курсора принимает форму карандаша. Нажатие левой кнопки фиксируетначало проводника, и при перемещении курсора прокладывается проводник. Каждоеодиночное нажатие левой кнопки фиксирует точку излома проводника, после чегоможно изменить его направление. Ввод проводника завершается нажатием правойкнопки или двойным нажатием левой кнопки. Если конец проводника совпадает свыводом компонента или концом другого проводника, то после нажатия левой кнопкипроведение проводника заканчивается, курсор по-прежнему имеет форму карандаша ивозможна прокладка нового проводника.
Заметим, что при включении параметра Orthogonal команды Options/DisplayOptions проводники проводятся только с изломами под прямым углом, а привключении параметра Rubberband проводник при дви­жении курсора растягиваетсякак резиновая нить.
Электрическое соединение пересекающихся проводниковотмечается точкой. В редакторе Schematics точка соединения автоматическипроставляется только для Т-образных пересечений проводников. Поэтому дляобеспечения электрического контакта пересекающихся проводников необходимосначала нарисовать первый проводник. Затем начать рисовать второй и за­кончитьего (нажатием левой кнопки) в точке пересечения с первым — в результате будетнанесена точка электрического соединения. После этого можно продолжитьпостроение второго проводника от этой точки.
Имя (метка) присваивается проводнику по команде Edit/Label (Ctrl+E),предварительно выделив его курсором. По этой команде на экран выводится панельввода имени Set Attribute Value/LABEL, которая также активи­зируется двойнымщелчком мыши по проводнику. Однако для проведения моделирования присваиватьвручную имена всем проводникам не обязательно, так как всем неименованнымпроводникам автоматически присваиваются имена вида $N_0001, $N_0002 и т. д.Ссылаться на них неудобно, поэтому имеет смысл проставить вручную имена темпроводникам, на которые будут сделаны ссылки в процессе моделирования. При этомесли по команде Options/Auto Naming активизирован параметр Auto-Naming и заданшаблон (имя первого проводника, например М1), то при выполнении команды Edit/Labelвыбранным проводникам по порядку автоматически назначаются порядковые номера,увеличивающиеся на единицу, например М1, М2 и т. д.
На схеме обязательно должен быть узел «земли»,имеющий имя 0, — к нему подсоединяется символ AGND (аналоговая«земля») из библиотеки port.slb.
Обратим внимание, что при выполнении однотипных операций(рисования нескольких проводников, присвоения им имен и т. п.) удобно двойнымнажатием правой кнопки мыши повторить выполнение предыдущей команды (ее имяпомещено в правой части строки состояний).
7.        Изображение шин(линий групповой связи), состоящих из нескольких проводников, наносится насхему по команде Draw/Bus (Ctrl+B, H) более широкой линией, чем проводник.Способ рисования шин такой же, как и проводников. Различие состоит в присвоенииимени шине. Все шины обязательно должны иметь имена в виде списка имен входящихв них цепей, разде­ленных запятыми. Например, шина, состоящая из трех цепей,имеющих имена А, N1, N2, должна иметь имя LABEL = A, N1, N2; шина из цепей ВО,В1.В2 может иметь имя В[0-2]. Имена можно присваивать и отдельным сек­циямшины, состоящим из разного количества цепей.
8. Размещение на схеме произвольного текста, которыйвыводится на твердую копию чертежа, но не передается в программу моделирования,производится по команде Draw/Text (Ctrl+T, />). Изменение масштаба шрифта производится при вводеили редактировании текста, а выбор шрифта по команде Options/EditorConfiguration / Fonts.
9.        Внесенные в схемуизменения записываются в текущий каталог в файл схемы с расширением .sen покоманде File/Save (Ctrl+S). Если схема создана вновь, дополнительнозапрашивается имя схемы. Запись схемы в файл с другим именем производится покоманде File/Save As.
10. Схемы большого размера помещаются на несколькихстраницах. Создание новых страниц и переход на другую страницу осуществляютсяпо командам группы Navigate. Цепи, расположенные на нескольких страницах, соединяютсяс помощью имеющих одинаковые имена символов GLOBAL из библиотеки port.slb.
