СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
Рабочая программа учебной дисциплины (модуля)
Направление подготовки: 11.04.03 Конструирование и технология электронных средств
Форма обучения: очная
Квалификация: магистр
Орел 2017
Автор к.т.н, доцентпрофессор, Лобанова В. А. __________
Рецензент __________
Рабочая программа разработана в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования, утвержденным приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 30.10.2014 №1405 по направлению подготовки 11.04.03 Конструирование и технология электронных средств.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры
«Кафедра электроники, радиотехники и систем связи»
Протокол № ___ от «__» _____________ _______г.
Зав. кафедрой к.т.н., доцент, Мишин В. В.__________
Рабочая программа согласована с кафедрой «Кафедра электроники, радиотехники и систем связи», за которой закреплено направление подготовки
Зав.кафедрой, к.т.н., доцент, Мишин В. В.__________
Рабочая программа утверждена на заседании НМС института
«Институт приборостроения, автоматизации и информационных технологий»
Протокол № ___ от «__» _____________ _______г.
Председатель НМС д.т.н, профессор, Подмастерьев К. В. __________
Содержание
1 Цели и задачи освоения дисциплины (модуля) 4
2 Место дисциплины (модуля) в структуре ОП 5
3 Планируемые результаты обучения по дисциплине (модулю) 6
4 Структура дисциплины (модуля) и распределение её трудоёмкости 7
5 Содержание дисциплины (модуля) 8
6 Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля) 14
7 Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине (модулю) 15
8 Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины (модуля) 17
8.1 Основная литература 17
8.2 Дополнительная литература 17
9 Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины (модуля) 18
10 Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю) 19
11 Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) 20
1 Цели и задачи освоения дисциплины (модуля)
Целью изучения учебной дисциплины (модуля) является изучение современных технологий проектирования ЭС, необходимостью рассмотреть основные положения по использованию информационных технологий на эта
пе автоматизированного проектирования и технологии производства РЭС, а также на других этапах жизненного цикла продукции предприятий электронного профиля. Учитывая современное состояние электронной промышленности и непрерывное развитие информационных технологий, методологические аспекты ИТ рассматриваются с позиции CALS-технологий и реинжиниринга бизнес-процессов
2 Место дисциплины (модуля) в структуре ОП
Данная дисциплина (М.2.В.3.1)относится к дисциплинам по выбору профессионального цикла федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 11.04.03 «Конструирование и технология электронных средств».
Для изучения данной дисциплины обучающийся должен иметь кругозор в рамках бакалавриата по данному направлению, обладать навыками вдумчивого чтения, запоминания и анализа прочитанного.
3 Планируемые результаты обучения по дисциплине (модулю)
Таблица 1 - Планируемые результаты обучения по дисциплине(модулю)
| Формируемые компетенции | Планируемые результаты обучения по дисциплине | ||
| Требования к формируемым знаниям, умениям и навыкам | |||
| ПК-13 | способностью обеспечивать технологичность изделий и процессов их изготовления, оценивать экономическую эффективность технологических процессов | ||
| ПК-16 | готовностью участвовать в поддержании единого информационного пространства планирования и управления предприятием на всех этапах жизненного цикла производимой продукции |
4 Структура дисциплины (модуля) и распределение её трудоёмкости
Таблица 2 - Структура дисциплины и распределение ее трудоемкости
| Вид учебной работы | Всего, кол. | За 1 семестр, кол. | ||
| часов | занятий | часов | занятий | |
| 1 Контактная работа, всего | ||||
| Лекции (лек) | ||||
| Лабораторные занятия (лаб) | ||||
| Практические занятия (пр) | ||||
| 2 Самостоятельная работа (всего) в том числе | ||||
| Расчетно-графическая работа (РГР) | ||||
| Прочие виды самостоятельной работы | ||||
| 3 Промежуточная аттестация (форма) | Экзамен (36) | |||
| Общая трудоемкость дисциплины в часах: | ||||
| Общая трудоемкость дисциплины в зачетных единицах: |
5 Содержание дисциплины (модуля)
Таблица 3 – Технологическая карта учебной дисциплины (модуля)
| Вид и № занятия | Тема занятия | Контактная работа, час. | Самостоятельная работа, час. | Всего, час. |
| Семестр №1 | ||||
| Раздел №1 «ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ» | ||||
| лек №1 | Лекция: Лекция 1 Современные подходы к проектированию ЭС. Изучаемые вопросы: 1. Сущность структурного анализа. Принцип деклмпозиции 2. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем 3. Современное представление полного процесса создания изделия Вопросы для самостоятельного изучения: Стандарт IDEF0 | |||
