Circuit design
परिपथ डिजाइन की प्रक्रिया एक एकीकृत परिपथ के भीतर जटिल इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों से लेकर अलग-अलग ट्रांजिस्टर तक की प्रणालियों को शामिल कर सकती है। एक व्यक्ति अक्सर सरल परिपथों के लिए एक नियोजित या संरचित डिजाइन प्रक्रिया की आवश्यकता के बिना डिजाइन प्रक्रिया कर सकता है। फिर भी, बुद्धिमान रूप से निर्देशित कंप्यूटर अनुकरण के साथ एक व्यवस्थित दृष्टिकोण का पालन करने वाले डिजाइनरों की टीमें अधिक जटिल डिजाइनों के लिए तेजी से आम होती जा रही हैं। इंटीग्रेटेड सर्किट डिजाइन ऑटोमेशन में, "सर्किट डिजाइन" शब्द अक्सर डिजाइन चक्र के उस चरण को संदर्भित करता है जो इंटीग्रेटेड सर्किट के स्कीमैटिक्स को आउटपुट करता है। आमतौर पर यह तर्क डिजाइन और भौतिक डिजाइन के बीच का कदम है। प्रक्रिया पारंपरिक परिपथ डिजाइन में आमतौर पर कई चरण शामिल होते हैं। कभी-कभी, ग्राहक के साथ संपर्क करने के बाद एक डिज़ाइन विनिर्देश लिखा जाता है। ग्राहक विनिर्देशन की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एक तकनीकी प्रस्ताव लिखा जा सकता है। अगले चरण में कागज पर एक योजनाबद्ध परिपथ आरेख, एक अमूर्त विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक परिपथ को संश्लेषित करना शामिल है जो विनिर्देशों को पूरा करेगा। निर्दिष्ट शर्तों के तहत संचालन विनिर्देशों को पूरा करने के लिए घटक मूल्यों की गणना की जानी चाहिए। डिजाइन की शुद्धता को सत्यापित करने के लिए अनुकरण किए जा सकते हैं। विनिर्देशन के विरुद्ध परीक्षण के लिए एक ब्रेडबोर्ड या डिजाइन का अन्य प्रोटोटाइप संस्करण बनाया जा सकता है। इसमें अनुपालन प्राप्त करने के लिए परिपथ में कोई भी बदलाव करना शामिल हो सकता है। निर्माण की विधि और उपयोग किए जाने वाले सभी भागों और सामग्रियों के बारे में चुनाव किया जाना चाहिए। प्रोटोटाइप उत्पादन के लिए मसौदा तैयार करने वाले व्यक्तियों और लेआउट और मैकेनिकल इंजीनियरों को घटक और लेआउट जानकारी की प्रस्तुति होती है। इसके बाद ग्राहकों की आवश्यकताओं का अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए कई प्रोटोटाइप का परीक्षण या प्रकार-परीक्षण किया जाता है। आम तौर पर, अंतिम विनिर्माण चित्र पर हस्ताक्षर और अनुमोदन होता है, और डिजाइन के बाद की सेवाएं (घटकों का अप्रचलन, आदि) हो सकती हैं। विनिर्देशन परिपथ डिजाइन की प्रक्रिया विनिर्देशन के साथ शुरू होती है, जो उस कार्यक्षमता को बताती है जो तैयार डिजाइन को प्रदान करनी चाहिए लेकिन यह इंगित नहीं करती है कि इसे कैसे प्राप्त किया जाना है। प्रारंभिक विनिर्देश एक तकनीकी रूप से विस्तृत विवरण है कि ग्राहक तैयार परिपथ को क्या प्राप्त करना चाहता है और इसमें विभिन्न प्रकार की विद्युत आवश्यकताएं शामिल हो सकती हैं, जैसे कि परिपथ को कौन से संकेत प्राप्त होंगे, इसे कौन से संकेत प्राप्त करने चाहिए, कौन सी बिजली की आपूर्ति उपलब्ध है और कितनी बिजली की खपत की अनुमति है। विनिर्देशन कुछ भौतिक मापदंडों को भी निर्धारित कर सकता है (और सामान्य रूप से करता है) जिन्हें डिजाइन को पूरा करना चाहिए, जैसे कि आकार, वजन, नमी प्रतिरोध, तापमान सीमा, तापीय उत्पादन, कंपन सहिष्णुता और त्वरण सहिष्णुता। जैसे-जैसे डिजाइन प्रक्रिया आगे बढ़ती है, डिजाइनर अक्सर विनिर्देश पर लौटता है और डिजाइन की प्रगति को ध्यान में रखते हुए इसे बदल देता है। इसमें ग्राहक द्वारा आपूर्ति किए गए विनिर्देशों को कड़ा करना और उन परीक्षणों को जोड़ना