анализа и синтеза. Исторически сложилось так, что исследования в области СВЧ САПР начались несколько позже. Это привело к тому, что СВЧ САПР «унаследовали» архитектуру и (по большей части) основные идеи НЧ САПР. Последствием такого подхода явилось стремление описывать БЭ такими функциями, которые могут быть определены через амплитудные значения прямых и отраженных волн и (или) токи и напряжения.

Переход к ОИС требует знания структуры и числовых характеристик электромагнитного поля внутри устройства в качестве основного информативного параметра. Таким образом, в САПР ОИС СВЧ на первый план выдвигается «полевой» принцип, что предъявляет вполне определенные требования к математическому обеспечению и техническим средствам таких САПР. Главными из них являются:

- прикладное математическое обеспечение (решение задач трехмерного моделирования) должно давать возможность расчета электромагнитного поля в любой точке внутри рассматриваемой объемной схемы;

- технические средства (графический дисплей) должны обеспечивать возможность графического изображения не только топологического рисунка ОИС СВЧ, но и силовых линий электромагнитного поля.

Выполнение первого условия потребует, очевидно, наличия либо ЭВМ с весьма большими вычислительными ресурсами по части производительности и оперативной памяти, либо комплекса ЭВМ (с относительно малыми вычислительными ресурсами - мини-ЭВМ и микро-ЭВМ) и центрального процессора, осуществляющего диспетчерские функции.

Выполнение же второго требования означает наличие графического трехкоординатного дисплея с цветным изображением для одновременного представления как трехмерной топологии схемы, так и графического изображения полей (при необходимости и (или) их особенностей).

Дополнительным основным требованием к математическому обеспечению САПР ОИС СВЧ, определяющим жизнеспособность и популярность среди пользователей, является «дружелюбие» по отношению к ним. Выполнение этого требования означает наличие развитого обеспечения: лингвистического, организационного, системного и др.

Структура САПР и режимы ее функционирования. К настоящему времени реализовано несколько САПР ИС СВЧ. Две из них были описаны в [2, § 1.3] (там же даны соответствующие ссылки). Здесь мы не будем повторять эти сведе-

ния подробно, а сформулируем только основные принципы САПР уровня структуры с параметрическим синтезом качества. К сожалению, работы по структурному синтезу находятся еще на начальной стадии становления.

Структура системы САПР ОИС СВЧ (на уровне параметрического синтеза БЭ и функционального узла) ничем не отличается от структур САПР для ИС СВЧ или гибридных ИС СВЧ. Наиболее сложный и ответственный этап проектирования РЭА - компоновка модуля - производится проектировщиком на предварительной стадии создания эскиза РЭА на основании личного и коллективного опыта, общих условий размещения СВЧ модуля в радиокомплексе, характера требований ТЗ по обеспечению массогабаритных, температурных, влажностных, ударных и других характеристик; при этом должны быть взаимно увязаны принципиально радиоэлектронные, конструктивные, технологические и эксплуатационные особенности данного РЭА. После этапа предварительной компоновки СВЧ модуля, определения набора необходимого числа БЭ и их характеристик вступает в действие САПР, осуществляющая полный или квазиполный параметрический синтез модуля по необходимому числу показателей и возможным (необходимым) пределам их изменений. Общая эффективность модуля СВЧ, равно как и всего РЭА в целом, оценивается целевой функцией

S = f(x„ х„ xJ = f{X}, (22)

I где элементы Xi множества X являются частными целевыми функциями, определяющими количественные и (или) качественные параметры РЭА в соответствии с ТЗ на проектирование, производство и особенности эксплуатации (например, связанные с задачами электромагнитной совместимости проектируемого РЭА со всем радиоэлектронным комплексом и т. д.).

Перечислим некоторые из таких параметров: массогабаритные данные, энергопотребление, диапазон частот, быстродействие, чувствительность, коэффициент усиления, полоса пропускания, степень подавления сигнала (помехи) в полосе непропускания, дальность действия, точность, безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, прочность (вибрационная, ударная и др.), влагостойкость, унификация, обеспечение кондуктивной передачи теплоты и конвективного теплообмена, радиационная .стойкость и баростойкость, технологичность, безопасность, экономичность и т. д. Разумеется, оптимизация РЭА по перечисленным типам показателей должна учитывать

наличие фундаментальных пределов радиоэлектроники (см. Введение), ограниченность машинных ресурсов, наличие программного обеспечения САПР и мн. др., т. е. как частные целевые функции f{X), так и целевая функция <§ в (22) должны иметь соответствующие ограничения. Следует отметить, что и выбор модели целевой функции S, и задание независимых или квазинезависимых элементов Xi оптимизации суть достаточно сложная задача, при решении которой необходимо включать в модель не все возможные параметры РЭА, а лишь некоррелирующие или мало коррелирующие друг с другом. При этом зачастую пользуются некоторыми ицтегральными (или обобщенными) параметрами, объединяющими в одну группу показателей однородные параметры с установлением «веса» каждого из них. Это позволяет в ряде случаев существенно уменьшить необходимые машинные ресурсы. Для решения задачи максимизации (минимизации) целевой функции (22) разработано и с успехом применяется в радиоэлектронике большое число различных методов оптимизации.

Исходя из изложенного, можно сформулировать следующие основные принципы, которые должны быть положены в основу САПР ОИС СВЧ:

1. Простота доступа к системе для пользователя на всех этапах проектирования и производства с возможностью поэтапного эффективного контроля результатов.

2. Способности компиляции сложных функциональных узлов РЭА на основе элементарных БЭ, составляющих библиотеку (архив) САПР.

3. Гибкость и незамкнутость САПР, что позволяет применять ее для оперативного решения большого класса задач (в частности, построения матриц рассения новых типов БЭ на основе компиляции по данным их составных частей), а также способность к (во всяком случае, аддитивному) пополнению библиотеки фундаментальных БЭ, в том числе и экспериментальными данными.

4 Возможность диалога САПР с пользователем на всех этапах проектирования и производства.

5. Работа САПР в различных режимах, как, например, «справочника», «накопителя» и др.

6. Способность производить статистический анализ функциональных узлов и всего модуля (учет влияния разброса электрических, геометрических и других параметров на интегральные характеристики).

7. Удобство и оперативность выхода к аналоговым структурам (АВМ).