| лек №2 | Лекция: Основы проектирования ЭС Изучаемые вопросы: Стадии проектирования ЭС Модульный принцип проектирования Общие сведения о технической документации Единая система конструкторской документации Вопросы для самостоятельного изучения: Электронная документация. | |||
| лек №3 | Лекция: ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПОСТРОЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ Изучаемые вопросы: 1.Факторы окружающей среды 2.Системные факторы, определяющие построение электронных средств 3. Факторы, определяющие компоновку РЭА 4.Факторы взаимодействия в системе «человек-машина» 5.Психологические характеристики и параметры человека-оператора Вопросы для самостоятельного изучения: Виды обеспечения САПР | |||
| лек №4 | Лекция: КОНСТРУКТОРСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Изучаемые вопросы: 1. Характер и вид конструкторских работ и организация творческой работы 2.Организация творческой работы конструктора 3. Общая методология конструирования ЭС 4. Стадии разработки ЭС 5 Выбор метода конструирования ЭС 6. Конструкторская документация Вопросы для самостоятельного изучения: Классификация САПР по ГОСТ | |||
| лек №5 | Лекция: Алгоритмы конструкторского проектирования (КП) Изучаемые вопросы: Алгориты компановки, размещения, трассировки. Критерии качества алгоритмов конструкторского проектирования Вопросы для самостоятельного изучения: Уровни КП | |||
| лек №6 | Лекция: Моделирование механических воздействий на РЭС. Тепловые модели режимов РЭС. Изучаемые вопросы: Виды и Матмодели механических воздействий. Матмодели тепловых полей. Вопросы для самостоятельного изучения: Критерии Гурвица, Михайлова-Найквиста. | |||
| Итого по разделу: | 34 | 62 | 96 | |
| Раздел №2 «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДЫАВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ» | ||||
| лек №7 | Лекция:: Проектирование систем на кристалле Изучаемые вопросы: 1. Методология проектирования систем на кристалле .2. Системное проектирование систем на кристалле 3. Методы и средства проектирования систем на кристалле .4. Архитектурное планирование кристалла 5. Концептуальный уровень проектирования систем на кристалле .6. Логический синтез и проектирование физического прототипа 7. Проектирование и функциональная верификация систем на кристалле 8. Архитектура ECAD Вопросы для самостоятельного изучения: Структура БИС | |||
| лек №8 | Лекция: СИСТЕМНЫЕ КРИТЕРИИ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ И КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ Изучаемые вопросы: Требования к конструкциям ЭС и показатели их качества Выбор элементной базы и материалов конструкции ЭС Содержание и уровень информационных технологий Вопросы для самостоятельного изучения: Примеры применения стандартных и оригинальных программ в проектировании ЭС | |||
| лек №9 | Лекция: СОВРЕМЕННЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ 1. Компоновочные схемы ФЯ цифровой МЭА III поколения 2.Компоновочные схемы блоков цифровой МЭА III поколения 3.Компоновочные схемы ФЯ цифровой МЭА IV поколения 4.Компоновочные схемы блоков цифровой МЭА IV поколения 5.Компоновочные схемы приёмоусилительных ФЯ МЭА III поколения 6. Компоновочные схемы приемоусилительных ФЯ МЭА IV поколения 7. Компоновочные схемы блоков приёмоусилительной МЭА 8. Компоновочные схемы модулей СВЧ и АФАР Вопросы для самостоятельного изучения: Алгоритмы конструкторского проектирования | |||
| лек №10 | Лекция: Состав и принципы систем автоматизированного проекти рования Изучаемые вопросы:Задачи системотехнического проектирования Методы принятия решений в условиях полной неопределенности Методы принятия решений в условиях частичной неопределенности Вопросы для самостоятельного изучения: Основы теории нечетких множеств | |||
| лек №11 | Лекция:: Программы проектирования устройств на ПЛИС Изучаемые вопросы: Leonardo Spectrum; ModelSim;. PrimeTime . Российские программы анализа электронных схем Microwave Office Omega PLUS Программы прибороно-технологического проектирования Программы семейства LAVENIR | |||
| лек №12 | Лекция: Комплексные интеллектуальные САПР. CALS-технологии Изучаемые вопросы: Эффективность САПР Вопросы для самостоятельного изучения: |
6 Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля)
В соответствии с общим объемом часов, отведенных для изучения дисциплины, предусматривается выполнение следующих видов самостоятельных работ студентов (СРС): самостоятельное изучение теоретического материала с самоконтролем по приведенным ниже вопросам, изучение теоретического материала при подготовке к защите лабораторных работ, итоговое повторение теоретического материала при подготовке к зачету.