शामिल हो सकता है जिन्हें स्वीकार करने के लिए परिपथ को उत्तीर्ण होना चाहिए। इन अतिरिक्त विनिर्देशों का उपयोग अक्सर एक डिजाइन के सत्यापन में किया जाएगा। ग्राहक के मूल विनिर्देशों के साथ टकराव या संशोधन करने वाले परिवर्तनों पर कार्रवाई करने से पहले उन्हें लगभग हमेशा ग्राहक द्वारा अनुमोदित करना होगा। ग्राहक की जरूरतों की सही पहचान 'डिजाइन क्रीप' के रूप में जानी जाने वाली स्थिति से बच सकती है, जो यथार्थवादी प्रारंभिक अपेक्षाओं के अभाव में होती है, और बाद में डिजाइन प्रक्रिया के दौरान ग्राहक के साथ पूरी तरह से संवाद करने में विफल रहती है। इसे इसके परिणामों के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है; "एक चरम पर आवश्यकता से अधिक कार्यक्षमता वाला परिपथ है, और दूसरे पर गलत कार्यक्षमता वाला परिपथ है।" फिर भी, कुछ बदलावों की उम्मीद की जा सकती है। विकल्पों को यथासंभव लंबे समय तक खुला रखना अच्छा अभ्यास है क्योंकि बाद में परिपथ से अतिरिक्त तत्वों को हटाना उन्हें अंदर रखने की तुलना में आसान है। डिजाइन प्रक्रिया में शुरुआत में विनिर्देश से एक योजना की ओर बढ़ना शामिल है जिसमें अंत में भौतिक रूप से निर्मित होने के लिए आवश्यक सभी जानकारी होती है; यह आमतौर पर कई चरणों से गुजरते हुए होता है, हालांकि सीधे परिपथ में, यह एक ही चरण में किया जा सकता है। प्रक्रिया आमतौर पर विनिर्देश को विभिन्न कार्यों के एक ब्लॉक आरेख में परिवर्तित करने के साथ शुरू होती है जो सर्किट को करना चाहिए, इस स्तर पर प्रत्येक ब्लॉक की सामग्री पर विचार नहीं किया जाता है, केवल प्रत्येक ब्लॉक को क्या करना चाहिए, इसे कभी-कभी "ब्लैक बॉक्स" डिज़ाइन के रूप में संदर्भित किया जाता है। यह दृष्टिकोण संभवतः अत्यधिक जटिल कार्य को छोटे कार्यों में विभाजित करने की अनुमति देता है या तो अनुक्रम में निपटाया जाता है या एक डिजाइन टीम के सदस्यों के बीच विभाजित किया जाता है। फिर प्रत्येक खंड पर अधिक विस्तार से विचार किया जाता है, अभी भी एक अमूर्त चरण में, लेकिन प्रदान किए जाने वाले विद्युत कार्यों के विवरण पर बहुत अधिक ध्यान केंद्रित किया जाता है। इस या बाद के चरणों में, यह आम बात है कि क्या हासिल करना संभव है और क्या संभव नहीं है, इसके लिए बड़ी मात्रा में शोध या गणितीय मॉडलिंग की आवश्यकता होती है। इस शोध के परिणामों को डिज़ाइन प्रक्रिया के शुरुआती चरणों में वापस लाया जा सकता है, उदाहरण के लिए यदि यह पता चलता है कि ब्लॉकों में से एक को इसके लिए निर्धारित मापदंडों के भीतर डिज़ाइन नहीं किया जा सकता है, तो इसके बजाय अन्य ब्लॉकों को बदलना आवश्यक हो सकता है। इस बिंदु पर, यह दोनों पर विचार करना शुरू करना भी आम है कि कैसे प्रदर्शित किया जाए कि डिज़ाइन विनिर्देशों को पूरा करता है, और इसका परीक्षण कैसे किया जाना है (जिसमें स्व-नैदानिक उपकरण शामिल हो सकते हैं)। अंत में, व्यक्तिगत परिपथ घटकों को समग्र डिजाइन में प्रत्येक कार्य को करने के लिए चुना जाता है; इस स्तर पर, प्रत्येक घटक का भौतिक लेआउट और विद्युत कनेक्शन भी तय किए जाते हैं, यह लेआउट आमतौर पर एक मुद्रित परिपथ बोर्ड या एकीकृत परिपथ के उत्पादन के लिए कलाकृति का रूप लेता है। उपलब्ध विकल्पों की विशाल श्रृंखला के कारण यह चरण आम तौर पर अत्यधिक समय लेने वाला होता है। इस स्तर पर डिजाइन पर एक व्यावहारिक बाधा मानकीकरण है। उसी समय, एक सर्किट में किसी स्थान पर उपयोग के लिए एक घटक के एक निश्चित मूल्य की गणना की जा सकती है; यदि उस