УДК 62-82:658.512.011.56 ЛЯПИН П.С., МЕЛЬНИЧУК Р.М., ФИНОГЕНОВ А.Д. ГРАФИЧЕСКИЕ РЕДАКТОРЫ ДЛЯ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Целью статьи является формирование общих требований для разработки редактора электронных схем в рамках создания средств автоматизированного проектирования с доступом через Internet. На основе анали- за существующих решений в данной области предложен набор стандартных функций, необходимых инже- неру-разработчику и приоритетных для реализации в веб-редакторе. The purpose of this paper is the establishment of common requirements for the design editor of electronic cir- cuits in a computer-aided design tools to access the Internet. Analysis capabilities available today decisions in this field will conclude on a set of standard functions necessary development engineer and priorities for implementation in a web editor. 1. Введение – ГСР общего назначения. Под специализированными ГСР будем История разработки специализированных понимать схемные редакторы, которые входят графических редакторов насчитывает не одно в состав программных средств EDA (Electronic десятилетие. Параллельно с усовершенствовани- Design Automation). Комплексы EDA предна- ем аппаратных средств и, в первую очередь, значены для облегчения разработки электрон- средств визуализации, менялись и подходы к со- ных устройств, создания микросхем, печатных зданию графического интерфейса пользователя и плат [1]. Типичным представителем данного в частности схемных редакторов. Наличие ре- класса графических схемных редакторов явля- дактора на сегодняшний день стало стандартом ется OrCAD [2]. де-факто для САПР. К ГСР общего назначения относятся ре- Одним из современных направлений развития дакторы, которые помимо графических при- САПР является создание веб-средств проектиро- митивов и текста позволяют использовать вания (не путать со средствами веб- различные символические объекты, в том проектирования), что, соответственно, влечет за числе и элементы принципиальных электри- собой необходимость в создании соответствую- ческих схем, и не направлены на дальнейшую щих графических редакторов. При этом абсо- обработку построенной схемы. Данные редак- лютное большинство существующих редакторов торы имеют более широкие графические воз- предназначено для использования на локальном можности по сравнению с редакторами, вхо- компьютере пользователя и реализация функций дящими в состав средств САПР. Чаще всего, не учитывает специфики веб-приложений, а их использование данных редакторов обусловле- графический интерфейс, набор функций, компо- но необходимостью разработки документации новка могут существенно отличаться. и требованиями к форматам, используемым в Поэтому выделение типовых функций графи- издательствах. Примером таких систем явля- ческих схемных редакторов для дальнейшей ре- ется редактор Microsoft Visio [3]. ализации в графическом веб-редакторе элек- Для сравнения были выбраны послед- тронных схем является достаточно актуальной. ние версии наиболее распространенных схем- ных редакторов и пакетов САПР, содержащих 2. Классификация и анализ возможностей их в своем составе (табл. 1). графических редакторов 2.1 Специализированные графические Графические редакторы электронных схем в схемные редакторы зависимости от режима использования можно Помимо основных возможностей рисова- разделить на два класса: ния и визуализации, современные специали- – специализированные графические схемные зированные графические схемные редакторы редакторы (ГСР); 188 Графические редакторы для схемотехнического проектировния Табл.1. Графические схемные редакторы Размер Стои- Редактор Фирма, страна ОС дистри- мость* бутива* Altium Designer 9 [4] Altium Ltd, Австралия Win 1,63 Гб 0-5000$ AutoTrax EDA 10.01 [5] Kovac Software, США Win 23,4 Мб 199$ Board Maker 3 [6] Tsien Ltd., Великобритания Win 43,1 Мб 350£ CADSTAR 12.1 [7] Zuken, Великобритания Win 171 Мб 1000£ DipTrace 2.1 [8] Novarm Ltd, Украина Win, 46 Мб 585€ Linux, Mac EdWinXP 1.80 [9] Visionics, Швеция Win 112,2 Мб 100-3030$ Electric VLSI Design Static Free Software, США Win, 18 Мб 0-40$ System 9.0 [10] Linux, Mac Electronics Workbench Electronics Workbench, Канада Win 7 Мб 25-18760$ 5.12 [11] HiPAC-EDT 1.0 [12] Infineon Technologies AG, Гер- Win 4.1 Мб 0 мания Micro-CAP 10 [13] Spectrum Software, США Win 700 Мб 4495$ Microsoft Visio 2010 Microsoft, США Win 1,5 Гб 554$ Premium [3] NI Multisim 11 [14] National Instruments, США Win 400 Мб 2600$ OrCAD 16.3 [2] Cadence Design Systems Inc., Win 1,75 Гб 1729 – США 4355$ PlainCAD 2007 [15] PlainCAD Software, Россия Win 7.9 Мб 70$ Proteus 7 [16] Labcenter Electronics Ltd. , Кана- Win 92 Мб 150- 3495£ да Pulsonix 6 [17] Westdev Ltd, Великобритания Win 930 Мб 600£ SmartDraw VP [18] SmartDraw LLC, США Win 22.12 Мб 197$ SPlan 7.0 [19] ABACOM, Германия Win 2.31 Мб 39.90€ TINA-TI [20] Texas Instrumental Inc., США Win 86.3 Мб 0 TinyCAD 2.80 [21] Open Source Win 4,4 Мб 0 Vesys Design 2.0 [22] Mentor Graphics, США Win 255 Мб 11000- 14000$ Vutrax 13.4 [23] Computamation Systems Limited, Win, 18 Мб 0 – 4850£ Великобритания Linux * – в случае отсутствия информации об отдельно – автоматическое отслеживание и оповеще- поставляемом редакторе в качестве размера дистрибу- ние пользователя о наличии ошибок в схеме; тива и стоимости указываются данные всей САПР (полная версия). – автоматическое создание документации; – возможность обрабатывать входные дан- могут предоставлять дополнительные функ- ные различных форматов и т.