11. При моделировании применяются иерархические структурытрех типов — блоки, иерархические символы и макромодели (subcircuits — подцепи):
а) изображение блока в виде прямоугольника размещается насхеме по команде Draw/Block. К контуру блока подводятся внешние проводники ишины — в этих точках автоматически создаются внешние выводы блока ипроставляются их номера. Таким образом, удобно создать функциональную схемуустройства. Схема замещения каждого блока создается по команде Navigate/Push (послевыбора блока щелчком левой кнопки мыши), и, в свою очередь, она может иметьвложенные блоки без ограничений на количество уровней иерархии. На этой схеме автоматическиразмещаются порты интерфейса (символы INTERFACE), соответствующие внешнимвыводам блока. После завершения схемы замещения блока к портам подводятся проводники(при создании схемы замещения блока вручную эти символы размещаются на схеме покоманде Draw/ Get New Part). Обратно на верхний уровень иерархии возвращаютсяпо команде Navigate/Pop. Каждому блоку может соответствовать нескольковариантов схем замещения, что позволяет выполнить моделирование различныхвариантов. Подсоединение к блоку кон­кретной схемы замещения производится покоманде Edit/ Vies или двойным щелчком мыши по изображению блока. Схемазамещения блока хранится в файле с расширением имени .sch. В принципе блокможно пре­образовать в символ по команде Edit/ Convert Block, но обратноепреобразование невозможно;
б) создание иерархического символа начинается с создания егосхемы замещения. К внешним выводам по команде Draw/Get New Part подключаютсяинтерфейсные порты из библиотеки port.slb:
IFJN -для левых (входных) выводов;
IF_OUT — для правых (выходных) выводов;
INTERFACE -для остальных выводов.
Всем этим портам присваиваются имена. После этого по команде Edit/Symbolizeавтоматически создается изображение иерархического символа прямоугольной формы(в дальнейшем его можно отредактировать по команде Edit/Symbol). Изображениеиерархического символа заносится в библиотеку с расширением имени .sib, а егосхема замещения — в файл .sch;
в) макромодели (подцепи, subcircuits) имеют текстовоеописание их схем замещения, что уменьшает вычислительные затраты намоделирование. Схема замещения макромодели создается так же, как дляиерархического символа, а затем выполняется команда Tools/Create Subcircuit. Врезультате будет создано текстовое описание схемы замещения, на первой строкекоторого помещена директива .SUBCKT, перечислены имена внешних выводов(присвоенных портам интерфейса) и имя макромодели, совпадающее с именем файлаее схемы замещения. Последняя строка содержит директиву окончания описаниямакромодели .ENDS. Текстовое описание макромодели заносится в файл срасширением имени .sub.
12. Моделирование производится после выполнения командAnalysis/Setup /> и Analysis/Simulate />. После завершения моделирования автоматически запускаетсяпрограмма построения графиков Probe если по команде Analysis/Probe Setupвключена опция Automa-tically Run Probe After Simulation. Если к тому же покоманде Markers на схеме размещены маркеры, то на экране Probe сразу будутвыведены соответствующие графики. Для оперативного вывода графиков сразу посленачала моделирования нужно по команде Analysis/Probe Setup включить опцию MonitorWaveforms.
13. Печать схемы на принтер производится по командеFile/Print. Обычным образом выбирается тип принтера, размер бумаги, ориентациясхемы (Portrait или Landscape) и ряд других параметров. В частности, в разделеPage Setup устанавливаются размеры полей сверху, снизу, слева и справа, чтопозволяет точно позиционировать чертеж на листе бумаги. Затем выбираетсямасштаб:
Auto-fit: one schematic page per printer page — автоматический выбор масштаба так, чтобы бумагу выбранного размера целиком заполнилчертеж схемы;
User-definable zoom factor — задание масштаба изображения впроцентах.
Толщина линий чертежа изменяется в строке PRINTERLINEWIDTHраздела SCHEMATICS файла конфигурации системы msim.ini — указывается толщиналиний в пикселах (например, для матричного 9-игольчатого принтера 1 пикселсоответствует 0,2 мм при масштабе печати 100%).

Этапы Моделированиясхем в системе автоматизированнногопроектирования OrCAD
Подготовка к моделированию и само моделирование проводятсяпод управлением пункта меню Analysis в несколько этапов.
1.        Простановкапозиционных обозначений. Перед моделированием схемы всем ее компонентам(резисторам, конденсаторам, диодам и т. п.) необходимо присвоить уникальныеимена, так называемые позиционные обозначения (Reference Designator) по командеTools/Package. На панели диалога команды (рис. 1) в пункте Function выбираетсяодин из трех режимов:
Package and Assign Reference Designators упаковка отдельных символов вфизически существующие корпуса компонентов, которая заключается в назначениипозиционных обозначений компонентов, простановке номеров секций и указаниитипов корпусов в соответствии с данными панели Set Values;
Assign Reference Designators Only — назначение только позиционныхобозначений компонентов без проведения их упаковки;
Undo Packaging — удаление всех атрибутов, про­ставленных в процессе обратнойкорректировки схемы по команде Tools/Back Annotate.
Заметим, что по команде Options/Auto-Naming можно включитьрежим автоматической простановки позиционных обозначений компонентов принанесении их символов на схему (нажать выключатель Enable Auto-Naming), задавих начальный номер Starting Designator.
