На 1 страницу

         

Диаграмма Смита

  Touchstone

MMICAD

MMICAD LAYOUT

  Microwave Office

 LIBRA

Aplac

Sonnet

HFSS 

ADS

IE3D

FIDELITY

SERENADE

 MOMENTUM

Уравнения Максвелла  

Ряды Вольтерра  

  Метод моментов

  Динамический диапазон

  Мощность насыщения

Шумы 

 

Синтез СВЧ структур

 

 

 

MMICAD LAYOUT

Введение

Современное программное обеспечениедля проектирования электронных устройств СВЧ

 

B.1. Работа на уровне схемного представления и конструкции

B.2. Расчет на электродинамическом уровне

B.3. Программа просмотра топологии TS2ACAD

B.4. Программа MMICAD

 Примерно  10 лет назад в проектировании интегральных микросхем произошли радикальные изменения, способствующие реализации многих разработанных к этому времени методов расчета и моделирования устройств СВЧ [1 – 4]. Связано это было с широким внедрением мощных компьютеров, появлением возможности точного решения системы линейных уравнений большой размерности со скоростью, достаточной для проведения синтеза сложных устройств за малое время. Одновременно близилась к завершению разработка математического аппарата расчета нелинейных СВЧ схем, основанного на применении рядов Вольтерра и численных методов расчета СВЧ устройств на электродинамическом уровне. Несколько научных центров параллельно выполняло работу по созданию соответствующего программного обеспечения. Первоначально программы создавались для DOS. Наиболее широко были известны продукты фирмы Compact Software и подразделения EESof фирмы Hewlett Packard. С широким распространением графического интерфейса Windows именно эти два научных центра стали пионерами в разработке новых программных продуктов. Во многом они развивались параллельно, поэтому их программные продукты, хотя и подобны по постановке задач, но имеют различные идеологические подходы и правила работы.

Выделим основные задачи проектирования СВЧ устройств и приведем названия соответствующих программных продуктов:

Задача проектирования

Разработчик

 

Compact Software (USA)

EESof (Hewlett Packard)

Блочное моделирование СВЧ устройств и систем (приемники, передатчики, системы связи и радиолокации)

Microwave Success

Communication Design Suite

Блочное моделирование крупных радиоэлектронных узлов в виде электронной схемы (многокаскадные усилители и др.)

Serenade Schematic

Advanced Schematic Capture,

Schematic Design Entry

Линейное моделирование СВЧ устройств (усилители, фильтры и др.)

Super Compact

Touchstone/DOS, Touchstone/Windows

Моделирование нелинейных устройств СВЧ

Microwave Harmonica

Libra

Моделирование во временной области

Super-Spice

Libra, J-Omegta

Трехмерное моделирование на электродинамическом уровне

Microwave Explorer

HP Momentum

HP HFSS

Проектирование топологии реального СВЧ устройства

Serenade Layout

Series IV, TS2ACAD

Следует также отметить, что усилия разработчиков, целью которых было создать в одной оболочке программу расчета нелинейных СВЧ устройств на электродинамическом уровне и с учетом нелинейных искажений, в настоящее время близки к своему воплощению в Microwave Office (USA).

Рис. В.1. Представление многослойного устройства СВЧ (делитель мощности в корпусе)

Программа MMICAD (разработка фирмы Optotec, Канада), описанию которой посвящено данное учебное пособие, имеет собственный графический редактор топологии MMICAD LAYOUT, который позволяет переводить схемное представление в топологическое и наоборот и оптимизировать топологию схемы по заданным требованиям на электрические характеристики. MMICAD имеет мощные возможности синтеза фильтров, моделирования большесигнальных S-параметров, совмещения с анализатором цепей, и поэтому является совершенным инструментом для разработки широкого класса СВЧ устройств. Отсутствие нелинейного анализа и анализа во временной области снижает ценность MMICAD, однако наличие возможности экспортирования схемных файлов в формат PSpice, Harmonica и Libra компенсирует этот недостаток.

В.1. Работа на уровне схемного представления и конструкции

Редактор схем MMICAD позволяет работать со схемами, используя символы радио и СВЧ компонент, включая ориентируемые размещения линий передачи, пересечений, поворотов и скачков размеров и др. элементов СВЧ схем (рис. В.2). Схемы могут быть построены иерархически, и в них могут быть также вставлены “черные ящики” как компоненты, которые описываются S-параметрами.

Как только проект оптимизирован, редактор топологии (MMICAD LAYOUT) автоматически генерирует топологию устройства по информации в схемном файле. Затем пользователи могут легко изменять топологию и размеры, изменяя параметры топологических элементов. Как только размещение выполнено, модифицируемые значения переводятся обратно в схемный файл для того, чтобы получить характеристики окончательной топологии.

Пользователи могут также оптимизировать процесс производства. Это включает расчет статистических характеристик (из-за разброса параметров) и коррекцию требований на точность изготовления компонент.

Рис.В.2. Схемное представление электронно-оптического устройства

В.2. Расчет на электродинамическом уровне

Для моделирования сложных частей интегрального СВЧ устройства, не поддающихся анализу на существующих программах, предназначены программы трехмерного моделирования электромагнитного поля Microwave Explorer, Momentum и EMSign; кроме расчета многомерной матрицы рассеяния анализируемой неоднородности они позволяют рассчитать поля и токи на металлических структурах. Геометрия схемы вводится в графический редактор Explorer или импортируется из данных формата GDS II. Microwave Explorer позволяет анализировать отдельные части схемы с учетом излучения в открытых средах и в средах с заполнением. Рассчитанные многомерные S-параметры этих частей схемы используются в качестве модели "черного ящика", обеспечивая очень точное моделирование элементов нестандартной формы.