Для самостоятельного изучения дисциплины выносится часть материала по всем темам дисциплины с самоконтролем по контрольным вопросам и возможностью консультации у ведущего преподавателя общим объемом 112 часов СРС для направления подготовки 11.04.03.
Для успешного выполнения лабораторных работ студент должен предварительно самостоятельно освоить теоретический материал соответствующих тем.
Для изучения теоретического материала, в соответствие с программой дисциплины, рекомендуются следующие учебники, учебные и справочные пособия: темы 1…4 - [1-2] - широко рассмотрены вопросы о моделях, алгоритмах, алгоритмических процессов, структурном и функциональном моделировании. В литературе [3], предназначенной для тем 5-6, особо уделено внимание рассмотрению макромоделей интегральных схем и схемотехническому моделированию; Для изучения тем 7-8 предназначена литература [4-5], в которой в достаточной мере представлена информация о математическое моделирование электродинамических объектов и синтезе и оптимизации радиоэлектронных устройств.
При подготовке к лабораторным работам, согласно п. 2.2, рекомендуется дополнительная литература, в которой представлено практическое руководство по моделированию и проектированию радиоэлектронных устройств и получении практических навыков по работе программ САПР [6-12].
При проведении лабораторных работ используются специализированные аппаратно-программные средства, мультимедийное и офисное оборудование. Методические указания по их использованию, для изучения дисциплины, содержаться в технической документации, прилагаемой к оборудованию и аппаратно-программным средствам.
7 Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине (модулю)
ПАСПОРТ ФОНДА ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
Таблица 1 - Соотношение контролируемых модулей дисциплины с компетенциями и оценочными средствами
| № п/п | Контролируемые модули дисциплины | Код контролируемой компетенции | Вид оценочного средства | |
| текущий контроль | промежуточная аттестация | |||
| Модуль №1 «ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ" | ПК-16 | - устный опрос-собеседование - модульное тестирование | ||
| Модуль №2 «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДЫАВТОМАТИЗИРОВАННОГО | ||||
| ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ | ПК-16 | - устный опрос-собеседование - модульное тестирование |
Таблица 2 - Перечень оценочных средств
| № п/п | Вид оценочного средства | Краткая характеристика оценочного средства | Представление оценочного средства | Критерии оценивания |
| Устный опрос-собеседование | Беседа преподавателя со студентов на темы, связанные с изучаемой дисциплиной, рассчитанная на выяснение объема знаний студента по определенному модулю | Перечень вопросов для обсуждения | студент демонстрирует: - непонимание проблемы. На большинстов вопросов нет ответа - «неудовлетворительно» - частичное понимание проблемы. Получены положительные ответы на 60 % заданных вопросов - «удовлетворительно»; - значительное понимание проблемы - «хорошо»; - полное понимание проблемы. На все вопросы дает краткие и четкие ответы - «отлично» | |
| Модульное тестирование | Контрольное мероприятие по учебному материалу каждого модуля дисциплины, состоящее в выполнении обучающимися системы стандартизирован-ных заданий, которая позволяет оценить уровень знаний, умений и навыков обучающегося. Модульное тестирование включает в себя следующие типы заданий: задание с единственным выбором ответа из предложенных вариантов, задание на определение верных и неверных суждений, задание с множественным выбором ответов | Система тестовых заданий | - от 0 до 50% выполненных заданий - «неудовлетворительно» - от 50 до 69% - «удовлетворительно» - от 70 до 89% - «хорошо» - от 90 до 100% -«отлично» | |
| Экзамен | В ходе сдачи экзамена студент решает ситуационные задачи - задания, включающие в себя не вопрос-ответ, а описание осмысленного отношения к полученной теории | Система комплекса задач | - - выполнено 60-100 % задания - зачтено- менее 51% выполненных заданий - неудовл. 51%-85% -хорошо, >85% - отлично |
8 Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины (модуля)
8.1 Основная литература
1. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования. Учебник для ВУЗов. / И. П. Норенков. - М.: МГТУ им. Баумана, 2006. - 448с.
2. Казиев В. М. Введение в анализ, синтез и моделирование сис-тем: учебное пособие. / В. М. Казиев. - Интенет-Ун-т Информ. Технологий
3. Советов Б. Я. Моделирование систем: учебник для студ. вузов, обуч. по специальности `Информатика и вычислительная тех-ника` и `Информационные системы` / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. - 5-е изд.,стереотип. - М.: Высш. шк., 2007. - 343 с.: ил.