В разделе Set Values for задаются параметры:
All Except User-Assigned — автоматическая простановка позиционных обозначений, именсекций и типов корпусов за исключением тех, что проставлены пользователем;
Only Unpackaged — простановка позиционных обозначений, имен секций и типовкорпусов, которые еще не назначены;
All — простановка позиционных обозначений, имен секций и типов корпусов всемкомпонентам (с переопределением существующих).
Проверка схемы. Покоманде Analysis/Electrical Rule Check проверяется наличие в схеменеподсоединенных (плавающих) выводов компонентов, совпадающих позиционныхобозначений и др. Полнота проверки тем больше, чем больше информации о типекомпонентов и их выводов занесено в библиотеку символов. При обнаружении ошибокна экран выводится информационное сообщение. Перечень ошибок просматривается покоманде File/Current Errors.
2.        Задание директивмоделирования. Директивы моделирования задаются по команде Analysis/Setup иливыбором пиктограммы /> .
В раскрывшемся менювыбирают нужный вид анализа (помечая его крестиком в графе Enabled) и щелчкоммыши по панели с именем вида анализа раскрывают меню задания параметровмоделирования.
При выполнении некоторых видов анализа (например, приспектральном анализе, статистическом анализе по методу Монте-Карло, расчетеуровня шума) необходимо указывать имена выходных переменных, в качестве которыхмогут быть потенциалы и разности потенциалов узлов и токи ветвей. При записивыходных переменных можно пользоваться всеми правилами программы PSpice, однакоссылки на имена узлов цепи (имена проводников) возможны, только если ониобозначены на схеме по команде Edit/Label. Поэтому удобно указывать потенциалывыводов компонентов по формату V()
Полное имя вывода состоит из имени компонента и отделенногоот него двоеточием имени вывода, например V(R2:1), V(Q3:B). Разностьпотенциалов выводов указывается по формату V(A,B), гдеАи В-имена выводов.
Обратим внимание, что по команде Setup задаютсяне всевозможные директивы программы PSpice. Остальные директивы (.LIB, .INC и др.)задаются с помощью атрибутов, присваиваемых на схеме специальным символам,каждой директиве — отдельный символ.
3.        Создание списка соединений.По команде Analysis/Create Netlist создаются список соединений схемы и заданиена моделирование, которые зано­сятся в файлы с расширениями .net, .als и .cir.
При наличии ошибок в схеме или директивах моделированиявыводится информационное сообщение, а список ошибок просматривается по команде File/CurrentErrors. Файл списка соединений и любые другие файлы просматриваются иредактируются по команде Analysis/Examine Netlist с помощью текстовогоредактора NOTEPAD.
4.        Запуск программы моделированияPSpice. Моделирование текущей схемы начинается после запуска команды Analysis/Simulate(или после нажатия клавиши F11, либо пиктограммы />). При этом автоматически выполняются команды ElectricalRule Check и Create Netlist, если они не были запущены ранее после завершения моделирования его результаты заносятся в текстовый файл .out, которыйпросматривается по команде Analysis/Examine Output (или любым текстовымредактором).
5. Вызовпрограммы построения графиков Probe. Графики результатов моделирования просматриваютсяс помощью программы Probe, которая вызывается автоматически после завершениямоделирования, если в меню команды Analysis/Probe Setup включена опция Auto RunOption:Automati cally Run Probe After Simulation.
Построениеграфиков в процессе моделирования выполняется при вы­боре опции Auto RunOption: Monitor Waveforms. Автономный вызов Probe выполняется командой Analysis/RunProbe или нажатием клавиши F12. В некоторых случаях, например при моделированиисхемы большого размера или выполнении статистического моделирования, файлданных .dat приоб­ретает очень большие размеры. Для его уменьшениярекомендуется включить опцию Data Collection: At Markers Only команды Analysis/ProbeSetup — тогда в этот файл заносятся данные только о переменных, отмеченныхмаркером.
Программу Probe можновызвать в отдельном окне и одновременно просматривать графики результатов ипринципиальную схему анализируемого устройства. В многооконном режиме, когда наэкране одновременно (или поочередно) находятся окна графического редактора Schematicsи программы Probe, удобно пользоваться маркерами (команды Markers). По этимкомандам специальными значками на схеме помечаются цепи или выводы компонентов,потенциалы или токи которых нужно вывести на экран программы Probe. Маркесыможно нанести, на схему, как до завершения моделирования, так и после него. Впоследнем случае необходимо дополнительно выполнить команду Show All (вывестина экран графики всех отмеченных переменных) или Show Selected (вывести наэкран только графики выбранных переменных). Ввод маркеров завершается нажатиемпра­вой кнопки мыши. После этого выводится экран программы Probe с построеннымиграфиками. Если окна Probe не видно, то нажатием клавиш Alt+Tab перелистываютоткрытые окна до появления нужного.