В процессе проектирования рассчитываются распределение тока на поверхности микрополосковой структуры и электрическое поле в подложке. Если картина поля имеет сгущения, неоправданное усложнение поля, то это, возможно, потребует изменения топологии.

Рис. В.3. Интерфейс программы Microwave Explorer. Анализ микрополосковой
неоднородности электродинамическим методом моментов

 

В.3. Программа просмотра топологии TS2ACAD

Широко распространенная программа Touchstone позволяет рассчитывать разнообразные СВЧ узлы радиопередающего тракта: фильтры, переключатели, направленные ответвители, смесители, транзисторные СВЧ усилители и т.д. Программа Touchstone/DOS [6] получила широкое распространение в практике проектирования благодаря низкой стоимости и не критичности к компьютеру.

TS2ACAD была разработана, чтобы читать схемные файлы Touchstone /Libra и автоматически создавать топологию в формате DXF файла AutoCAD. Она была создана в помощь проектировщикам СВЧ схем для трансляции схемного файла в топологию с последующей обработкой на программах типа AutoCAD, CADkey, Microstation и других. Она преобразует каждый схемный элемент в его геометрический эквивалент и использует номера узлов схемы так, чтобы соединить вместе все элементы.

TS2ACAD полезна для предварительного просмотра схемы, чтобы удостовериться в физической реализации разработанного устройства. Иногда при работе над схемой на каком-то слое не очевидно, что длины линий соединений и ширины их физически реализуемые. Запуск TS2ACAD сразу покажет такие проблемы.

Рис.В.4. Совместная работа программ Touchstone/Windows и TS2ACAD

Более сильную поддержку для обработки топологии представляет “Дизайн центр для Touchstone”. Дизайн-центр разработан фирмой Protel и совместим также с программами PSPISE [5] и Super Compact. Подключая библиотеку графических образов, соответствующих набору элементов программы Touchstone, дизайн- центр выполняет задачу топологического размещения, а также трансляции скорректированного размещения в схемный файл программы Touchstone/Libra.

Рис. В.5. Интерфейс дизайн - центра сопрягается с библиотекой Compact и PSPISE

Рис. В.6. Блок схема балансного СВЧ усилителя в поле Дизайн-центра. Часть элементов
(направленные ответвители, транзисторы) представлены “черными ящиками”

 

В.4. Программа MMICAD

MMICADV2 (Monolithic and Microwave Integrated Circuit Analysis and Design Version 2) – универсальная программа анализа и оптимизации активных и пассивных схем СВЧ. MMICAD предназначена для всех типов схем, работающих от низких до СВЧ частот. Используя возможности оптимизации, MMICAD проводит предварительную расчетную работу, повышая эффективность проектирования. У неё практически нет ограничений на типы схемы, которая анализируется. MMICAD стала первой программой, предназначенной для проектирования многослойных интегральных схем. Обеспечивая лучшие по сравнению с другими программами свойства, MMICAD становится предпочтительным инструментом для линейного моделирования на персональном компьютере.

MMICAD может также объединяться с редакторами схем Protel Edvanced Schematic 3 (AS3) или OrCAD Schematic Capture. И AS3, и OrCAD интегрируются с MMICAD с сохранением свойств иерархии схем. Если при расчете проектировщик остается на одном слое схемы, он может не обращаться к схемному файлу. Расчет топологии идет непосредственно. Дополнительно MMICAD позволяет провести синтез топологии фильтров и др. устройств с помощью программы MMICAD Layout и на дискретных и на распределенных элементах.

MMICAD поддерживает вывод графиков в трехмерном 3D виде. Версия 2 дополнительно совместима с форматом UNIX “Portable Gray Map” (*.PGM), “Portable Pixel Map” (*.PPM) и “Portable Bit Map” (*.PBM), а также с Adobe Photoshop (*.PSD), “Windows Metafile” (*.WMF) и “Portable Network Grafic” (*.PNG).

MMICAD Layout переводит изображение в схемный файл и наоборот. Благодаря этому возможна оптимизация непосредственно топологии. MMICAD Layout распознает различные графические форматы (GERBER photoplot, CALMA GDS II, Exellon NC drill, HPGL, DXF Postscript и др.). MMICAD Layout может использоваться и отдельно от MMICAD.

Программа MMICAD совместима с программой Touchstone. Для этого добавлены функции экспорта и импорта файлов. Пользователи Touchstone могут рассматривать MMICAD как альтернативную программу. Дополнительно пользователи MicroSim PSpise и других PSpise также могут импортировать и экспортировать свои файлы непосредственно в файлы MMICAD. Для поддержки этого в библиотеку добавлены модели полевых транзисторов с изменяемым смещением. После расчета схема может быть экспортирована обратно в формат SPICE.

* * *

При освоении современных программных продуктов следует учесть, что процесс освоения интерфейса занимает незначительную часть времени в учебном процессе, а первые значимые практические результаты расчета достигаются через месяцы работы. Работая на современном программном обеспечении проектировщик, опираясь на опыт, по сути проводит “лабораторный эксперимент”, настраивая, оптимизируя схему, постепенно продвигаясь к цели. А цель — это достижение потенциальных возможностей, представляемых современной элементной базой.

В основе анализа любой схемы лежит принцип декомпозиции общей задачи на частные задачи. Обычно сначала проводится линейный анализ отдельных блоков. Для этого вполне подходят встроенные модели активных приборов, имеющиеся в программе линейного моделирования. После получения первых результатов необходимо усложнять схему для учета паразитных элементов, особенностей корпуса, параметров разъемов и линий передачи между отдельными блоками.

После оптимизации схемы требуется переход в нелинейную область для расчета цепей смещения и нелинейных характеристик схемы. Цепи смещения необходимо включить в общий анализ частотных характеристик, поскольку они также влияют на них, особенно на верхней границе частотного диапазона. Затем следует расчет нелинейных характеристик – мощности насыщения по заданному критерию нелинейных искажений или по допустимому искажению рабочего сигнала.

После этого компьютер должен решить задачу, которую ранее выполняли конструкторы – разработку реальной конструкции устройства с учетом физической реализуемости элементов схемы, таких, как навесные конденсаторы, вентили и др. Если ранее процесс разработки конструкции и характеристик схемы требовал постоянных согласований, то теперь программа типа Serenade или MMICAD Layout проводит трассировку и размещение всех элементов схемы и выполняет анализ. После неизбежной корректировки конструкции, имеется возможность провести повторный анализ, экспортируя топологию в схему, и даже в описание в виде схемного файла, а затем провести оптимизацию топологии. Число итераций данного процесса зависит от опыта и подготовки проектировщика. На выходе имеем топологии в виде файлов промышленных чертежей.

 

Глава 1   РЕДАКТИРОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ НА ОДНОМ СЛОЕ

1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАРКЕРНЫХ И ОКОННЫХ ТОЧЕК

1.2. СОЗДАНИЕ ПРОСТЫХ ФОРМ

1.3. РЕДАКТИРОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ СХЕМЫ

1.4. ПРОЦЕСС СОЗДАНИЯ ТОПОЛОГИИ

1.5. ВЫБОР И АКТИВИЗАЦИЯ ФИГУРЫ

1.6. МОДИФИЦИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

1.7. ИЗМЕНЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

1.8. СОЗДАНИЕ ТЕКСТА

 

В данной главе мы познакомимся с общими принципами проектирования топологии в среде программы MMICAD LAYOUT. Многие устройства СВЧ состоят из нескольких слоев: диэлектрических подложек, напыляемых проводников, воздушных слоев, резистивных пленок, которые взаимодействуют друг с другом. В условиях производства микросхем СВЧ каждый из этих слоев связан с конкретным этапом производства: механической обработки – сверление отверстий, пазов; напыления металлических слоев и резистивных пленок и т.д. Для технологической обработки каждый слой имеет свои чертежи и технологические карты.

С точки зрения электрического моделирования устройства мы имеем дело с ячейками (блоками) – схемами и подсхемами, которые, будучи вложены друг в друга, образуют иерархическое построение устройства СВЧ. Это вложение соответствует уровням построения. Важно не смешивать понятия физические слои и уровни иерархического построения.

Рис. 1.1. Интерфейс программы MMICAD LAYOUT. В окне расположена топология

многослойного транзисторного СВЧ усилителя

Основная концепция MMICAD LAYOUT развивалась в согласии с концепциями построения Автокада. MMICAD LAYOUT функционирует по принципу, что сначала выделяется объект, а затем следует команда. Например, чтобы создать многоугольник, Вы сначала определяете вершины многоугольника, а затем используете команду Polygon. Этот подход назван принципом "с объектным действием". При модификации формы пользователь сначала выделяет её, а затем выбирает требуемую функцию или действие.

Переместите курсор мыши в графическое окно и нажмите левую кнопку мыши. Левая кнопка мыши выдает команду POINT (точка) и генерирует маркерную точку ( ÿ ) в том месте, где был курсор, когда Вы нажали кнопку мыши. Переместите курсор мыши в другую точку и нажмите левую кнопку мыши снова, чтобы определить другую маркерную точку. Если Вы определите следующую точку диаметрально противоположно, после команды Polygon MMICAD LAYOUT создаст прямоугольник на текущем слое, определенный двумя диаметрально противоположными точками.

 

Команда New, очищающая всю память системы, находится в меню File. Эта команда очищает память системы, закрывает все файлы, которые были открыты, и устанавливает текущее имя ячейки UNTITLE. Эта команда полезна, когда Вы желаете начать новый сеанс проектирования, и позволяет пользователю очистить систему.

MMICAD LAYOUT использует уплотнение памяти. Когда выбранные объекты удаляются, программа архивирует и запоминает "исключенные" объекты. Если Вы пожелаете отменить последнюю команду Delete, используйте команду Undelete. Обе эти команды находятся в меню Edit, а также во всплывающем меню, которое появляется, когда нажимается правая кнопка мыши. Когда используется Undelete, программа обращается к памяти, и восстанавливает все "исключенные" объекты. Команда ShowStatus в меню Setup может использоваться, чтобы проверить количество свободной памяти. Если количество доступной памяти становится слишком малым, то использование команды New очистит память. Эквивалент использованию Undelete, - команда Undo.

 

1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАРКЕРНЫХ И ОКОННЫХ ТОЧЕК

Маркерные точки ( ) создают, нажимая левую кнопку мыши или используя одну из команд в подменю Place меню Points. Номера точек можно увидеть, если активизировать команду Show Numbers в меню Points. Чтобы удалить последнюю точку, используйте команду Delete в меню Points или нажмите клавишу Escape. Многократное использование этой команды вызовет одновременное удаление нескольких точек. Если имеется более двух точек, которые Вы желаете удалить, используйте команду Delete All.

 

Оконные точки (x) создаются по команде WPOINT или из всплывающего меню, появляющегося при нажатии правой кнопки мыши. Оконные точки используются как маркеры для последующих команд нанесения и обработки рисунков. Чтобы удалить последнюю введенную оконную точку, используйте команду Delete в меню Points. Последовательное использование этой команды удалит все введенные оконные точки.

Команды из меню Point - Place помогут Вам определить точку ближайшей вершины - командой On Vertex; центр ближайшей линии - командой Center of Line; самую близкую линию - командой On Nearest Line, и пересечение двух ближайших линий - командой Line Intersection.

Точное размещение маркерной точки относительно существующей топологии или точки выполняется командой Relative To Last(по отношению к последней). Параметры этой команды - delta X и delta Y. Если, например, Вы хотите поместить точку со смещением deltaX = 100 микрон и delta Y = 200 микрон по отношению к последней введенной маркерной точке, введите 100 в первое окно и 200 во второе, считая текущие заданные по умолчанию единицы - микроны.

Что сказать относительно угловых смещений, когда мы подобным образом хотели бы определить радиус и угол? Использование параметра Offset позволяет ввести угол вращения точки, определяя deltaX и deltaY относительно последней введенной точки. Однако если мы хотим создать дугу радиусом 150 микрон и углом 30° , то заполним окно блока REPLT следующими данными: 150, 0 и -30.

Команда Offset используется для смещения маркерной точки на deltaX и deltaY. Эта команда полезна в случаях, когда Вы желаете поместить маркерную точку на точно известном расстоянии от вершины или пересечения линий. Вы можете использовать команды Save и Get Saved в меню Points, чтобы сохранить единственную точку или последовательность точек, и затем выбрать сохраненную точку (ки). Если Вы используете команду Save без параметра, система сохранит последнюю введенную точку. Если Вы хотите сохранить расположение конкретной точки, Вы должны использовать команду Show Numbers, чтобы показать номер маркерной точки, и затем Save с параметром, являющимся номером точки, которую Вы хотите сохранить. Чтобы сохранить целый диапазон точек, например, маркерные точки, пронумерованные от 7 до 9 включительно, введите '7-9' в диалоговое окно. Когда Вы используете команду Save, существующие точки маркера оставляются такими, как они были; никакие точки не стираются при использовании этой команды. Чтобы вызвать копию сохраненных маркерных точек, используйте команду Get Saved. Если Вы сохранили диапазон точек, то он будет выбран с первой точки в диапазоне, совпадающей с последней точкой в текущей топологии.

Команда преобразования Path to Polygon в меню Edit полезна в случаях, где Вы хотели бы использовать команду слияния Merge, которая функционирует только на многоугольниках или команду изменения размера Resize (обе команды находятся в меню Edit - Transform).

 

Итак, MIMICAD LAYOUT поддерживает то, что можно назвать "после-полигонными операциями". Команда Polygon-to-Point (многоугольник к точкам) преобразует выбранный многоугольник в первоначальную последовательность точек, или преобразует выбранный путь в первоначальную последовательность точек по средней линии; Revers Order (обратный порядок) (в меню Points) будет реверсировать последовательность точек; Define Last (определение последнего) будет переставлять номера точек так, что номер точки, используемый как фактический параметр, становится последним номером в последовательности точек. Номера точек отображаются по команде Show Numbers.

Команда Three-Point Arc , в меню Draw-Curves, генерирует дугу или по часовой стрелке или против часовой стрелки из первой точки курсора, принимаемой как исходная точка; вторая точка курсора определяет центр окружности, а третья точка курсора определяет конец дуги.

Рис.1.2. Создание скругленных линий и дуги

 

1.2. СОЗДАНИЕ ПРОСТЫХ ФОРМ

На каждом слое многослойной микросхемы имеется рисунок топологии, состоящий из проводящих линий, элементов, которые к этим линиям припаиваются, привариваются или напыляются. Топология рисуется как сочетание простых форм.

 

Многоугольник создается командой Polygon в меню Draw и инструментальной панели. Если Вы только одну точку поставили до использования команды, никакая форма не будет создана; если Вы поставили две точки, будет создан прямоугольник по двум диагональным вершинам прямоугольника; если поставлены 3... 199 точки, будет создан многоугольник. Все формы будут созданы на текущем редактируемом слое, если Вы дополнительно не задали номер слоя после команды POLY. В режиме Polygon Autoclose ON создается многоугольник, замыкающий последнюю точку с первой точкой. Если команда Polygon Autoclose отключена, нужно использовать команду Polygon, чтобы MMICAD LAYOUT определил многоугольник из существующей последовательности точек.

Путь создается по команде Path. Ширина пути может быть установлена из меню Edit. Путь будет создан на текущем слое, если Вы не определяете номер слоя после команды Path. Путь будет такой, что заданная последовательность точек формирует центральную линию из пути. Максимальное число точек в пути 99. Это объясняется тем, что если используется команда Path to Polygon, чтобы преобразовать путь в многоугольник, то число точек в многоугольнике будет равно удвоенному числу точек в пути, а предел стандарта GDS II на число точек в многоугольнике 199.

 

Текст создается по команде Text, сопровождаемой конкретным текстом, который будет напечатан. Команда Text использует одиночную маркерную точку как левую нижнюю точку текста и затем размещает введенный текст. Размер текста определен установкой Width (ширины) и формата

изображения Aspect Ratio в окне свойств Text, который устанавливает соотношение высоты текста к ширине. Текстовый шрифт, к которому обращаются, также показывается в окне свойств. Если никакой текстовый шрифт не определен, система по умолчанию использует текстовый шрифт "stick.fnt".

Опорная ячейка создается по команде Place Cell в меню Edit-Cells. Когда ячейка присоединяется к библиотеке GDS II любой графической системы, включая MMICAD LAYOUT, формы будут сохранены относительно начала координат. Если Вы редактируете выбранную вами ячейку и желаете разместить другую ячейку в вашем текущем проекте, поместите маркерную точку, чтобы определить начало координат для ячейки, которую Вы затем вызываете, используя команду Place Cell. Вид ячейки будет отображен так, что начало координат ячейки помещается в маркерную точку, размещенную до использования команды Place Cell. Если никакая маркерная точка не помещена до использования команды Place Cell, начало координат ячейки принимается в начале координат всего чертежа.

Выводная рамка, имеющая форму многоугольника, создается по команде Frame. Команда Frame используется для определения границ текстовых символов в библиотеке шрифтов. Это верно для существующих библиотек шрифтов и применяется для создаваемых шрифтов. Выводная рамка создается на текущем слое, если Вы не уточняете номер слоя после команды Frame.

1.3. РЕДАКТИРОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ СХЕМЫ

Каждый из слоев микросхемы СВЧ содержит сложный рисунок, состоящий из различных простых форм. Кроме того, для промышленного производства эти слои оформляются в виде чертежа с проставленными размерами. “Топология схемы” и “чертеж схемы” чаще всего воспринимаются как синонимы, но топология - это рисунок, который делится на электрические автономные блоки, а чертеж – это документ, который включает в себя маркеры, надписи, разметку и пр.

Рис.1.3. Разметка чертежа на текущем слое многослойной микросхемы

 

MMICAD LAYOUT поддерживает команду Dimensioned Line из меню Draw-Line, создающую линию со стрелкой и размером. Пользователь сначала определяет две маркерные точки перед использованием этой команды. Размер линии, которая создана с помощью этой команды, выдается программой как расстояние от первой до второй маркерной точки. Текст, который автоматически проставляется рядом со стрелкой, помещается под тем же углом, что и стрелка, имеет ширину, установленную во вкладке Text, и высоту, которая равняется её ширине (при равном аспекте отношения формата изображения 1.0), независимо от фактической текущей установки формата изображения. Длина, которая отображается около стрелки, дана в текущих единицах длины, как установлено с помощью команды Unit. Вы можете также специфицировать X, Y или XY (значение по умолчанию) после ввода команды DIMLIN, например DIMLIN X, для получения только расстояния X или Y и вывода горизонтальной или вертикальной стрелки с размером. Это позволяет Вам использовать или метод резиновой нити или команду On Vertex, чтобы поместить вторую точку с требуемыми размерами X или Y. Для случая необходимого перечерчивания графики окна используйте команду Replot Windows.

 

Когда MMICAD LAYOUT выполняет чертеж, система чертит все формы на слое 0, затем все формы на слое 1 и так далее до слоя 63. Команда Replot Window повторно чертит графическое окно. Если Вы желаете обновить весь чертеж внутри окна (включая меню), используйте команду Replot Screen.

Команды просмотра

Вы можете установить логику черчения из секции Plot Mode вкладки режимов General. Выберите кнопки OR, XOR или SET для определения типа чертежа. По умолчанию система начинает работу в режиме OR . Когда система установлена в монохромный режим, тип чертежа установлен в режим SET. При возврате к цветному режиму, надо вернуться к режиму, который существовал, когда монохромный режим

Рис.1.4. Линии размеров был включен. Помните, что в режиме SET

уровни готовятся в порядке от 0 до 63.

Чтобы заставить все формы в вашем текущем проекте отображаться на чертеже, используйте команду ViewAll из меню View. Чтобы просматривать все выбранные формы, используйте команду All Selection; чтобы просматривать все маркерные точки, используйте команду All Points.

Команда Zoom In обеспечивает укрупнение вашего текущего проекта на коэффициент, установленный Set Zoom Factor. Аналогично, если Вы хотите изменить изображение, используйте команду Zoom Out. Если Вы хотите изменить изображение с конкретным коэффициентом без возврата к прежнему масштабу, командой Set Zoom Factor установите коэффициент для последующего уменьшения или увеличения. Например, чтобы уменьшить чертеж в 5 раз, Вы можете ввести ZOUT5. Если перед этим в области чертежа поставлена оконная точка, то система будет увеличивать или уменьшать область просмотра вокруг этой оконной точки.

Чтобы просматривать площадку вашего проекта в определенном графическом окне, разместите две диагонально расположенные оконные точки в направлении, в котором Вы желаете просмотреть площадку, и затем или используйте команду Set Window, или поместите третью оконную точку где-нибудь в текущем графическом окне. Если после изменения вашего окна просмотра Вы желаете возвратиться к исходному виду, используйте команду Revert to Last.

Центр просмотра можно перемещать, используя команды Center, Move и Pan. Если Вы разместите где либо оконную точку и используете команду Center, расположение оконной точки будет центром вашей площадки просмотра. Вы можете также использовать клавиатуру, чтобы ввести расположение нового центра просмотра. Команда Move позволяет вам переместить ваше окно просмотра на определенное расстояние между двумя оконными точками или на величину, введенную клавиатурой.

Команда Pan используется для панорамирования (U), (D), просмотра слева (L) или справа (R) и может вызываться из клавиатуры как Pan L, например. Команда Pan L вызывает панорамирование (расширение обзора) левой части экрана, устанавливаемое командой Set Pan Factor. Коэффициент панорамирования по умолчанию 0.25. Если оставлено значение по умолчанию, Вы будете видеть на всем экране ту часть чертежа, которая была левой половиной экрана прежде. Клавиши курсора (со стрелками) обеспечивают просмотр в направлении стрелок.

Иерархические уровни конструкции (не путать со слоями!) можно просматривать, используя команду Hierarchical Level. При запуске системы его значение по умолчанию 0, и Вы будете видеть содержание только текущих ячеек. Любые ячейки, размещенные внутри текущей ячейки, будут показываться только как контуры; любые ячейки, содержащиеся внутри ячеек в текущем проекте, не будут показываться вообще. Чтобы видеть содержание ячеек внутри текущей ячейки, Вы должны установить иерархию просмотра к 1; в этом случае Вы будете видеть ячейки внутри ячеек, показанные только как контурные линии, и увидите содержание этих ячеек, если только Вы установите уровень 2, и так далее.