मूल्य को आपूर्तिकर्ता से नहीं खरीदा जा सकता है, तो समस्या अभी भी हल नहीं हुई है। इससे बचने के लिए, एक समग्र डिजाइन के भीतर अधिक सांसारिक कार्यों को हल करने के लिए एक निश्चित मात्रा में 'कैटलॉग इंजीनियरिंग' का उपयोग किया जा सकता है। तेजी से प्रौद्योगिकी विकास का एक क्षेत्र नैनोइलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन के क्षेत्र में है। लागत आम तौर पर, सर्किट डिजाइन करने की लागत सीधे अंतिम सर्किट की जटिलता से जुड़ी होती है। जटिलता (घटकों की मात्रा और डिजाइन नवीनता) जितनी अधिक होगी, एक कार्यात्मक उत्पाद बनाने के लिए एक कुशल इंजीनियर के समय के उतने ही अधिक घंटे आवश्यक होंगे। प्रक्रिया थकाऊ हो सकती है, क्योंकि सूक्ष्म विवरण या विशेषताओं को बनाने में कोई भी समय, सामग्री और श्रमशक्ति लग सकती है। जैसे ट्रांजिस्टर के आकार या प्रारूप को संशोधित करने के प्रभावों को ध्यान में रखना। लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में, लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स का उत्पादन करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले पॉलीमाइड सब्सट्रेट को पी. ई. एन. या पी. ई. टी. जैसी सामग्री से बदलना, 5-10 के कारकों द्वारा लागत को कम कर सकता है। सर्किट डिजाइन करने की लागत लगभग हमेशा प्रति इकाई उत्पादन लागत से कहीं अधिक होती है, क्योंकि सर्किट के उत्पादन और कार्य की लागत सर्किट के डिजाइन पर बहुत अधिक निर्भर करती है। यद्यपि विशिष्ट पी. सी. बी. उत्पादन विधियों में घटाव उत्पादन शामिल है, ऐसी विधियाँ हैं जो एक योगात्मक निर्माण प्रक्रिया का उपयोग करती हैं, जैसे कि पी. सी. बी. को "प्रिंट" करने के लिए 3डी प्रिंटर का उपयोग करना। माना जाता है कि इस विधि की लागत योजक निर्माण की तुलना में कम है और यह अपशिष्ट प्रबंधन की आवश्यकता को पूरी तरह से समाप्त करती है। सत्यापन और परीक्षण एक बार सर्किट तैयार हो जाने के बाद, इसे सत्यापित और परीक्षण दोनों किया जाना चाहिए। सत्यापन एक डिजाइन के प्रत्येक चरण से गुजरने और यह सुनिश्चित करने की प्रक्रिया है कि यह वही करेगा जो विनिर्देश के लिए आवश्यक है। यह अक्सर एक अत्यधिक गणितीय प्रक्रिया होती है और इसमें डिजाइन के बड़े पैमाने पर कंप्यूटर सिमुलेशन शामिल हो सकते हैं। किसी भी जटिल डिजाइन में, यह बहुत संभावना है कि इस स्तर पर समस्याएं मिलेंगी और उन्हें ठीक करने के लिए फिर से किए जाने वाले डिजाइन कार्य की एक बड़ी मात्रा को प्रभावित कर सकती है। परीक्षण सत्यापन के लिए वास्तविक दुनिया का समकक्ष है; परीक्षण में भौतिक रूप से डिजाइन का कम से कम एक प्रोटोटाइप बनाना शामिल है और फिर (विनिर्देश में परीक्षण प्रक्रियाओं के संयोजन में या इसमें जोड़ा गया है) सर्किट की जाँच करना वही करता है जिसके लिए इसे डिज़ाइन किया गया था। डिजाइन सॉफ्टवेयर दृश्य डी. एस. डी. के सॉफ्टवेयर में, पूरक परिपथ के लॉजिक सर्किट को संकलन प्रोग्राम कोड द्वारा लागू किया जाता है। इस प्रकार के सॉफ्टवेयर प्रोग्राम सभी प्रकार के परिपथों के लिए सस्ते और अधिक कुशल परिपथ बना रहे हैं। हमने अपने प्रस्तावित परिपथों में तर्क अभिव्यक्तियों के अनुरूप तर्क कार्यों को सत्यापित करने के लिए कार्यात्मक अनुकरणों को लागू किया है। प्रस्तावित वास्तुकला को वी. एच. डी. एल. भाषा में तैयार किया गया है। इस भाषा का उपयोग करने से अधिक कुशल परिपथ तैयार होंगे जो न केवल सस्ते होंगे बल्कि लंबे समय तक चलेंगे। ये कई डिजाइन सॉफ्टवेयर