 
Пример создание базовой ячейки матричного умножителя в системеавтоматизированного проектирования OrCAD
Работа выполняется врежиме редактирования схемы подсистемы Schematic.
Выполнение этой процедурырассмотрим на примере построения одноразрядного сумматора.
1)        Ввод компонентов,входящих в состав принципиальной электрической схемы. Для выполнения этогодействия необходимо:
а)      Всекомпоненты необходимые при создания схемы распологаються в библиотеках которыедолжны быть подключены в проэкте. Для выполнения этого действия необходимовыбрать команду Options/Editor Configuration, в подменю Liblrary Setting добавитьнеобходимые библоетеки для проэкта (рис. 1).
/>
Рис. 1 Подменю Options/Editor Configuration.
b)        Размещениесимвола компонента на схеме начинается с указания имени компонента в панелидиалога, открывающейся по команде Draw/ Place Part (рис. 2), далеенеобходимо выбратькомпонент и разместить выбранный компонент на экране при помощи«мыши»
/>
Рис. 2Подменю Place Part .
2)        Ввод проводников,как входных и выходных для данной схемы, так в соединяющих входы и выходыкомпонентов проектируемого устройства выполняется при помощи команды Draw/Wire (Ctrl+W, />).
Каждое одиночное нажатие левой кнопки фиксирует точку изломапроводника, после чего можно изменить его направление.В точке пересечения цепейэлектрическое соединение автоматически не производится. Для обеспечения электрического контактапересекающихся проводников необходимо сначала нарисовать первый проводник.Затем начать рисовать второй и закончить его (нажатием левой кнопки) в точкепересечения с первым — в результате будет нанесена точка электрическогосоединения. После этого можно продолжить построение второго проводника от этойточки.
Примечание: если вводимаяцепь является входной, то она не должна быть соединена ни с одним выходным контактомоставшихся компонентов.
3)        Имя (метка)присваивается проводнику по команде Edit/Label (Ctrl+E), предварительно выделивего курсором. По этой команде на экран выводится панель ввода имени SetAttribute Value/LABEL, которая также активизируется двойным щелчком мыши попроводнику.(рис. 6)
Созданиеиерархической структуры
Исследование иерархической структуры в системеавтоматизированного проектирования OrCAD предполагает, что у проектировщикавозникает необ­ходимость отдельно созданный элемент принципиальнойэлектрической схе­мы включать в качестве отдельного компонента в структуру издругой, более сложной схемы.
Для выполнения этой процедуры необходимо выполнять следующиедействия:
1.        Создать вредакторе Schematics изображение принципиальной электрической схемы (см. раздел" Этапы создания графической схем в системе автоматизированнногопроектирования OrCAD"), при этом необходимо проставить и проименоватьвыходные и входные интерфейсныепорты:IFJN -для левых (входных) выводов;
IF_OUT — для правых (выходных) выводов;
INTERFACE -для остальных выводов.
Изображение блока в виде прямоугольника размещается на схемепо команде Draw/Block. Следующим действием необходимо ассоциировать блок сосхемой это выполняеться путём “двойного щелчка” на блоке в появищемся менювыбираеться тип Schematic, и схема, которую будет замещать блок. Схемазамещения блока хранится в файле с расширением имени .sch.
Переход на нижний уровеньиерархии производиться по команде Navigate/Push.Обратно на верхний уровеньиерархии возвращаются по команде Navigate/Pop.
 
Сеанс моделироваяияпроектируемой схемы
Моделированиепроизводится после выполнения команд Analysis/Setup /> и Analysis/Simulate />.
Задание директивмоделирования. Директивы моделирования задаются по команде Analysis/Setup иливыбором пиктограммы />. В раскрывшемся меню выбираюпункт Transient.В этомпункте простовляся время моделирования и остальные необходимаедирективамоделирования. После оределения дериктив моделированиянеобходимо, задать входные сигналы и проставить маркеры на точки которыенеобходимо отобразить на графиках.Зададимвходные сигналы для моделированя.
Дляинициализации генераторов выполним двойной щелчёк на кждом генераторе и задодимтип и форму сигнала спомощью програмы PSpice Stimulus Editor.
Песлезадания входных сигналов необходимо проставить маркеры в инересующие нас точки.
После завершениямоделирования автоматически запускается прог­рамма построения графиков Probeесли по команде Analysis/Probe Setup включена опция Automa-tically Run ProbeAfter Simulation. Если к тому же по команде Markers на схеме размещены маркеры,то на экране Probe сразу будут выведены соответствующие графики. Дляоперативного вывода гра­фиков сразу после начала моделирования нужно по командеAnalysis/Probe Setup включить опцию Monitor Waveforms.