SPICE: birlamchi dinamik, ilovalar va afzalliklar
2024-09-10 1462

Kaliforniya, Berkli universitetida ishlab chiqilgan SPICE (Kaliforniya universitetida ishlab chiqilgan integratsiyalashgan simulyatsiya dasturi, taxminan 100 MGts) ga o'xshash analog tumanlarni simulyatsiya qilish orqali elektron dizaynni inobatga oladi.Ushbu vositani virtual simulyatsiyalar orqali potentsial dizaynda potentsial dizaynda potentsial ravishda bashorat qilish va ularga murojaat qilish imkoniyatini beradi, jismoniy prototiplar va rivojlanish xarajatlarini pasaytirishga imkon beradi.Simulyatsiya qilingan natijalarga asoslangan dinamik va iterativ dizaynni tartibga solishni osonlashtirish orqali, ziravor tuman xatti-harakatlarini har tomonlama tushunishni, ishlab chiqarishdan oldin ishlashni optimallashtirishni ta'minlaydi.Elektronika sohasida ushbu asosiy rol alohida ziravorlarni nazariy dizayn va amaliy dasturlar o'rtasidagi asosiy ko'prikni yaratadi.

Katalog

1-rasm: SPICE (integral punkotni integrallashgan simulyatsiya dasturi) Umumiy ma'lumot

Ziravor nima?

Space - bu elektron dizaynni inqilobda ishlaydigan ochiq kodli dasturiy vositadir.Kaliforniya, Berkli, Berkli universitetida ishlab chiqilgan, analozlar sonini simulyatsiya qilish, muhandislarga turli xil sharoitlarda qanday o'zini tutishi va tahlil qilishga imkon beradi.Bu, ayniqsa, DC bilan birga chastota dasturlariga, oddiy dizayndan hamma narsani yuqori komplekslargacha, taxminan 100 MGtsga etkazish uchun juda foydali.

Ziravorning evolyutsiyasi

Kaliforniya universitetida birinchi bo'lib ishlab chiqilgan ziravor 1973 yilda Berkli, dastlabki kunlari uchun rivojlangan, elektron simulyatsiyada idealga aylanadi.Dastlab Forranda ilmiy hisoblashda tanilgan, ziravorlar asosiy ma'lumotlarni qayta ishlash vazifalari bilan ishlov beradigan asosiy kompyuter kompyuterlari bilan ishlash uchun mo'ljallangan.Kengaytirilgan, ziravorlar ham moslashtirilgan hisoblash texnologiyasi sifatida.Katta bosqichlardan biri SPICS2G.6 ning chiqarilishi, tezroq ishlov berish tezligidan foydalanish va parallel hisoblashni yaxshiroq qo'llab-quvvatlash uchun C dasturlash tilida qayta yozilgan.

Ushbu o'tish shunchaki kodlarni kodlashdagi smentifikatsiya qilishdan ko'ra, bu hisoblash quvvatining tez o'sishi va texnologik ehtiyojlarni o'zgartirishning tez o'sishini aks ettirdi.Yillar davomida ziravorlarning har bir yangi versiyasi o'z imkoniyatlarini kengaytirdi, ham o'zining analitik aniqligi va foydalanuvchi interfeysini yaxshilaydi.Ushbu yangilanishlar ziravorlar bilan ko'proq qirrali simulyatsiyalarni hal qilishga imkon berdi va uni turli sohalardagi muhandislar uchun vosita yaratishga imkon beradi.

Amaliyotda ziravorlar yordamida interfaol va iterativ jarayon.Muhandislar doimiy ravishda simulyatsiya natijalari bo'yicha fikr-mulohazalari asosida doimiy ravishda tozalaydilar.Ushbu qo'lda yondashuv ularga jismoniy prototipiga o'tishdan oldin, real vaqt rejimida individual tarkibiy qismlar va parametrlarni sozlash imkonini beradi.Bunday iterativ tahlil nafaqat dizaynlarni optimallashtirishga yordam beradi, balki nima uchun aylanmalarning muayyan yo'llaridan o'zini tutishini tushunishga yordam beradi.Ushbu tushuncha elektron dizayn va innovatsiya chegarasini itarib yuborish uchun bebahodir.

Spece dasturi

Spice elektron dizaynda turli xil tuman tahlil qilishda, jumladan chiziqli AC, chiziqli AC, chiziqli bo'lmagan dc va vaqtinchalik tahlilni qo'llab-quvvatlash orqali asosiy qismga ega.Ushbu usullar muhandislar turli xil operatsion sharoitlarda qanday aylanishini baholashga yordam beradi.Kirchxoff qonunlarini qo'llash va o'zgartirilgan tugun tahlilidan foydalanish orqali ziravorlar aniq simumentlarga imkon beradigan tajriba ma'lumotlari bilan nazariy modellarni birlashtiradi.Muhandislar turli xil tarkibiy qismlarni, turklar, sig'imlar va indevborlar kabi asosiy elementlardan, tranzistorlar, tranzistorlar va elektr uzatish liniyalari va hattoki elektr tarmoqlari kabi murakkab qurilmalarga modellashtirishlari mumkin.

