PMK – laboratorium projektowe Wprowadzenie do zajęć

PMK – laboratorium projektowe
Wprowadzenie do zajęć
Wstęp
Celem zajęć jest pokazanie na praktycznych przykładach pewnych typowych problemów, z
jakimi styka się konstruktor układów scalonych, oraz technik projektowania:




projektowania w stylu full custom i weryfikacji projektu na przykładzie bramki cyfrowej
(ćwiczenia 1 - 3),
projektowania układów analogowych, z uwzględnieniem rozrzutów produkcyjnych i
wrażliwości parametrów układu na zmiany parametrów elementów (ćwiczenia 4 - 5),
testowania i testowalności układów cyfrowych (ćwiczenia 6 - 7),
projektowania programowalnych systemów analogowo-cyfrowych PSoC (ćwiczenia 8 9).
Przebieg zajęć
Zajęcia podzielone są na kilka cykli, w których wykonuje się kolejne ćwiczenia projektowe.
Cykl taki może obejmować od jednego do trzech kolejnych tygodni zajęć, i dotyczy
jednego zagadnienia.
Przed pierwszymi zajęciami każdego cyklu należy przeczytać odpowiednią instrukcję.
Instrukcje zawierają opis zadania do wykonania oraz sugerują kolejne kroki, jakie należy
wykonać dla wykonania zadania. Zawierają też szereg pomocniczych rad i wskazówek.
Na pierwszych zajęciach każdego cyklu prowadzący zajęcia wygłosi wprowadzenie do
zadania, ilustrując to wprowadzenie pokazem czynności wykonywanych na komputerze.
Następnie należy przystąpić do samodzielnej pracy. Prowadzący będzie w miarę potrzeby
na bieżąco pomagał w pracach.
Aby nie tracić czasu na sprawy uboczne, należy koniecznie bez zwłoki sygnalizować
prowadzącemu problemy techniczne z komputerem i oprogramowaniem. Warto również
na bieżąco pokazywać prowadzącemu wyniki prac projektowych, zwłaszcza jeśli wyniki te
odbiegają od oczekiwań.
Ważne: należy na bieżąco dokumentować przebieg prac. Należy notować założenia,
przyjmowane do obliczeń wielkości i uzyskiwane wyniki, a także zauważone prawidłowości
i wnioski do dalszych prac. W sprawozdaniu powinien znaleźć się nie tylko końcowy wynik
prac, ale także zwięzły opis sposobu uzyskania tego wyniku.
Wynik, który zostanie uznany za końcowy, należy przedyskutować z prowadzącym, zanim
wykonane zostanie sprawozdanie.
Sprawozdanie
Sprawozdanie należy wykonać w postaci pliku tekstowego z ilustracjami i wydrukować.
Instrukcje do kolejnych ćwiczeń zawierają wskazówki szczegółowe określające, co
powinno znaleźć się w sprawozdaniu. W razie niejasności należy pytać prowadzącego
zajęcia.
1
Sprawozdanie powinno być napisane zwięzłym, lecz poprawnym językiem, bez błędów
gramatycznych i ortograficznych, i schludnie sformatowane. Nie tylko treść, ale i forma,
język i ogólny wygląd sprawozdania mogą mieć wpływ na otrzymane oceny. Sprawozdanie
można przygotować przy użyciu oprogramowania do edycji tekstów i grafiki
zainstalowanego w laboratorium, i wydrukować na drukarce znajdującej się w
laboratorium. Sprawozdanie najlepiej jest przygotować i oddać do oceny bezpośrednio po
zakończeniu prac projektowych, ale nie jest to formalnie wymagane. Terminem
ostatecznym oddania sprawozdań jest ostatni dzień zajęć w semestrze. Po tym terminie
sprawozdania nie będą już przyjmowane.
Zasady pracy na komputerach
W laboratorium projektowym używane są komputery firmy Apple, które mogą pracować z
każdym z popularnych systemów operacyjnych: Mac OS X, Windows, różne wersje
Linuxa. Ponieważ część prac będzie wykonywana z wykorzystaniem systemu Mac OS X,
który jest w Polsce stosunkowo mniej znany, dalej omówione będą pewne cechy tego
systemu, które warto znać.
Dla potrzeb przedmiotu PMK każdy student ma założone konto. Znajduje się ono na
centralnym serwerze, który jest poza pomieszczeniem laboratorium, ale jest dostępne z
każdego komputera w laboratorium. Nazwę i hasło do zalogowania się poda prowadzący
zajęcia.
Zaleca się nie używać spacji w nazwach katalogów i plików, chociaż system Mac OS X to
dopuszcza. Nie należy również używać polskich liter (ą, ć, ź itp.). System Mac OS X na to
pozwala, ale nie wszystkie programy prawidłowo obsługują takie pliki.
Niedopuszczalne jest zmienianie zawartości katalogów innych niż własny, w szczególności
katalogów innych studentów!
Pliki umieszczone w innych miejscach niż własny katalog mogą być w każdej chwili
skasowane bez ostrzeżenia!
Na komputerach założone są także katalogi dotyczące innych zajęć. Zmienianie ich
zawartości jest niedopuszczalne!
Wszelkie zmiany w ustawieniach systemowych (menu “System Preferences”) mogą być
dokonywane tylko przez osobę prowadzącą zajęcia, zresztą większość tych ustawień
może być zmieniana tylko z konta administratora. W razie potrzeby zmiany ustawień
należy zwrócić się do prowadzącego zajęcia.
Wszystkie programy potrzebne do zajęć znajdują się w katalogu “Applications”, a w pasku
zadań (nazywającym się “Dock” w terminologii Mac OS X) powinny znajdować się ikony
będące skrótami do tych programów. Ikon tych nie należy usuwać. Nie należy również
próbować przenosić programów w inne miejsca. Nie jest dozwolone samodzielne
instalowanie jakiegokolwiek oprogramowania! Nie jest również dopuszczalne kopiowanie
oprogramowania zainstalowanego w laboratorium. Prowadzący zajęcia może wyrazić
zgodę na skopiowanie programów, które mogą być swobodnie rozpowszechniane
(“freeware”) oraz programów opracowanych w IMiO, nie należy tego jednak robić bez jego
wiedzy i zgody.
Po zakończeniu pracy komputer należy pozostawić w takim stanie, w jakim był w
2
momencie rozpoczynania pracy. W szczególności, jeśli komputer był włączony, nie wolno
go wyłączać! Komputery w laboratorium, oprócz obsługi zajęć studenckich, służą też do
realizacji dużych zadań obliczeniowych i symulacyjnych pracując w trybie obliczeń
wieloprocesorowych rozproszonych. Obliczenia te wykonywane są zawsze w tle i nie
przeszkadzają w normalnym korzystaniu z komputerów w zwykłym trybie.
Komputery w laboratorium są podłączone do sieci uczelnianej. Można na nich korzystać z
typowych usług sieciowych, jak np. korzystanie z przeglądarek internetowych.
Standardowa w systemie Mac OS X jest przeglądarka “Safari”. Istnieją wersje Mac OS X
wszystkich innych typowych przeglądarek (Firefox, Chrome, SeaMonkey itp.), ale nie są
one zainstalowane w laboratorium. Można też wykorzystywać niektóre usługi sieciowe
systemu Unix. Do pracy w trybie tekstowym służy program “Terminal”, który otwiera okno
konsoli Unixa. Spoza Politechnki nie ma dostępu przez sieć do komputerów w
laboratorium.
3
Informacje i rady dotyczące specyfiki systemu Mac OS X
Uwagi ogólne
Komputery firmy Apple z systemem operacyjnym Mac OS są używane w Zakładzie Metod
Projektowania w Mikroelektronice od 1985 roku. Przez bardzo wiele lat były to komputery
znacznie lepsze i wydajniejsze od popularnych “pecetów”, toteż w zakładzie powstało
bardzo wiele specjalistycznych programów dla tych komputerów i tego systemu
operacyjnego. System Mac OS, wprowadzony w roku 1984, był wzorem dla innych
“okienkowych “ systemów, w tym systemów firmy Microsoft, toteż praca w systemie Mac
OS X niezbyt różni się od pracy w systemie Windows. Niemniej, pewne różnice występują.
Systemy Mac OS aż do wersji 9.2 były oparte na oryginalnych założeniach i koncepcjach
firmy Apple. Jądrem obecnie używanego systemu Mac OS X jest Unix, toteż
doświadczenia z pracy w innych systemach Unixo-podobnych (jak Linux), mogą być
przydatne. Jednak znajomość Unixa nie jest konieczna.
Klawiatura komputerów firmy Apple jest bardzo podobna do klawiatur używanych z
systemem Windows. Obok klawiszy “Alt” i “Control” występuje jeszcze klawisz “Command”
oznaczony symbolem jabłuszka  lub koniczynki ⌘. Ten klawisz służy do skrótów
klawiaturowych. Przykładowo, komenda uruchamiana w systemie Windows kombinacją
klawiszy “Control-N” w systemie Mac OS X jest uruchamiana kombinacją “Command-N”,
czyli “-N”.
W systemie Mac OS X prawy i lewy klawisz “Alt” mają to samo działanie. Klawisz “Alt”
bywa też oznaczany “Option” lub “opt”.
Myszki używane w laboratorium mają trzy przyciski i kulkę do przewijania. Lewy przycisk:
należy nacisnąć pokrywę myszki kładąc palec z lewej strony kulki. Prawy przycisk: należy
nacisnąć pokrywę myszki kładąc palec z prawej strony kulki. Środkowy przycisk: należy
nacisnąć kulkę. Kulka do przewijania umożliwia przewijanie w pionie i poziomie. Niektóre
starsze programy jednak nie obsługują przewijania w poziomie lub w ogóle nie obsługują
kulki.
Kompatybilność
Istnieje bardzo wiele programów mających wersje zarówno dla systemu Mac OS X, jak i
dla systemu Windows. Należą do nich na przykład popularne pakiety Microsoft Office i
OpenOffice. Pliki zapisane w jednym systemie są na ogół bez problemów czytane w
drugim. Należy jednak pamiętać, że w systemie Windows prawidłowa identyfikacja rodzaju
pliku wymaga użycia odpowiedniego rozszerzenia (np. “.doc” dla plików programu
Microsoft Word), podczas gdy w systemie Mac OS X nie jest to w ogólności konieczne.
Należy więc pamiętać o dodawaniu rozszerzeń, jeśli plik z systemu Mac OS X ma być
przeniesiony do systemu Windows. Programy w systemie Mac OS X, które mają swoje
wersje dla systemu Windows, używają w obu systemach tych samych rozszerzeń.
Przy przenoszeniu plików zawierających bogatą grafikę z systemu Mac OS X do systemu
Windows może nastąpić pewna utrata jakości lub nawet zniekształcenie lub brak
elementów graficznych, ponieważ nie wszystkie możliwości graficzne systemu Mac OS X
mają swoje odpowiedniki w systemie Windows. Zawsze bezpieczny jest format PDF. Pliki
w tym formacie są prawidłowo czytane w każdym systemie. W systemie Mac OS X plik
PDF można bardzo łatwo stworzyć wykorzystując polecenie “Print”, z którego można
4
wybrać opcję “Save as PDF”.
Istnieją emulatory systemu Mac OS dla Windows, jednak emulują one stare wersje
systemu, przed wprowadzeniem systemu Mac OS X. Programy obecnie używane w
laboratorium nie działają z tymi emulatorami.
System plików i użycie pamięci zewnętrznych USB
W systemie Mac OS X można swobodnie używać popularnych pamięci zewnętrznych USB
typu “Flash”, zarówno z systemem plików Mac OS X, jak i z systemem plików DOS.
Natomiast systemy Windows nie potrafią korzystać z pamięci USB sformatowanych w
systemie plików Mac OS X. W przypadku pamięci USB sformatowanych w systemie DOS
moźe nastąpić podział plików z systemu Mac OS X na dwie części. Na komputerach
pracujących w systemie Windows widoczne są wówczas dwa pliki zamiast jednego.
Przykładowo, dla pliku pochodzącego z systemu Mac OS X, o nazwie “Plik.doc”, pod
systemem Windows mogą być widoczne dwa pliki: “Plik. doc” oraz “._Plik.doc”. Są to dwa
różne pliki. Przy kopiowaniu plików na komputer z systemem Windows lub przesyłaniu
przez sieć plik “._Plik.doc” jest zwykle gubiony. W niektórych przypadkach plik taki może
nie zawierać żadnej użytecznej informacji, i jego usunięcie nie powoduje szkody. Jednak
nie zawsze tak jest. Aby uniknąć utraty informacji, w przypadku kopiowania plików do
celów archiwalnych (“backup”) lub do przesyłania przez sieć zaleca się najpierw
kompresję ZIP. Można poddać kompresji zarówno pojedyncze pliki, jak i całe katalogi.
Służy do tego polecenie “Compress” w menu systemowym “File”. W celu odtworzenia
oryginalnego pliku lub katalogu poddanego kompresji wystarczy dwukrotnie kilkn ąć w
ikonę pliku skompresowanego. Pliki poddane kompresji ZIP mogą być także odtworzone w
systemie Windows, zaś pliki poddane kompresji w systemie Windows mogą być
odtworzone w systemie Mac OS X.
Polskie litery
Aby przy pisaniu tekstów użyć polskich liter (ą, ć, ś itp.), należy włączyć polską klawiaturę
“Polish Pro” (w pasku menu z prawej strony) oraz wybrać odpowiednią czcionkę. Polskie
litery istnieją w większości czcionek, w szczególności w tych, które mają swoje
odpowiedniki o tej samej nazwie w systemie Windows (np. Arial, Times New Roman). Z
tych czcionek należy korzystać, jeśli planowana jest dalsza edycja tekstu w systemie
Windows. Niektóre czcionki mają dwie wersje: podstawową i dodatkową z literami “CE” na
końcu nazwy, np. “Palatino CE”. W takim przypadku wersja CE zawiera polskie litery, a
wersja podstawowa – nie. Te czcionki mogą nie działać prawidłowo w systemie Windows.