4. Основы компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных средств в среде Micro-Cap: метод. указания к лабораторным работам / сост. А.Н. Копысов, Е.М. Зайцева. – Ижевск, 2013. – 66с.
8.2 Дополнительная литература
5. Представление знаний в информационных системах: учебник для студентов вузов / Б. Я. Советов, В. В. Цехановский, В. Д. Чертовской. – М.: Академия, 2011. – 144 с.
6. Ю.Б.Колесов, Ю.Б.Сениченков. Моделирование систем. Прак-тикум
по компьютерному моделированию. БЧВ-Петербург, 2007. - 352с.
7. Ф. Г. Зограф Основы компьютерного проектирования и моделирования РЭС. Учебный практикум. [Электронный ресурс] / Ф. Г. Зограф. –
Красноярск: Сиб. федерал. ун-т, 2011. – 120 с.
9 Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины (модуля)
При проведении лабораторных работ используются специализированные аппаратно-программные средства, мультимедийное и офисное оборудование. Методические указания по их использованию, для изучения дисциплины, содержаться в технической документации, прилагаемой к оборудованию и аппаратно-программным средствам.
Программные средства обеспечения освоения дисциплины:
Операционная система семейства Windows;
Комплекс программ MICROCUP версия 5.0 или выше;
Комплекс программ MATLAB\Simulink версия 6.5 или выше.
Материальное обеспечение дисциплины
Для изучения дисциплины требуется:
аудитория для проведения лекционных занятий, имеющая необходимое количество посадочных мест (для занятий с группой из 30-40 студентов) и оснащенная оборудованием для проведения презентаций (ноутбук, проектор), а также доской;
аудитория для проведения лабораторных занятий, имеющая необходимое количество рабочих мест (для занятий с подгруппой из 10-15 студентов), оборудованная персональными компьютерами на базе процессора Intel, оснащенных необходимым системным и прикладным программным обеспечением.
https://www.intuit.ru/studies/courses/651/507/lecture/11535
https://www.intuit.ru/studies/courses/651/507/lecture/11537
https://www.intuit.ru/studies/courses/651/507/lecture/11547
https://www.intuit.ru/studies/courses/651/507/lecture/11539
https://www.intuit.ru/studies/courses/651/507/lecture/11541
https://www.intuit.ru/studies/courses/651/507/lecture/11543
https://www.intuit.ru/studies/courses/651/507/lecture/11545
https://www.intuit.ru/studies/courses/651/507/lecture/11547
https://www.intuit.ru/studies/courses/651/507/lecture/11549
10 Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю)
Программные средства обеспечения освоения дисциплины:
Операционная система семейства Windows;
Комплекс программ Electronics Workbench версия 5.0 или выше;
Комплекс программ MICROCUP версия 5.0 или выше;
Комплекс программ MATLAB\Simulink версия 6.5 или выше.
Комплекс программ трассировки печатных плат (KICAD ИЛИ ПОДОБНЫЕ)
MATHCAD;
Компилятор СИ.
Лабораторные работы проводятся в учебном классе, оснащенном персональными компьютерами или специализированными рабочими станциями,
с установленными программами позволяющими проводить схемотехниче-
ское моделирование РЭС. Предпочтительно использование программных па-
кетов применяемых на производстве при проектировании РЭС.
Данное учебно-методическое пособие, прежде всего, ориентировано на
использование в качестве программного средства САПР РЭС семейства про-
грамм Cadence OrCAD версий 9.1-16.3 работающих на платформе OS Windows.
Для освоения лабораторного практикума достаточно демо-версии па-
кета OrCAD.
Программа схемотехнического моделирования PSpice входящая в состав
пакета OrCAD, как и большинство существующих программ-имитаторов в этой
области, основана на системе моделирования SPICE. Принципы и приемы
SPICE-моделирования используемые в OrCAD справедливы для любых SPICE-
подобных и SPICE-основанных систем моделирования входящих в состав про-
граммных пакетов САПР РЭС, таких как Altium, Proteus, Multisim и др.
Предполагается, что основные навыки построения схем в редакторе
OrCAD Capture студентами уже получены самостоятельно или на водных за-
нятиях..
11 Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Для изучения дисциплины требуется:
аудитория для проведения лекционных занятий, имеющая необходимое количество посадочных мест (для занятий с группой из 30-40 студентов) и оснащенная оборудованием для проведения презентаций (ноутбук, проектор), а также доской;
аудитория для проведения лабораторных занятий, имеющая необходимое количество рабочих мест (для занятий с подгруппой из 10-15 студентов), оборудованная персональными компьютерами на базе процессора Intel, оснащенных необходимым системным и прикладным программным обеспечением.