Amalda, ziravorlar sinov jarayonini sinov va tozalash tsikllarini soddalashtirish orqali o'zgartiradi.Muhandislar fiziklarni ziravorlarga kiritish va natijalarga qarab tarkibiy qismlarda turli sharoitlarda, tarkibiy qismlar va konfiguratsiyani o'zgartirishlarini taqlid qilishadi.Virtual muhitda tezda sinov va o'tish uchun dizaynni virtual muhitda tezlashtirish, aniqlik yaxshilanayotganda, rivojlanishni tezlashtiradigan jismoniy prototiplarga ehtiyojni kamaytiradi.Shaxsiy kompyuterlardagi ziravorlarning, ayniqsa Pspice® kabi asboblar orqali ushbu kuchli simulyatsiyalarni amalga oshirish, ziravorlarni zamonaviy elektron dizaynli oqimlarga quyish uchun.

2-rasm: Shiks elektron sanoat orqali keng qo'llaniladi

Ziravorlardagi asbobni modellashtirish

Space, ayniqsa elektron tarkibiy qismlarning haqiqiy dunyosini ko'paytiradigan batafsil modellarni yaratish uchun juda muhimdir.Ushbu modellar nazariy tushunish va empirik ma'lumotlarning kombinatsiyasidan foydalanib, simulyatsiyaning haqiqiy ishlashini diqqat bilan aks ettiradi.Spece turli xil tahlil usullarini, shu jumladan vaqtinchalik tahlil, DC tahlili, Kichik signal signalini tahlil qilish va shovqinlarni tahlil qilishni qo'llab-quvvatlaydi.Har bir usul oqimlarning ishlashini ta'minlaydi, muhandislar, muhandislar ishlab chiqarishga o'tishdan oldin potentsial muammolarni aniqlaydilar va ularning dizaynini optimallashtirishga yordam beradi.

Shikastlanish jarayoni juda interaktiv va iterativdir.Muhandislar o'zlarining tuman dizaynlarini simulyatsiya qilish va ularning modellarini takomillashtirish va ishlashni yaxshilash uchun fikr-mulohazalardan foydalanishadi.Ushbu qo'lda yondashuv muhandislarga har bir komponent qanday qilib umumiy dizaynga ta'sir qiladi, bu esa ham funktsiyalar va ishonchlilik uchun optimallashtirilishini ta'minlaydi.Sigisining batafsil modellashtirish imkoniyatlari nafaqat individual elektron pochta va doglarni loyihalashtirishda yordam beradi, balki ko'proq murakkab tizimni tekshirish uchun ham yordam beradi.Ushbu keng qamrovli yondashuv yakuniy mahsulotning ishonchliligi va samaradorligini oshiradi.

Elektrdan tashqarida ziravorlar

Space endi elektron tumanlarni simulyatsiya qilish uchun shunchaki vosita emas;Uning issiqlik va elektromexanik jarayonlar kabi elektrokimyoviy tizimlar modeli modellashtirish uchun uning imkoniyatlari kengaydi.Bu elektr va elektr bo'lmagan tarkibiy qismlar o'rtasidagi analoglarni chizish orqali amalga oshiriladi.Masalan, issiqlik tizimlari issiqlik sig'imini elektr sig'imiga solishtirib, ziravorlarda modellashtirish mumkin.Ushbu o'xshashliklar bilan, ziravorlar muhandislarga issiqliklarni boshqarish va sovutish tizimlarining samaradorligini ta'minlaydigan qurilmalarda issiqlik holatlarini taqlid qilishga yordam beradi.Bu, ayniqsa, zichroq qadoqlangan elektron tarkibiy qismlar bilan shug'ullanishda samarali, bu erda samarali issiqlik tarqalishi samarali ishlashda samarali hisoblanadi.

Space, shuningdek, elektromexanik tizimlarni avtoulov drayverlarida ekvivalent elektr modellariga aylantirish orqali elektromexanik tizimlarni taqsimlashi mumkin.Bu muhandislarga bitta, birdamlik doirasidagi elektr va mexanik ko'rsatkichlarni ham tahlil qilishga imkon beradi.Parametrlarni sozlash va simulyatsiyalarni sozlash orqali, muhandislar elektr va mexanik jihatlar o'zaro ta'sirini anglash uchun avtomobil asarlari va shunga o'xshash tizimlarni takomillashtirishlari mumkin.