 

Чтобы видеть структуры с большим отношением сторон, Вам нужно изменить Aspect Ratio из страницы Grid листа свойств, чтобы установить подходящее отношение (X/Y) для одного или двух окон. По умолчанию аспект для просмотра равен 1 для обоих окон. Каждое окно может иметь свой собственный аспект отношения. Эти отношения могут варьироваться от 0.001 до 1000.0. Заметим, что аспект отношения используется только для просмотра: действительные координаты каких-либо форм не меняются. Когда Вы изменяете масштаб просмотра, сетки по X и Y могут изменить разрежение в разных направлениях X и Y.

 

1.4. ПРОЦЕСС СОЗДАНИЯ ТОПОЛОГИИ

Процесс создания топологии на текущем слое необходимо контролировать. Изменение единиц измерения и информация о командах показаны в правой части линейки состояний, в нижней части интерфейса. Свойства сетки и координат устанавливаются в листе GRID диалога Setup-Options:

Рис.1.5. Установка режима в листе свойств сеток (GRID)

Все размеры даются в текущих системных единицах. Размеры показываются следующие:

 

X-Y Position

текущая позиция курсора мыши

Delta

расстояние от последней введенной точки (начала координат, если точка еще не введена) до положения текущего курсора мыши

Pixel

положение курсора мыши в экранных пикселях

Polar

расстояние от текущего положения курсора до последней введенной точки в системе полярных координат

Total

суммарная дистанция от первой точки до последней и дистанцию от первой точки до текущей точки курсора

Несколько команд используется, чтобы найти расстояния и длины. Переключатель Point-to-Point будет переключать режим измерений для нахождения либо последней маркерной точки, либо последних двух маркерных точек до текущего положения курсора или последней маркерной точки и текущей позиции курсора. По умолчанию режим Point-to-Point отключен.

Если режим Point-to-Point включен (т.е. галочка стоит), дистанцию между линиями можно найти, используя команду Nearest Line в меню Points-Place для размещения маркерных точек на каждой из линий, в режиме Delta, и затем читая dX и dY между двумя маркерными точками. Если команда Seach Hierarchy открыта (стоит галочка в меню Points-Place, что позволяет поиск по всем иерархическим слоям), команда Nearest Line будет замыкать маркерные точки с линиями в опорной ячейке (по закону спадания иерархии; в большом проекте это потребует определенного времени). Заметим, что три отмеченные команды: Vertex, Center of Line и Nearest Line, могут быть использованы для постановки точек прямо на линии и в вершины. Если открыта команда Seach Hierarchy, программа будет двигаться вниз по иерархии и отмечать точку на приблизительной линии, угадывая ту, которая лежит в указанной ячейке или в текущей ячейке.

Если оконная точка или курсор мыши размещены вблизи линии и используется команда Line Info (из меню Help), программа покажет длину ближайшей линии и координаты X и Y ближайшей точки на этой линии.

Если оконная точка или курсор мыши размещены между двумя параллельными линиями, по команде Width Between Lines выводится в этом случае дистанция между двумя линиями. Более того, программа найдет расстояние перпендикуляра к ближайшей линии и отметит угол перпендикулярной линии. Программа найдет направление линии так, что угол равен 180 +/- 3.6° по отношению наикратчайшей дистанции для нахождения размера наикратчайшего перпендикуляра ко второй линии. Сумма этих двух расстояний показывается как ширина. Эта стратегия обеспечивает то, что программа выбирает линии с внешней стороны исходной оконной точки или места расположения курсора.

Команда Polygon Info в меню Help будет показывать минимальные и максимальные границы фигуры, ближайшей к оконной точке или курсору мыши, ширину пути, если форма есть путь или внешняя сторона периферии. Polygon Info покажет также центр фигуры, взятой как средняя точка прямоугольника, в которую вписана фигура.

Команда Polygon Info покажет координаты вертикалей выбранных фигур в текущей системе единиц.

 

Получение информации системы

Во время создания конструкции Вы работаете на многих слоях и многих уровнях. Немудрено запутаться. Два важных источника информации – команды Seach и Show Status в меню Help и Setup, соответственно. Для общей информации о системе используется команда Show Status.

Команда List Cell показывает имена доступных ячеек системы. Если Вы используете эту команду вслед за именем библиотеки формата GDS II Stream, MMICAD LAYOUT покажет имена ячеек в библиотеке ячеек.

Текущий слой указывается в колонке слоев справа интерфейса высвечиванием имени слоя, цвета и стиля заполнения. Имя текущей ячейки показано в заголовке окна.

Рис. 1.6. Фрагмент топологии микросхемы (индуктивность и полевой транзистор)

 

1.5. ВЫБОР И АКТИВИЗАЦИЯ ФИГУРЫ

Как редактировать проект? Принцип работы заключается в том, что команды редактирования относятся только к выделенным формам. Вы можете всегда видеть, сколько форм Вы выделили с помощью Sel = число на линейке состояний. Имеется несколько способов выделения одной или нескольких форм:

* для выделения формы, поместите оконную точку (x) вблизи фигуры и используйте команду Select в меню Edit. Форма, ближайшая к оконной точке, будет выделена.

* если Вы используете команду Select, но оконной точки не поставлено, система выберет последнюю введенную фигуру.

* если Вы повторите вышеуказанное, но используете команду Select Shapes из меню Layers, система выберет форму на текущем редактируемом слое, ближайшем к оконной точке.

* если Вы используете две оконные точки для создания прямоугольной рамки, охватывающей несколько форм, и используете команду Select, система выберет эти формы, введенные в рамку.

* если сделать то же самое и использовать команду Select All из меню Layers, система выберет все формы на текущем слое, которые включены в рамку.

* если Вы используете команду Select All в меню Layers, система выберет все формы на текущем слое. Если Вы введете SELALL 7 из клавиатуры или из командного файла, система выберет все формы на слое 7. Если Вы используете SELALL 7-12, Вы выберете все формы на слоях с 7 по 12 включительно.