Układ klawiatury jest taki sam, jak dla komputerów z systemem Windows. Litery greckie i
symbole matematyczne należy czerpać z czcionki “Symbol”.
Edycja tekstów i grafiki
Do edycji tekstów i grafiki zaleca się w laboratorium używanie programów pakietów
“AppleWorks” lub "NeoOffice" (jest to wersja "OpenOffice"), które zawierają m.in. program
do edycji tekstów, arkusz kalkulacyjny oraz programy do edycji grafiki. Programy te są
proste w obsłudze.
Edytory tekstu umożliwiają wkopiowywanie dowolnych obrazków, zarówno wykonanych w
programach pakietu “AppleWorks”, jak i w innych programach. Służą do tego komendy
“Copy” i “Paste”. Można m.in. wklejać topografie projektowanych układów z programu
“Uncle X”, wykresy wykonane przez program “IMiOSpice X”, histogramy z programu
5
“StatIC”, charakterystyki tranzystorów z programu “Syprus”.
Aby uzyskać ładne i czytelne czarno-białe wydruki topografii skopiowane z programu
“Uncle X” i wklejone do plików tekstowych, należy w programie “Uncle X” ustawić
następujące preferencje (menu “Uncle X -> Preferences", zakładka "Clipboard”):
 Copy layout as a bitmap,
 Use the current window scale,
 Należy zaznaczyć opcję "Copy in black and white patterns".
Obrazy topografii są wtedy przenoszone bez kolorów, poszczególne obszary są
różnicowane czarno-białymi deseniami. Zalecane jest, aby tak dobrać wielkość obrazu w
oknie programu “Uncle X”, by nie wymagał on przeskalowywania po przeniesieniu do
dokumentu tekstowego.
Obrazki wklejane do tekstu edytowanego w pakiecie “AppleWorks” powinny być takiej
wielkości lub tak przeskalowane, aby nie wychodziły poza prawy i lewy margines kartki.
Jeśli obrazki “wystają”, to może to wyraźnie przedłużyć proces drukowania.
Edycja tekstów plików dla programu “IMiOSpice X” powinna być wykonywana edytorem
“BBEdit” lub "TextWrangler". Są to specjalizowane edytory do pisania tekstów programów
itp. Zapisują one pliki z “czystym” tekstem (ASCII). Program “IMiOSpice X” zawiera też
własny wbudowany edytor tekstów. W przypadku użycia innych edytorów trzeba
zapisywać pliki w formacie “Text only”.
Drukowanie
Do drukowania służą komendy “Page Setup” i “Print”, które we wszystkich programach
działają tak samo, z tym że niektóre programy umieszczają w oknach otwieranych przez te
komendy swoje dodatkowe opcje.
W laboratorium jest obecnie jedna drukarka laserowa, z którą komputery łączą się przez
sieć. Często pod koniec zajęć tworzy się długa kolejka do drukarki, gdy wszyscy studenci
chcą równocześnie drukować sprawozdania. Można uniknąć oczekiwania wykorzystując
opcję “Print to PDF”: zapisać wydruk w postaci pliku PDF, a następnie wydrukować go w
dowolnym dogodnym momencie, gdy drukarka nie jest obciążona, albo nawet zabrać go i
wydrukować poza laboratorium.
Użycie komputerów firmy Apple z procesorami PowerPC i z procesorami Intela
Obecnie produkowane modele komputerów firmy Apple mają procesory Intela, i takie
komputery używane są w laboratorium. Komputery te stają się coraz popularniejsze, coraz
więcej studentów ma takie komputery lub ma do nich dostęp. Dawniej komputery firmy
Apple były wyposażane w procesory PowerPC, które nie są kompatybilne z procesorami
Intela na poziomie kodu binarnego. System operacyjny Mac OS X działa jednakowo na
obu rodzajach komputerów. Programy wykorzystywane w laboratorium działają zarówno
na komputerach z procesorami PowerPC, jak i na komputerach z procesorami Intela,
ponieważ pliki tych programów zawierają kody binarne dla obu platform. Ponadto stare
programy, które zawierają wyłącznie kod binarny dla procesorów PowerPC, mogą być bez
przeszkód uruchamiane na komputerach z procesorami Intela, ponieważ system Mac OS
X w wersji dla procesorów Intela zawiera wbudowany emulator procesorów PowerPC.
Emulator ten w razie potrzeby jest uruchamiany samoczynnie i jest bardzo sprawny,
przeciętny użytkownik w ogóle nie zauważa, że program uruchomiony jest w trybie
emulacji.
6