में से केवल दो हैं जो व्यक्तियों को उत्पादन के लिए सर्किट की योजना बनाने में मदद करते हैं। प्रोटोटाइपिंग प्रोटोटाइपिंग उन चीजों को करने का एक बड़ा हिस्सा है जो बहुत कठिन हैं। सर्किट डिजाइन आपको चीजों पर चलते रहने और अपनी गलतियों को ठीक करने के लिए मजबूर करता है। सर्किट डिजाइन एक बहुत ही कठिन काम है जिसे बिना गलती किए किया जा सकता है। सर्किट डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करने के लिए कई बार परीक्षण करना चाहिए कि उनका डिज़ाइन कुशलता से काम करता है और सबसे बढ़कर, एक उपभोक्ता के लिए खरीदने और उपयोग करने के लिए सुरक्षित है। प्रोटोटाइपिंग किसी भी विद्युत कार्य का एक बड़ा हिस्सा है क्योंकि यह बहुत सावधानीपूर्वक और सटीक है। अगर किए जा रहे काम में कोई प्रोटोटाइप नहीं चल रहा है तो हर कोई शायद गलतियों की कल्पना कर सकता है। इन श्रमिकों को विद्युत परिपथ बनाने और इन विद्युत परिपथ को खरीदने वाले सभी लोगों को घर पर सुरक्षित रखने के लिए भुगतान किया जा रहा है। प्रोटोटाइप न करने और एक असफल विद्युत परिपथ को बाहर भेजने के खतरों में आग और गर्म तार शामिल होंगे, जिससे किसी को पता नहीं चलेगा और वे या तो जल जाएंगे या गंभीर रूप से घायल हो जाएंगे। परिणाम प्रत्येक विद्युत परिपथ एक परिपथ बोर्ड सिम्युलेटर के साथ शुरू होता है कि दिन के अंत में चीजों को कैसे एक साथ रखा जाएगा और दिखाएगा कि परिपथ वस्तुतः कैसे काम करेगा। एक खाका तकनीकी डिजाइन और अंतिम उत्पाद का चित्रण है। आखिरकार, यह किया जाता है, और आप सर्किट को एक साथ रखने के लिए ब्लूप्रिंट का उपयोग करते हैं, आपको विद्युत सर्किट के परिणाम मिलेंगे जो काफी यादगार हैं। सर्किट एक मूवी थिएटर में वैक्यूम से लेकर एक बड़े टीवी तक कुछ भी चलाएगा। इन सब में एक लंबा समय लगता है और एक निश्चित कौशल जो हर कोई हासिल नहीं कर सकता है। विद्युत परिपथ एक ऐसी चीज है जिसकी हमें अपने रोजमर्रा के जीवन में आवश्यकता होती है। प्रलेखन किसी भी वाणिज्यिक डिजाइन में आम तौर पर प्रलेखन का एक तत्व भी शामिल होगा; इस प्रलेखन की सटीक प्रकृति परिपथ के आकार और जटिलता और उस देश के अनुसार भिन्न होगी जिसमें इसका उपयोग किया जाना है। कम से कम, प्रलेखन में आम तौर पर डिजाइन के लिए कम से कम विनिर्देश और परीक्षण प्रक्रियाएं और वर्तमान नियमों के अनुपालन का विवरण शामिल होगा। ई. यू. में यह अंतिम वस्तु आम तौर पर एक सी. ई. घोषणा का रूप ले लेगी जिसमें यूरोपीय निर्देशों का पालन किया जाएगा और अनुपालन के लिए जिम्मेदार व्यक्ति का नाम होगा। सॉफ्टवेयर एल्टियम डिजाइनर ईज़ी ई. डी. ए. जी. ई. डी. ए. जी. ई. डी. ए. ओ. आर. सी. ए. डी. एन. आई. मल्टीसिम स्पाइस भी देखें उन्नत डिजाइन प्रणाली सर्किट डिजाइन भाषा विन्यास विद्युत प्रणाली डिजाइन इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन ई. डी. ए. कंपनियों की सूची जी. डी. एस. आई. आई. एकीकृत सर्किट डिजाइन जाली विश्लेषण ओपन आर्ट सिस्टम आदान-प्रदान मानक संदर्भ स्रोत संभावित डिजाइन प्रक्रिया का आरेख यू. एस. सी. मार्किंग पर सी. ई. गाइड पर मार्गदर्शन बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों को समझने, विश्लेषण करने और डिजाइन करने पर एक शुरुआती ट्यूटोरियल व्लादिमीर गुरेविच इलेक्ट्रॉनिक उपकरण औद्योगिक और बिजली इंजीनियरिंग के लिए असतत घटकों पर, सी. आर. सी. प्रेस, लंदन-न्यूयॉर्क, 2008,418 पी., आई. एस. बी. एन. 9781420069822 इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन