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CAD für Moduln und Systeme in der Elektronik: Entwurf und Technologie

Autor Werner Sammer, Hartmut Raffler
de Limba Germană Paperback – 6 sep 1989
Die hohe Komplexität elektronischer Moduln und Systeme, aber auch die immer kürzer werdenden Innovationszyklen machen den Einsatz rechnerunterstützter Entwurfsverfahren (CAD) unentbehrlich. Lagen die Entwicklungsschwerpunkte in früheren Jahren noch in der Technologie und in der Fertigung elektronischer Komponenten, so rücken heute die Entwurfsmethoden und -verfahren mit in den Vordergrund. Dies liegt auch darin begründet, daß die Wertschöpfung primär in der Verwendung elektronischer Komponenten geschieht. Gerade für die Erschließung neuer Anwendungen darf der Entwurf von elektronischen Moduln und Systemen nicht nur den auf dem Gebiet der Elektronik spezialisierten Ingenieuren vorbehalten bleiben. Ingenieure jeder Disziplin müssen durch entsprechende Entwurfssysteme in die Lage versetzt werden, elektronische Komponenten für ihren Anwendungsbereich entwickeln zu können. Diese Entwurfssysteme müssen den Anwender durch problemorientierte Darstellungsmittel, leistungsfähige Design- und Verifikationswerkzeuge und durch Werkzeuge zur Generierung von Schnittstellen zum Produktionsprozeß und zum Prüffeld unterstützen. Ziel dieses Buches ist es, einerseits Prinzipien, Methoden und Werkzeuge, die einem CAD-System für elektronische Moduln und Systeme zugrundeliegen, aufzuzeigen, andererseits aber auch Entwurfsverfahren zu diskutieren.
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Specificații

ISBN-13: 9783540513025
ISBN-10: 3540513027
Pagini: 332
Ilustrații: XIII, 311 S.
Dimensiuni: 170 x 242 x 17 mm
Greutate: 0.53 kg
Editura: Springer Berlin, Heidelberg
Colecția Springer
Locul publicării:Berlin, Heidelberg, Germany

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Research

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Die hohe Komplexität elektronischer Moduln und Systeme, aber auch die immer kürzer werdenden Innovationszyklen machen den Einsatz rechnerunterstützter Entwurfsverfahren (CAD) unentbehrlich. Lagen die Entwicklungsschwerpunkte in früheren Jahren noch in der Technologie und in der Fertigung elektronischer Komponenten, so rücken heute die Entwurfsmethoden und -verfahren mit in den Vordergrund. Dies liegt auch darin begründet, daß die Wertschöpfung primär in der Verwendung elektronischer Komponenten geschieht. Gerade für die Erschließung neuer Anwendungen darf der Entwurf von elektronischen Moduln und Systemen nicht nur den auf dem Gebiet der Elektronik spezialisierten Ingenieuren vorbehalten bleiben. Ingenieure jeder Disziplin müssen durch entsprechende Entwurfssysteme in die Lage versetzt werden, elektronische Komponenten für ihren Anwendungsbereich entwickeln zu können. Diese Entwurfssysteme müssen den Anwender durch problemorientierte Darstellungsmittel, leistungsfähige Design- und Verifikationswerkzeuge und durch Werkzeuge zur Generierung von Schnittstellen zum Produktionsprozeß und zum Prüffeld unterstützen. Ziel dieses Buches ist es, einerseits Prinzipien, Methoden und Werkzeuge, die einem CAD-System für elektronische Moduln und Systeme zugrundeliegen, aufzuzeigen, andererseits aber auch Entwurfsverfahren zu diskutieren.

Cuprins

1 Einführung in die Technologie für Moduln und Systeme.- 1.1 Überblick.- 1.2 Technologieentwicklung—der Innovationsmotor für elektronische Systeme.- 1.3 Einbautechnik.- 1.4 Schaltkreistechnik.- 1.5 Fertigungstechnik.- Literatur zu Kapitel 1.- 2 Entwurfsmethodik.- 2.1 Ziele einer Entwurfsmethodik.- 2.2 Elemente einer Entwurfsmethodik.- 2.2.1 Abstraktion.- 2.2.2 Die Abstraktionsebenen für den Entwurf digitaler Systeme.- 2.2.3 Hierarchische Modularisierung.- 2.2.4 Strukturierung des Entwurfsprozesses.- 2.2.5 Der ProzeÜraum.- 2.3 Entwurfsaufgaben in der Elektronik.- 2.4 Der EntwurfsprozeÜ für den Modul- und Systementwurf in der Elektronik.- 2.5 Prinzipien des computerunterstützten Entwurfsprozesses.- 2.6 CAD-Werkzeuge für den Modul- und Systementwurf in der Elektronik.- 2.7 Der computerunterstützte EntwurfsprozeÜ.- Literatur zu Kapitel 2.- 3 Logikentwurf.- 3.1 Einführung.- 3.1.1 Umfeld heutiger Hardware-Entwicklungen.- 3.1.2 Anforderungen an die Hardware-Entwicklung.- 3.1.3 Ziele in der Phase Logikentwurf.- 3.1.4 Anforderungen an ein CAD-System für den Logikentwurf.- 3.2 Entwurfsbeschreibung.- 3.2.1 Abstraktions-und Darstellungsebenen.- 3.2.2 Funktionsorientierte Beschreibung.- 3.2.3 Strukturorientierte Beschreibung.- 3.3 Entwurfsregeln und Entwurfsüberprüfung.- 3.3.1 Einleitung.- 3.3.2 Syntaktische Regeln, Vollständigkeitsregeln und Konsistenzregeln.- 3.3.3 Strukturregeln und prüftechnische Regeln.- 3.3.4 Elektrische Designregeln.- 3.3.5 Bemerkungen zur Implementierung von Regeln.- 3.4 Generative Methoden für den Logikentwurf.- 3.4.1 Entwurfsautomatisierungen.- 3.4.2 Programmierbare Logikschaltungen.- 3.4.3 PLD-Generatoren.- 3.5 Digitalsimulation.- 3.5.1 Grundprinzipien der Simulation.- 3.5.2 Simulationsmodelle.- 3.5.3 Stimulibeschreibung.- 3.5.4 Funktionalität und Leistungsmerkmale digitaler Simulatoren.- 3.5.5 Auswertung von Simulationsergebnissen.- 3.5.6 Spezialhardware.- 3.6 Analogsimulation.- 3.7 Laufzeitanalyse.- 3.7.1 Problemstellung.- 3.7.2 Methoden.- 3.7.3 Modellbildung.- 3.7.4 Steuerung der Analyse.- 3.7.5 Ergebnisse der Analyse.- Literatur zu Kapitel 3.- 4 Physikalischer Entwurf.- 4.1 Aufgaben.- 4.2 Partitionierung.- 4.2.1 Aufgaben.- 4.2.2 Ziel und Randbedingungen.- 4.2.3 Einbettung in den Entwurfsablauf.- 4.2.4 Rechnergestützte Partitionierung.- 4.3 Belegung.- 4.3.1 Optimierungsziele.- 4.3.2 Randbedingungen der Belegung.- 4.3.3 Interaktiv grafische Belegung.- 4.3.4 Automatische Belegung.- 4.3.5 Hierarchische Belegung mit gleichzeitiger Wegesuche.- 4.3.6 Ergebnisse.- 4.3.7 Zusätzliche Optimierungen.- 4.4 Verdrahtung.- 4.4.1 Automatische Verfahren.- 4.4.2 Anforderungen an Wegesuchverfahren.- 4.4.3 Interaktiv grafische Verdrahtung.- 4.4.4 Fertigungsgerechter Entwurf.- 4.4.5 Änderungskonstruktion.- 4.5 Regelbehandlung.- 4.5.1 Schaltkreisregeln.- 4.5.2 Konstruktionsbedingte Regeln.- 4.5.3 Fertigungsbedingte Regeln.- 4.5.4 Regelformulierung.- 4.5.5 Regelsprachen—Aufbereitung.- 4.5.6 Abbildung der elektrischen Regeln auf Restriktionen.- 4.6 Laufzeitberechnung.- 4.6.1 Physikalische Grundlagen und Leitungsmodell.- 4.6.2 Berechnungsverfahren.- 4.7 Realisierbarkeitsprognose.- 4.7.1 Entwurfsziele des System-und Modulentwurfs.- 4.7.2 Konflikte zwischen den Entwurfszielen.- 4.7.3 Parallele Zielverfolgung durch Realisierbarkeitsprognosen.- Literatur zu Kapitel 4.- 5 Architektur von CAD-Systemen.- 5.1 Systemarchitektur.- 5.1.1 Einleitung.- 5.1.2 Anforderungen an ein CAD-System.- 5.1.3 Systemkonzept.- 5.1.4 Funktionen des CAD-Systems.- 5.2 Benutzungsoberfläche.- 5.2.1 Einleitung.- 5.2.2 Aspekte der Benutzungsfreundlichkeit.- 5.2.3 Menütechniken.- 5.2.4 Erstellung von Benutzungsoberflächen.- 5.3 Ablaufsteuerung.- 5.3.1 Einleitung.- 5.3.2 Einordnung der Ablaufsteuerung.- 5.3.3 Kontrolle logischer und zeitlicher Abhängigkeiten.- 5.3.4 Datenflußgesteuerte Ablaufsteuerung.- 5.4 Datenhaltung.- 5.4.1 Problemstellung und Ziele.- 5.4.2 Stand und Trends.- 5.4.3 Ein Konzept für ein objektorientiertes Datenhaltungssystem.- 5.4.4 Software-Struktur.- 5.5 Bibliotheken.- 5.5.1 Bibliotheksdaten.- 5.5.2 Verwaltung der Bibliotheksdaten.- 5.5.3 Bibliotheksdaten in einem objektorientierten Non-Standard-Datenhaltungssystem.- 5.5.4 Bibliothekstool zur Erfassung und Modifikation von Bibliotheksdaten.- Literatur zu Kapitel 5.- 6 Einbettung von CAD-Elektronik in die CIM-Umgebung.- 6.1 CAD-Elektronik — eine CIM-Komponente.- 6.1.1 CIM-Ziele.- 6.1.2 CIM-Definition und CIM-Bereiche.- 6.1.3 Einbettung von CAD-Elektronik.- 6.1.4 CIM-Kommunikation.- 6.1.5 CIM-Datenhaltung.- 6.2 CIM-Schnittstellenkonzepte und -Methoden.- 6.2.1 Schnittstellen-Problematik.- 6.2.2 Schnittstellenkonzept.- 6.2.3 EDIF.- 6.2.4 GIFF.- 6.2.5 GIFF-Syntax (Auszug).- 6.2.6 Beispiel zu einer GIFF-Beschreibung.- 6.3 CAT-Schnittstelle.- 6.3.1 Zweck der Schnittstelle.- 6.3.2 Spektrum der Prüfsysteme.- 6.3.3 Datenarten.- 6.3.4 Aufbau einer CAT-Schnittstelle.- 6.4 Schnittstelle zur Fertigung (CAP/CAM).- 6.4.1 Zweck der Schnittstelle.- 6.4.2 Datenarten.- 6.4.3 Aufbau einer CAP/CAM-Schnittstelle.- 6.5 PPS-Schnittstelle.- Literatur zu Kapitel 6.- 7 Testen von Moduln und Systemen.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Prüftechnik.- 7.2.1 Prüfumgebung.- 7.2.2 Prüfmethodik.- 7.3 Prüffreundlicher Entwurf.- 7.3.1 Definition der Testbarkeit.- 7.3.2 Testarchitekturen.- 7.4 Erstellen der Prüfbitmuster.- 7.4.1 Funktionstestmuster.- 7.4.2 Verfikation der Prüfbitmuster.- Literatur zu Kapitel 7.- 8 Ausblick.- 8.1 Technologie.- 8.1.1 Einbautechnik.- 8.1.2 Schaltkreistechnik.- 8.1.3 Fertigungstechnik.- 8.2 Entwurfsmethodik.- 8.3 Architektur eines CAD-Systems.- 8.3.1 Allgemeines.- 8.3.2 Benutzungsoberfläche.- 8.3.3 Datenhaltung.- 8.4 Integrationsstrategien.- 8.5 Verifikationsverfahren.- 8.5.1 Entwurfsüberprüfung.- 8.5.2 Simulation.- 8.5.3 Analytische Verifikation.- 8.5.4 Laufzeitanalyse.- 8.6 Layout.- 8.7 Hardwaresynthese.- 8.8 Zusammenfassung.- Literatur zu Kapitel 8.