3-rasm: ziravorlar simulyatsiyasi

Issiqlik va elektromexanik tizimlardan tashqari, ziravorlarning moslashuvchanligi elektromagnit modellashtirish va mikromoliyalash kabi dalalarga cho'zilgan.Elektromagnit modellashtirishda ziravorlar elektr va magnit maydonlarda komponentlar bilan o'zaro aloqada bo'lishini, yordam berish muhandislari yanada samarali va mustahkam asboblarni dizayga etadi.Mikoflujikada, ziravorlar kichik kanallarda suyuqlik dinamikasini bashorat qilish uchun elektr analoglarini ishlatadi, masalan laboratoriyadagi a-chip qurilmalarida joylashgan.Suyuqlikning o'zini turli sharoitlarda modellashtirish orqali muhandislar ushbu tizimlarni yaxshiroq ishlashi uchun optimallashtirishlari mumkin.

Ushbu xilma-xil dasturlar an'anaviy elektronikadan tashqari simulyatsiya vositasi sifatida ziravorlarning ko'p qirraliligini ta'kidlaydilar.Issiqlik boshqaruvi, mexanik tizimlar, elektromagnit o'zaro ta'sir yoki suyuqlik dinamikasini simulyatsiya qilish yoki suyuqlik muhandislarni keng qamrovli simulyatsiya ehtiyojlarini qondirish uchun bir nechta injiniringning bir nechta sohalarida ahamiyatini oshiradi.

Space-ning foydalari va cheklovlari

SPICE akademik va professional doiralarda uning kuchli simulyatsiya imkoniyatlari va iqtisodiy samaradorligi uchun juda qadrlanadi va uni elektr dizayniga aylantiradi.Uning elektr va elektron muhandislik dasturlarida keng tarqalgan foydalanish uning kelgusidagi muhandislarni tayyorlashda ahamiyatini ta'kidlaydi.Amaliy simulyatsiya mashqlari, talabalar va mutaxassislar o'z muammolarini hal qilish qobiliyatlari va texnik bilimlarini qanday yaxshilash, o'zini qanday tutish, o'zini qanday tutishi haqida chuqurroq tushunchaga ega.

Space-ning zig'ir konstruktsiyalari va chuqurligi juda moslashuvchanligi va chuqurligini taklif qiladi, simulyatsiya murakkabligi konfiguralar parametrlari va konfiguratsiyasiga qarab o'zgarishi mumkin.Yanada murakkab yoki noan'anaviy dizaynlar ilg'or bilimlarni talab qilishi mumkin va simulyatsiya qilish uchun vaqt talab qilishi mumkin.Muhandislar ziravorlarning xususiyatlarini aniq tushunishlari kerak, ular dure dasturini o'z ichiga oladigan batafsil ishlab chiqarishni izohlash uchun dastlabki sharoitlarni o'rnatishdan.

Ushbu qiyinchiliklarga qaramay, ziravorlarning afzalliklari juda katta.Bu muhandislar uchun mos keladigan jismoniy prototiplarga ehtiyoj sezmasdan murakkab elektron dizaynlarni sinovdan o'tkazish va takomillashtirish uchun mustahkam platforma mavjud.Ushbu qobiliyat nafaqat rivojlanish jarayonini tezlashtiradi, balki xarajatlarni ishlab chiqarish xavfini kamaytirish va bir nechta iteratsiyalardan qochish orqali xarajatlarni kamaytiradi.Ishlab chiqarishdan oldin virtual muhitda dizaynni bartaraf etish va optimallashtirish qobiliyati bebaho, ziravorlar butun dunyo bo'ylab muhandis va tadqiqotchilar uchun ideal vositadir.Elektron dizaynni tartibga solishda uning roli ham innovatsiya va samaradorlikni ham yo'naltiradi.

Xulosa

SPICE akademik o'quv dasturlari va kasbiy amaliyot uchun markaziy, shuningdek elektron tumanlarning dizayni va ishonchliligini oshiradigan mustahkam simulyatsiya imkoniyatlarini ta'minlaydigan.O'zining murakkabligiga qaramay, ziravorning afzalliklari, shu jumladan virtual muhitda dizaynni bartaraf etish va virtual muhitda dizaynni buzish qobiliyati, rivojlanish vaqtini va xarajatlarini sezilarli darajada kamaytiradi.Bundan tashqari, ziravorlar boshqa muhandislik fanlari bo'yicha uni bexabar qiladigan elektrotexnika tizimlariga uzatiladi.Har tomonlama simulyatsiya platformasi sifatida, ziravorlar innovatsiya va samaradorlikni keltirib chiqaradi, texnika sohasidagi yangi chegaralarni o'rganish uchun imkoniyatlarni kengaytirish muhandislari.