Методология БИП базируется на трех концепциях: разбиение и локальная оптимизация; абстрагирование; повторяемость.
Концепция разбиения позволяет сложную задачу проектирования объекта свести к решению более простых задач с учетом взаимодействий между ними. Локальная оптимизация подразумевает улучшение параметров внутри каждой простой задачи. Абстрагируемость заключается в построении формальных математических моделей, отражающим только значимые в данных условиях свойства объек-1он Повторяемость заключается в использовании существующего опыта проектирования.
Достоинство БИП — это упрощение процесса проектирования и получение возможности решать задачи проектирования доступными средствами. Использование БИП помогает: упростить решение получения данных, сократить размерность выполнявшегося во время проектирования действия, применять САПР, для объекта (его части) независимо от числа используемых объектов (его частей).
Цепной процесс проектирования можно представить как последовательность этапов, связывающих концептуальное представление объекта и создание этого объекта. Указанную теорию реализуют в одном из двух направлений: восходящем или нисходящем.
Восходящее проектирование (ВП) — проектирование снизу вверх, характеризуется решением некоторого числа задач; низких иерархических уровней с последовательным переходом к решению задач более высоких уровней.
Нисходящее проектирование (НП), т.е. проектирование сверху вниз, является противоположным по отношению к, например, используемому в настоящее время проектированию интегральных микросхем со степенью интеграции по модульному принципу. В системе БИП конструктор выполняет функциональные, интуитивные и интеллектуальные предложения на верхних уровнях, а ЭВМ выполняет программирование па нижних уровнях.
При выделении горизонтальных уровней проектирования производится разделение объекта на блоки и рассмотрение объекта его отдельных блоков. Если на некотором уровне имеем объект s, то на соседнем, более низком уровне i2 происходит разделение s на блоки S1, S2, …. ; и рассмотрение каждого блока sj, , ,s’ ( на уровне i2 с большей степенью детализации).
В общем случае при проектировании технических объекта можно выделить несколько вертикальных уровней, основные из них — функциональный, конструкторский, тех-нологический. Описание каждого вертикального уровня в ( свою очередь делят на иерархические уровни.
Функциональное проектирование
Оно включает в себя анализ технического задания (ТЗ) и на его основе выбор системных позиций методики построения и путей реализации вычислительного процесса в ЭВА; связано с анализом и синтезом блоков ЭВА; заключается в разработке функциональных и принципиальных схем. Здесь определяют принципы функционирования и важнейшие параметры и характеристики ЭВА.
Основные задачи функционального проектирования следующие: разработка структурных схем, определение требований к выходным параметрам; анализ и формирование ТЗ на разработку отдельных блоков ЭВА; синтез функциональных и принципиальных схем полученных блоков; кон¬троль и выработка диагностических тестов; проверка работоспособности синтезируемых блоков; расчеты параметров пассивных компонентов и определение требований к параметрам активных компонентов; формулировка ТЗ на проек¬тирование компонентов; выбор физической структуры, топологии компонентов; расчеты параметров диффузионных профилей и полупроводниковых компонентов, электрических параметров, параметров технологических процессов эпитаксии, диффузии, окисления и др.; вероятностные требования к выходным параметрам компонентов.
Алгоритмическое проектирование заключается в разработке алгоритмов функционирования и создании математического обеспечения ЭВА.
Конструкторское проектирование заключается в реализации принципиальных схем в заданном и конструктивном базисе. При этом решаются вопросы выбора форм и материалов, выбора типоразмеров, компоновки, и предпочтения элементов, трассировки соединений, контроля.
Преимущества конструкторского проектирования следующие:
— покрытие функциональных схем, т.е. получение принципиальных электрических схем;
— конструкторский расчёт метрических размеров компонентов и площади распространения; — компоновка элементов; размещение элементов конструкторских схемотехнических и технологических решений;
— трассировка соединений;
— проектирование фотошаблонов; выпуск конструкторской и технологической документации.
Технологическое проектирование заклю¬чи в решении задач технологической подготовки процесса при разработке принципиальной схемы, маршрутов и переходов технологических процессов.
Функциональное проектирование ЭВА состоит из четырёх горизонтальных уровней: системного, логического схемо — технического, компонентного.
При системном уровне определяют общую структурную — структурные схемы основных блоков.
При логическом уровне создают функциональные и принципиальные схемы ЭВА. Здесь выделяют подуровни — регистровый и вентильный. На регистровом подуровне происходит синтез устройства из модулей (функциональных узлов) типа регистров, счетчиков, сумматоров, интеграторов.
На вентильном подуровне проектируются устройства и модули из отдельных логических вентилей и триггеров.
Алгоритмическое проектирование используется для разработки программного обеспечения ЭВА. Для больших программных систем обычно используют набор иерархических уровней, два из которых являются основными. На первом — планируют всю программную систему и разрабатывают схемы алгоритмов на основе программных модулей. На втором — производят программирование модулей на заданном алгоритмическом языке.
Конструкторское проектирование состоит из иерархических уровней проектирования компонентов, БИС, типовых элементов замены, панелей, стоек, шкафов. Здесь в основ¬ном используется восходящее проектирование.
Технологическое проектирование состоит из уровней проектирования принципиальной схемы технологического процесса, технологических маршрутов, технологических операций.