                         Рис.1.7. Выделение всех форм на текущем слое

Когда формы выбраны, Вы можете их сдвигать, зеркально отражать, вращать, копировать, изменять размеры и множить без изменения невыбранных форм. Когда Вы копируете или размножаете выбранные формы, исходные выбранные формы остаются невыбранными и остаются на исходном месте.

В отключенном режиме Select Cells By Box (OFF), на странице General, программа представляет ячейку как точку в центре прямоугольника, который обозначает ячейку. Если этот режим ON (включен), ячейка представлена как четырехсторонний прямоугольник, ограничивающий ячейку.

Чтобы отказаться от выделения форм, используется команда Unselect. Чтобы отказаться от выделения форм на текущем слое, используйте команду Unselect в меню Layers, а чтобы расселектировать формы на определенных слоях(слое), введите команду UNSALL с номером или именем слоя.

Чтобы удалить выбранные формы, используйте команду Delete. Если Вы нечаянно удалили выбранную форму, можно вернуть её, используя команду Undo из меню Edit.

Добавление и удаление точек

Команда Add to Pol;y, находящаяся в меню Points, используется для добавления точки к выбранному многоугольнику. Сначала определяется маркерная точка, а затем вызывается команда Add to Poly, и маркерная точка будет добавлена к многоугольнику в месте, ближайшем к маркерной точке.

Remove from Poly используется для удаления точки из ближайшего выбранного многоугольника. Вначале должна быть определена маркерная точка. Точка, которая удаляется из многоугольника, это точка, наиболее близкая к маркерной точке.Fillet Corner из меню Edit может использоваться для “скругления” угла выбранного многоугольника. Скругляется угол, ближайший к маркерной точке, поставленной на чертеже перед выбором команды.

Многоточечная разметка и возможности сдвига поддерживаются командой Copy в меню Edit. Если используется эта команда и:

ни одна маркерная точка не представлена, будет создаваться ответная форма, совпадающая с оригиналом. Отклик будет слева, поскольку оригинал был слева расселектирован.
одна маркерная точка представлена, то отклик будет создан формой и будет располагаться согласованно с оригиналом.
две маркерные точки представлены, то они будут действовать как два события, в которых отклик будет создан и сдвинется на величину разницы между двумя маркерными точками (как делает команда Move).
три или более маркерные точки представлены: тогда для n точек, система создаст n-1 откликов. Первая точка создаст опорную точку, а m-й отклик будет сдвинут на дистанцию, равную разнице между m-точкой и первой точкой, и в направлении от первой к m-точке.

Массив форм, используемый в массовом производстве микросхем, создается командой Array Shapes в меню Edit-Transform. Формы, которые будут множиться, должны быть сначала выбраны, а затем шаг и вектор повтора необходимо определить, используя две маркерные точки перед применением команды. Затем нужно определить число столбцов и строк, которые Вы желаете сделать.

Вы можете скопировать выбранные формы на другой слой, используя команду Copy в меню Рис.1.8. Редактирование отдельных форм Layers. Если Вы используете эту ко-

манду без параметра, конкретный слой, на котором имеются формы (или копии форм), появится на текущем слое. Вы можете использовать параметр для определения слоя, на который Вы желаете переместить копии форм.

 

 

1.6. МОДИФИЦИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

 Вы можете изменить размеры форм активизацией маркерной точки как опорной точки, вслед за командой Magnify для увеличения размера форм, скажем, в 5 раз, по отношению к маркерной точке. Если маркерная точка не представлена, опорной точкой считается начало координат. MMICAD LAYOUT поддерживает изменение масштаба форм только в направлении X или Y координат: коэффициент изменения по X и по Y нужно специфицировать.
Две команды можно использовать для коррекции, когда вам нужно ввести размеры ваших форм с учетом погрешностей расчетов, поля разброса и т.д. Это команда Path Width в меню Edit-Transform (для изменения ширины выбранных путей) и Resize (для изменения размеров выбранных многоугольников). Обе команды имеют один параметр; для Path Width это новая ширина полоски, к которой ВСЕ пути будут установлены; для Resize это величина внешней стороны с отрицательной величиной, показывающей нереализуемость.
Как изменить размер многоугольника? Ответ состоит в использовании команды Extend и Reduce Size. Сущность этой команды состоит в том, что Вы определяете маркерную точку в начале вертикальной или горизонтальной линии отреза; затем устанавливаете вторую маркерную точку для определения конца и направления отреза, потом применяется соответствующая команда. Пусть это будет Extend. Если форма имеет размер 100 на 100 единиц, и первая точка помещена в центре формы, вторая в центре правой вертикальной линии бокса, то в результате использования команды Extend новая форма станет шириной 150 ед. и останется 100 ед. в высоту. Если, наоборот, использована команда Reduce Size, новый бокс будет иметь ширину 50 ед. и высоту 100 ед. По существу мы добавляем секцию к существующей форме или вырезаем секцию. Линия отреза определяется из клавиатуры или используем мышь. Если определить линию отреза, используя маркерную точку, Вы можете ввести величины DeltaX и DeltaY из клавиатуры, если Вы найдете, что мышью трудно достичь точности. 

 

Рис. 1.9. Создание сложных форм командами из меню Edit.

Рис. 1.10. Слияние и преобразование нескольких форм.

Будьте осторожны, когда пользуетесь командой CUTOUT (отрезание). Эта команда используется для удаления области из выбранного полигона. Область, которая удаляется из выбранного многополюсника, определяется как область, замкнутая последовательностью маркерных точек, после чего используется команда Polygon, чтобы сгенерировать полигон из существующей последовательности маркерных точек. Заметим, что прямоугольник будет создан по двум диагонально расположенным маркерным точкам.