д. ции: При анализе возможностей специализиро- – использование библиотеки стандартных ванных редакторов целесообразно выделить две компонентов; группы: – редактирование электрических свойств и – программы для решения небольших задач; прочих атрибутов для компонентов, проводов и – программы для создания сложных систем. контактов; К первой группе относятся Electronics – иерархическое проектирование; Workbench 5.12, NI Multisim 11, Micro-CAP 10, – отображение списка соединений (англ. HiPAC EDT, TinyCad 2.80. Среди этих про- “netlist”) и других представлений схемы; грамм стоит выделить NI Multisim 11. Вісник НТУУ «КПІ» Інформатика, управління та обчислювальна техніка №55 189 Multisim 11 разработан американской ком- панией National Instruments и является улуч- шенной версией известного продукта Electronics Workbench. Программа может про- изводить моделирование в PSPICE, VHDL, Verilog и позволяет получить соответствующий код описания схемы. Результаты анализа выво- дятся на виртуальные инструменты, устроен- ные аналогично реальным (как в Electronics Workbench 5.12), что позволяет пользователям EWB легко адаптироваться к этой программе (рис. 1). Рис. 2. Цветовые схемы фона рабочей обла- сти DipTrace Также стоит отметить Electric VLSI Design System 9, так как она является единственной из вышеперечисленных программ кроссплатфор- менной системой автоматизированного проек- тирования сверхбольших интегральных схем с открытым исходным кодом. При помощи Electric VLSI можно разрабатывать интеграль- Рис. 1. Моделирование схем в Multisim ные МОП и биполярные схемы, печатные пла- ты или схемы любого типа. Electric VLSI Design Последняя версия Multisim дополнена новы- System 9 имеет множество стилей редактирова- ми инструментами и имеет обновленные биб- лиотеки элементов. ния, включающих планирование, схематику, Ко второй группе можно отнести OrCad, иллюстрации, архитектурное проектирование. Proteus, Altium Designer, DipTrace, Pulsonix и Также, программа может взаимодействовать с CADSTAR 12.1. Особо выделяются здесь OrCad различными спецификациями и форматами и Altium Designer, так как они предоставляют файлов, такими как VHDL, CIF, GDS II. разработчику широкий выбор инструментов В графическом редакторе Electric VLSI от- для решения любой задачи в проектировании сутствует ряд инструментов, присутствующих в электрических схем и печатных плат. В то же его аналогах: нет режима автоматического по- время, из вышеперечисленных программ они строения трасс, отсутствует привязка к сетке и имеют и наибольшую стоимость. т.д. Однако, данные функции нечасто исполь- Интересные решения реализованы в графи- зуются при проектировании больших схем, по- ческом редакторе DipTrace 2.1. DipTrace этому это не создает каких-либо трудностей для Schematic позволяет работать в нескольких пользователя. графических режимах: OpenGL, Direct3D, Windows GDI. Также есть две цветовых схемы: 2.2 Графические схемные редакторы с темным фоном, удобная для разработки общего назначения больших схем, и белая, которая представляет схему так, как она должна выглядеть в доку- К третьей группе относятся sPlan 7.0, ментации (рис. 2). По желанию можно созда- PlainCad 2007, SmartDrawing VP, Microsoft вать свои цветовые схемы. Хотя данная воз- Visio. Практически все редакторы этой группы можность при создании редактора может быть предоставляют одинаковые возможности и ин- легко добавлена практически во всех средствах струменты для рисования электрических схем, разработки, в большинстве рассматриваемых хотя и имеют разные дополнительные инстру- редакторов она отсутствует. Соответственно менты для работы с другими видами чертежей добавляется ряд «лишних» операций при со- (рис. 3). здании документации. 190 Графические редакторы для схемотехнического проектировния Данные функции позволяют составить общее представление о возможностях систем и о це- левой аудитории программного обеспечения – от начинающих разработчиков до профессио- налов. Также, проверка на наличие вышепере- численных функций в анализируемых редакто- рах должна выявить как наиболее, так и наиме- нее востребованные и реализованные функции в графических редакторах электронных схем. Необходимо