Produttore Micro Code Engineering

Sito www.microcode.com

Distributore New Tronic (011-4033458, info@newtronic.it, www.newtronic.it)

Prezzo (Iva esclusa) 1.600.000 lire

Ambiente Windows 95

PRO
un pacchetto completo di due applicazioni per disegnare circuiti e ottimizzare gli spazi delle schede elettroniche. Comprende ampie librerie di simboli e componenti elettronici e un simulatore per testare il funzionamento del circuito creato

CONTRO
le funzioni di progettazione e ottimizzazione sono separate in due programmi distinti; qualcuno potrebbe preferire un ambiente unico

L'utilizzo di programmi cad è da diversi anni approdato anche nel settore elettronico per la realizzazione dei numerosi circuiti utilizzati ormai in ogni apparecchio. Uno dei maggiori obiettivi dell'elettronica è la miniaturizzazione dei circuiti stampati in modo da offrire in spazi sempre più ridotti sistemi più potenti. Lo spazio a disposizione deve quindi essere razionalizzato; i contatti elettrici risultano così sempre più vicini e numerosi, e l'utilizzo di programmi di calcolo si rivela indispensabile per ottimizzare le scelte progettuali.

Un cad per la progettazione elettronica non richiede alcuna funzione tridimensionale o di modellazione, come invece accade nel settore meccanico; la struttura elettronica si implementa su diversi piani che rappresentano i diversi strati che possono formare una scheda di un circuito. Il numero di questi livelli dipende dalla complessità e dalle esigenze specifiche della scheda da realizzare, e generalmente vengono abbinati colori differenti a ogni strato in modo che il risultato complessivo risulti di facile lettura. Il programma di progettazione deve prevedere la presenza di una libreria dettagliata dei componenti elettronici attualmente in commercio; molto spesso queste librerie richiamano i cataloghi delle parti che i produttori di componenti mettono a disposizione, come Sgs Thompson, Amd, Intel, Motorola e Texas Instruments solo per citare i più famosi. Il vantaggio è evidente: una volta stabilito quale componente si deve utilizzare nel schema, è sufficiente selezionarlo e introdurlo nel progetto, il che riduce drasticamente i tempi di realizzazione.

A fianco dei sistemi per il disegno del circuito vengono utilizzati alcuni programmi che simulano il funzionamento del progetto realizzato. Si inseriscono i valori di funzionamento richiesti e il programma simula l'esecuzione di tutte le funzioni possibili, e, in caso di errore nella progettazione, lo rileva segnalando la causa più probabile. Questi programmi, denominati "spice", offrono durante la realizzazione del circuito numerose funzioni di controllo e di verifica: per esempio è possibile posizionare strumenti di generazione di segnali elettrici differenti per monitorare in un punto critico del circuito l'andamento del segnale, così da poter interpretare l'esecuzione del processo; è anche possibile posizionare multimetri (strumenti per la misura di correnti, tensioni, resistenze) in qualsiasi punto del circuito e visualizzare graficamente l'andamento di questi valori durante l'esecuzione della simulazione.

Gli spice sono studiati per poter effettuare la verifica di funzionamento su qualsiasi tipo di circuito, da quelli analogici a quelli più complessi analogico-digitali (circuiti analogici con la presenza di alcune componenti tipicamente digitali). L'efficacia del simulatore si basa fondamentalmente sulla qualità dell'algoritmo di calcolo utilizzato; mediamente l'affidabilità di questi sistemi è elevata anche se talvolta molti fattori esterni, che si presentano durante la realizzazione fisica del circuito, portano a dover provvedere con modifiche non previste dal simulatore. In ogni caso viene scongiurato il pericolo di realizzare lavori con errori macroscopici in fase di progettazione. Una volta verificato che il circuito è stato progettato in modo corretto, ci si può affidare a speciali applicativi che provvedono a miniaturizzare il progetto. Attraverso un'approfondita analisi degli spazi, questi programmi ridisegnano le tracce di collegamento elettrico fra i diversi componenti in modo da ottimizzare lo spazio occupato. Si decidono le misure esterne della scheda, il numero di strati disponibili e le zone non utilizzabili, come quelle in prossimità di fori o adattatori; il sistema provvederà automaticamente a fornire la soluzione ottimale dopo diversi tentativi.

L'obiettivo dell'eda (Electronic Design Automation) è dunque questo: realizzare dall'inizio alla fine un circuito elettronico in modo automatico con risparmio di tempo, materiale ed energia. Il progetto viene creato al computer, simulato nel suo funzionamento, ottimizzato nell'uso delle risorse e inviato direttamente alla produzione; qui macchine a controllo numerico ricevono i dati del progetto e lo realizzano. Per fare tutto ciò è indispensabile che le singole parti del processo possano dialogare in modo trasparente condividendo le medesime informazioni. Perciò è sempre preferibile utilizzare pacchetti applicativi, comprensivi delle diverse parti, realizzati da un unico produttore in grado di garantire una totale compatibilità. Attualmente il leader del settore è la società americana Orcad (www.orcad.com), così come è conosciuto, specialmente in ambito universitario, il prodotto di Protel (www.protel.com). La maggior parte degli applicativi sono studiati per ambienti Windows e in particolare per Windows Nt, dal momento che buona parte della progettazione viene effettuata in rete per gruppi di lavoro. La progettazione nel campo elettronico non richiede particolari configurazioni di sistema: l'applicazione più stressante è la simulazione del funzionamento del circuito che, per grossi progetti, richiede una notevole potenza di calcolo numerico, mentre risultano minime le risorse richieste in fase di realizzazione dello schema elettronico. La presenza di un monitor di dimensioni appropriate rende facile la lettura dei diversi diagrammi di funzionamento in fase di simulazione, così come è essenziale la presenza di un plotter a colori in grado di riprodurre lo schema del circuito. A tale proposito, per la realizzazione di progetti altamente professionali, in fase di stampa si utilizza il fotoplotter, che grazie a un fascio luminoso disegna su un film fotosensibile. Il risultato è accurato e preciso anche nei dettagli al punto da essere adottato da gran parte delle industrie elettroniche.

Circuit Maker

Per il settore dell'eda (Electronic Design Automation) Microcode Engineering ha realizzato un pacchetto applicativo completo denominato Circuit Maker Design Suite che prevede la progettazione di circuiti elettronici interamente eseguita su computer. Il pacchetto è composto dai due programmi Circuit Maker 5.0 e Trax Maker 2.0 che si integrano l'uno con l'altro. Circuit Maker è preposto alla stesura del disegno rappresentante il circuito e alla sua simulazione di funzionamento, mentre Trax Maker provvede all'ottimizzazione degli spazi presenti sulla scheda ridisegnando i collegamenti fra le componenti del circuito. Per la realizzazione del circuito, Trax Maker offre un supporto di disegno bidimensionale e otto livelli, definiti con altrettanti colori, che rappresentano i sei possibili piani di sviluppo del circuito oltre che al piano di alimentazione e di messa a terra. La dimensione massima dell'area di lavoro è di 82 x 82 cm (considerevoli per la progettazione di una scheda elettronica) e soprattutto non prevede alcuna limitazione di numero di piedini utilizzati. Rilevante è anche il grado di definizione della griglia di disegno: la grandezza minima esprimibile è di 0.025 mm. Il programma è facile da usare grazie all'adozione dell'interfaccia Windows, completa di funzioni a pulsanti che rendono il lavoro più veloce e intuitivo. Sono di particolare aiuto anche i simboli presenti nella libreria allegata al programma: sono raccolti oltre 4.000 componenti presenti sul mercato, tra cui semiconduttori, display, indicatori, switch, regolatori, optoisolatori, strumenti virtuali quali oscilloscopi, multimetri digitali, Bode plotter, generatori di segnale e analizzatori logici. Se non fosse disponibile un particolare componente è possibile crearlo attraverso un editor di simboli presente nel programma o con l'aggiunta di ulteriori librerie opzionali.

A progetto concluso è possibile avviare un processo di simulazione di funzionamento del circuito nel quale si riscontrano gli eventuali errori commessi durante la progettazione. La simulazione è effettuata secondo le specifiche spice che costituiscono lo standard di fatto nell'ambito della circuitazione analogica e che garantiscono la compatibilità con i più importanti prodotti di progettazione elettronica esistenti. In Circuit Maker le procedure spice sono state implementate per l'analisi di circuiti analogici che presentano al loro interno anche componenti digitali. La simulazione porta a definire gran parte dei valori fisici del modello creato; l'analisi del punto di funzionamento e dei transitori, la definizione delle funzioni di trasferimento, dei valori dei singoli componenti. Effettuando l'esecuzione a passi discreti si possono controllare tutti i punti del circuito, rappresentando su diagramma le misurazioni effettuate ad ogni intervallo. Più semplice risulta l'esecuzione della simulazione in circuiti digitali dove, attraverso l'inserimento di rilevatori di segnale, si effettua un monitoraggio dell'intero circuito. Inoltre attraverso la funzione Trace, durante l'esecuzione della simulazione, si evidenzia con colori differenti lo stato logico di zero e uno di tutti i nodi presenti fornendo così una visione complessiva dell'esecuzione dell'intero circuito.

Circuit Maker è un valido programma per la progettazione elettronica: la facilità d'uso con la quale è possibile creare un progetto in poco tempo, unita alle potenzialità del prodotto ne fanno una proposta interessante per applicazioni in studi di ingegneria. Inoltre il programma trova valido impiego nel settore scolastico come strumento di formazione nell'analisi e realizzazione di circuiti elettronici. Per questo motivo è presente un modulo di simulazione di esecuzione di errori, grazie al quale il docente può creare specifici esercizi: si può prendere un circuito funzionante, apportare modifiche che provochino errori, quali cortocircuiti o apertura di contatti, e poi procedere alla simulazione; i dati relativi alle modifiche inserite dal docente possono essere nascosti agli studenti attraverso una password, ed ecco l'esercizio pronto per essere risolto. Il rapporto prezzo/prestazioni è interessante per un programma di progettazione, e sono previste particolari condizioni per licenze multiutente. Il programma è fornito su dischetti insieme a una chiave hardware da installare sulla porta parallela che ne impedisce la copia illegale. Il manuale allegato, in inglese, è esaustivo in tutte le sue parti e provvede a spiegare le singole funzioni descritte anche nell'aiuto in linea.

Trax Maker

Osservando una scheda elettronica si può rimanere stupiti per l'ordine delle piste conduttrici che collegano le componenti elettroniche; il merito di questo risultato è dei programmi come Trax Maker che ottimizzano lo spazio disponendo in modo razionale l'intera struttura. Il programma prevede la disposizione del circuito e delle piste conduttrici su otto piani, due dei quali riservati all'alimentazione della scheda e alla sua messa a terra. Le dimensioni massime del progetto, così come la risoluzione dei dettagli, sono le stesse del programma Circuit Maker (82 x 82 cm; 0,025 mm) che è il naturale complemento di questo software. Una volta creato un circuito elettronico e simulato il suo corretto funzionamento, è possibile passare le informazioni Trax Maker, che posizionerà automaticamente le componenti nell'area di lavoro. Il programma è in grado di acquisire i dati direttamente da Circuit Maker, ma gestisce anche formati diversi, come quelli utilizzati da Protel o Tango. Si definisce l'area di lavoro e le eventuali zone non utilizzabili, come quelle in prossimità delle viti di sostegno o ai bordi della scheda; quindi si definisce il numero dei livelli utilizzabili per effettuare le connessioni richieste e si posizionano manualmente gli elementi che devono essere presenti in determinate posizioni ritenute fisse. Per esempio, nella creazione di una scheda madre di un computer, la disposizione dei contatti per le interfacce per altre schede è definita da standard costruttivi è quindi non può essere variata dal progettista. Ha quindi inizio la procedura di ottimizzazione dello spazio. Trax Maker utilizza dieci differenti algoritmi euristici per effettuare il calcolo, fino a creare la soluzione migliore. In ogni momento è sempre possibile aggiungere e togliere parti elettroniche così come modificarne la posizione. Il sistema provvederà a ripetere la procedura di ottimizzazione.

E' presente una libreria di strutture di componenti, definite essenzialmente dal numero di piedini presenti e dalla loro disposizione, che raccoglie la maggior parte delle forme presenti sul mercato. Nel caso fosse necessario è possibile creare nuovi elementi con facili operazioni di disegno assistito. Come operazione finale da effettuare sulla scheda si provvede alla scrittura delle diciture dei componenti presenti. Il testo, dal colore differente a seconda dello strato a cui fa riferimento, viene posizionato con il mouse nelle zone non coperte dalle piste di conduzione. Al testo possono essere aggiunti riferimenti grafici per l'esecuzione materiale della scheda in modo da agevolarne la realizzazione. Trax Maker può stampare il circuito direttamente da Windows, ma permette anche di salvare il progetto in formato Gerber o Excellon N/C drill. Il primo è sviluppato per la stampa attraverso fotoplotter, che grazie a un processo fotografico riproducono con grande precisione il circuito su film fotosensibili. Il formato Excellon, invece, nasce dall'esigenza di poter comandare direttamente alcune macchine a controllo numerico per la realizzazione fisica del circuito; il programma fornisce così alla macchina le coordinate di lavoro riducendo drasticamente i tempi di produzione.

Trax Maker è un buon prodotto nel suo genere, ma soprattutto costituisce un valido complemento a Circuit Maker per la realizzazione in modo interamente automatizzato della progettazione di schede elettroniche. Viene fornito su dischetti ed è protetto dalla medesima chiave hardware di Circuit Maker; il manuale, in inglese, è completo e esauriente nelle diverse parti così come la funzione di aiuto in linea.