НАЧАЛЬНАЯ И КОНЕЧНАЯ МАРКЕРНЫЕ ТОЧКИ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ТОЧЕК, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ОБЛАСТЬ, КОТОРУЮ НУЖНО ВЫРЕЗАТЬ, НЕ ДОЛЖНЫ ЛЕЖАТЬ НА КАКОЙ-НИБУДЬ ЛИНИИ ВЫДЕЛЕННОГО МНОГОУГОЛЬНИКА И НЕ ДОЛЖНЫ КАСАТЬСЯ КАКОЙ–ЛИБО ВЕРТИКАЛИ В ЛЮБОМ ИЗ ВЫБРАННЫХ МНОГОУГОЛЬНИКОВ.

Общий алгоритм состоит из следующих шагов:

    1. Создайте шаблон для вырезания, как простой полигон, используя команду Merge для слияния форм, если необходимо.
    2. Выберите форму, которую нужно отрезать.
    3. Выберите шаблон для отрезания.
    4. Используйте команду Polygon to Points для преобразования многоугольника в последовательность маркерных точек. Только этот многоугольник преобразуется в маркерные точки, при использовании этой команды.
    5. Используйте команду Cutout для удаления вырезаемой области.

Этот метод применяется для вырезания отверстия внутри многоугольника. Используйте команду Circle для определения круга, выделите многоугольник, из которого нужно вырезать окружность, а затем выделите окружность. Используйте команду Polygon to Points вслед за командой Cutout для вырезания круга из выбранного многоугольника.

 

Заметим, что если секция отрезается изнутри фигуры, область отрезания должна иметь нулевую ширину соединения с внутренней границей полигона. Смысл этого в том, что любой многоугольник представляется последовательностью простых точек по координатам x, y. Представим себе, что имеем длинную, плоскую, прямоугольную формы, и мы затем связываем эти формы лентой. Ничего не случится, если мы замыкаем незаполненные области внутри заполненной области. При этом условии мы имеем нулевую ширину линии отреза. Заметим, что непредсказуемые результаты могут быть получены, если Вы выполните команду Cutout для области, которая имеет нулевую ширину.

 

 

 

1.7. ИЗМЕНЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Сдвиг выбранных форм задается вектором, определяемым первой и второй маркерными точками, помещенными на экране перед использованием команды Move, в направлении движения от первой точки ко второй. Точки не должны располагаться близко друг к другу, не должны касаться какой-либо части формы, которая сдвигается. Вы можете также ввести величины dX и dY в диалог Move.

Вы можете сместить формы непосредственно на видимом экране, если используете команду LOOSEN. После выбора форм, которые нужно перетащить на новое место, выберите команду LOOSEN. Нажмите левую кнопку мыши при установки курсора в графической области и, сохраняя кнопку мыши нажатой, сдвигайте её, и вы увидите смещающиеся формы. Когда Вы отпустите кнопку мыши, формы зафиксируются на сетке в определенном интервале от исходной позиции, где Вы находились, когда начали операцию сдвига.

Формы, которые должны быть повернуты вокруг маркерной точки или относительно начала координат, вращаются командой Rotate. Угол, определенный после этой команды, есть угол поворота в градусах, он может быть положительным или отрицательным и даже может быть десятичным числом (например 3.6° ).

Две команды отражения Mirror и Flip вращают выбранные фигуры относительно горизонтальной или вертикальной осей. Ортогональная линия, проведенная через маркерную точку, должна быть размещена на экране до операции и будет показывать опорную плоскость, относительно которой будет выполняться отражение.

Вы можете сдвигать выбранные формы на желаемый слой, используя команду Move в меню Layers без оставления копии. Если Вы используете эту команду без параметров, конкретный слой, на котором формы (или копии форм) будут появляться, есть текущий слой. Вы можете использовать какой-либо параметр для определения слоя, на котором формы (или их копии) будут появляться.

Рис. 1.11. Преобразование форм из меню Edit

Команда Merge сливает все перекрывающиеся или касающиеся полигоны на одном слое. Если Вы сливаете выбранный путь с выбранным полигоном, путь будет сначала конвертирован в полигон, а затем слит с другим выбранным полигоном. Помните, что максимальное число точек в полигоне в формате GALMA GDS II равен 199.

Вы можете всегда изменить начало координат, используя команду Define Origin, находящуюся в меню Edit-Cell. Для этого поместите маркерную точку, где Вы желаете, и используйте команду Define Origin.

1.8. СОЗДАНИЕ ТЕКСТА

MMICAD LAYOUT помещает текст в прямоугольном окне на текущем слое. В Вашем распоряжении имеются два шрифта, но Вы можете создать дополнительные шрифты и использовать их. Имеющиеся шрифты: "block.fnt" и "stick.fnt", с шрифтом по умолчанию STICK. Ширина и высота текста установлена в странице Text окна свойств MMICAD Layout Properties. Cначала нужно определить размер текста, а затем используется команда Text (из меню Draw).

Место расположения текста определяется маркерной точкой. Эта маркерная устанавливает нижний левый угол первого символа в текстовой строке. Чтобы внести в чертеж текст, используйте команду Text с текстовой строкой и, по желанию, углом наклона в градусах. Текст будет создан на текущем слое. Например, TEXT ABC 45 инструктирует программу напечатать ABC с наклоном 45° в определенной перед этим маркерной точке. Вы можете выбрать часть или все символы и редактировать их, как будто они многоугольные формы.

 

 

 

 

Если Вы хотите получить полное описание программы на русском языке, пошлите e-mail по адресу kurushin@mail.ru.
© 2000 СВЧ проектирование
Последняя модификация: февраля 04, 2002