Circuit design
سرکٹ ڈیزائن کا عمل پیچیدہ الیکٹرانک سسٹمز سے لے کر انٹیگریٹڈ سرکٹ کے اندر انفرادی ٹرانجسٹرز تک کے سسٹمز کا احاطہ کر سکتا ہے۔ ایک شخص اکثر سادہ سرکٹس کے لیے منصوبہ بند یا منظم ڈیزائن کے عمل کی ضرورت کے بغیر ڈیزائن کا عمل کر سکتا ہے۔ پھر بھی، زیادہ پیچیدہ ڈیزائنوں کے لیے ذہین رہنمائی والے کمپیوٹر تخروپن کے ساتھ ایک منظم نقطہ نظر پر عمل کرنے والی ڈیزائنرز کی ٹیمیں تیزی سے عام ہوتی جا رہی ہیں۔ انٹیگریٹڈ سرکٹ ڈیزائن آٹومیشن میں، اصطلاح "سرکٹ ڈیزائن" اکثر ڈیزائن سائیکل کے اس مرحلے سے مراد ہے جو انٹیگریٹڈ سرکٹ کے اسکیمیٹکس کو آؤٹ پٹ کرتا ہے۔ عام طور پر یہ منطق ڈیزائن اور فزیکل ڈیزائن کے درمیان کا مرحلہ ہے۔ روایتی سرکٹ ڈیزائن میں عام طور پر کئی مراحل شامل ہوتے ہیں۔ بعض اوقات، گاہک کے ساتھ رابطہ کرنے کے بعد ڈیزائن کی تفصیلات لکھی جاتی ہیں۔ گاہک کی تفصیلات کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے تکنیکی تجویز لکھی جا سکتی ہے۔ اگلے مرحلے میں کاغذ پر ایک اسکیمیٹک سرکٹ خاکہ، ایک تجریدی برقی یا الیکٹرانک سرکٹ کی ترکیب شامل ہے جو وضاحتیں پوری کرے گی۔ مخصوص شرائط کے تحت آپریٹنگ وضاحتیں پورا کرنے کے لیے اجزاء کی اقدار کا حساب لگایا جانا چاہیے۔ ڈیزائن کی درستگی کی تصدیق کے لیے تخروپن کیے جا سکتے ہیں۔ تفصیلات کے خلاف جانچ کے لیے بریڈ بورڈ یا ڈیزائن کا دوسرا پروٹو ٹائپ ورژن بنایا جا سکتا ہے۔ اس میں تعمیل حاصل کرنے کے لیے سرکٹ میں کوئی تبدیلی کرنا شامل ہو سکتا ہے۔ تعمیر کے طریقہ کار اور استعمال کیے جانے والے تمام پرزوں اور مواد کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔ پروٹو ٹائپ پروڈکشن کے لیے ڈرافٹ پرسنز اور لے آؤٹ اور مکینیکل انجینئرز کو اجزاء اور لے آؤٹ کی معلومات پیش کی جاتی ہے۔ اس کے بعد گاہکوں کی ضروریات کی تعمیل کو یقینی بنانے کے لیے کئی پروٹوٹائپ کی جانچ یا ٹائپ ٹیسٹنگ کی جاتی ہے۔ عام طور پر، حتمی مینوفیکچرنگ ڈرائنگ پر دستخط اور منظوری ہوتی ہے، اور ڈیزائن کے بعد کی خدمات (اجزاء کا غیر فعال ہونا وغیرہ) ہو سکتی ہیں۔ سرکٹ ڈیزائن کا عمل تفصیلات کے ساتھ شروع ہوتا ہے، جو اس فعالیت کو بیان کرتا ہے جو تیار شدہ ڈیزائن کو فراہم کرنا ضروری ہے لیکن اس بات کی نشاندہی نہیں کرتا ہے کہ اسے کیسے حاصل کیا جائے۔ ابتدائی تفصیلات تکنیکی طور پر ایک تفصیلی وضاحت ہے کہ گاہک تیار شدہ سرکٹ کو کیا حاصل کرنا چاہتا ہے اور اس میں مختلف قسم کی برقی ضروریات شامل ہوسکتی ہیں، جیسے کہ سرکٹ کو کون سے سگنلز ملیں گے، اسے کون سے سگنلز آؤٹ پٹ کرنے چاہئیں، بجلی کی کون سی فراہمی دستیاب ہے اور اسے کتنی بجلی استعمال کرنے کی اجازت ہے۔ تفصیلات (اور عام طور پر کرتی ہیں) کچھ جسمانی پیرامیٹرز کو بھی سیٹ کر سکتی ہیں جو ڈیزائن کو پورا کرنا چاہیے، جیسے سائز، وزن، نمی کی مزاحمت، درجہ حرارت کی حد، تھرمل آؤٹ پٹ، کمپن رواداری، اور ایکسلریشن رواداری۔ جیسے جیسے ڈیزائن کا عمل آگے بڑھتا ہے، ڈیزائنر اکثر تفصیلات پر واپس آتا ہے اور ڈیزائن کی پیشرفت کو مدنظر رکھتے ہوئے اسے تبدیل کرتا ہے۔ اس میں گاہک کی فراہم کردہ خصوصیات کو سخت کرنا اور ان ٹیسٹوں کو شامل کرنا شامل ہو سکتا ہے جنہیں قبول کرنے کے لیے سرکٹ کو پاس ہونا ضروری ہے۔ یہ اضافی وضاحتیں اکثر ڈیزائن کی تصدیق میں استعمال کی جائیں گی۔ وہ تبدیلیاں جو گاہک کی اصل خصوصیات سے متصادم یا ان میں ترمیم کرتی ہیں، ان پر عمل کرنے سے پہلے تقریبا ہمیشہ گاہک کو ان کی منظوری دینی ہوگی۔ گاہک کی ضروریات کی صحیح شناخت 'ڈیزائن کریپ' کے نام سے جانی جانے والی حالت سے بچ سکتی ہے، جو حقیقت پسندانہ ابتدائی توقعات کی عدم موجودگی میں ہوتی ہے، اور بعد میں ڈیزائن کے عمل کے دوران کلائنٹ کے ساتھ مکمل طور پر بات چیت کرنے میں ناکام رہتی ہے۔ اس کی تعریف اس کے نتائج کے لحاظ سے کی جا سکتی ہے ؛ "ایک انتہا پر ضرورت سے زیادہ فعالیت والا سرکٹ ہوتا ہے، اور دوسری طرف غلط فعالیت والا سرکٹ ہوتا ہے۔" اس کے باوجود کچھ تبدیلیوں کی توقع کی جا سکتی ہے۔ آپشنز کو زیادہ سے زیادہ وقت تک کھلا رکھنا اچھا عمل ہے کیونکہ بعد میں سرکٹ سے اسپیئر عناصر کو ہٹانا آسان ہوتا ہے بجائے اس کے کہ انہیں اندر رکھا جائے۔ ڈیزائن کے عمل میں شروع میں تفصیلات سے ایک منصوبے کی طرف منتقل ہونا شامل ہے جس میں آخر میں جسمانی طور پر تعمیر کرنے کے لیے درکار تمام معلومات شامل ہوتی ہیں۔ یہ عام طور پر کئی مراحل سے گزر کر ہوتا ہے، حالانکہ سیدھے سرکٹ میں، یہ ایک ہی مرحلے میں کیا جا سکتا ہے۔ یہ عمل عام طور پر تفصیلات کو مختلف افعال کے بلاک ڈائیگرام میں تبدیل کرنے کے ساتھ شروع ہوتا ہے جو سرکٹ کو انجام دینا چاہیے، اس مرحلے پر ہر بلاک کے مندرجات پر غور نہیں کیا جاتا ہے، صرف ہر بلاک کو کیا کرنا چاہیے، اسے بعض اوقات "بلیک باکس" ڈیزائن کہا جاتا ہے۔ یہ نقطہ نظر ممکنہ طور پر انتہائی پیچیدہ کام کو چھوٹے کاموں میں تقسیم کرنے کی اجازت دیتا ہے یا تو ترتیب میں نمٹا جاتا ہے یا ڈیزائن ٹیم کے ممبروں میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد ہر بلاک پر مزید تفصیل سے غور کیا جاتا ہے، پھر بھی ایک تجریدی مرحلے پر، لیکن فراہم کیے جانے والے برقی افعال کی تفصیلات پر بہت زیادہ توجہ دی جاتی ہے۔ اس یا بعد کے مراحل میں، یہ عام ہے کہ بڑی مقدار میں تحقیق یا ریاضیاتی ماڈلنگ کی ضرورت ہوتی ہے کہ کیا حاصل کرنا ممکن ہے اور کیا حاصل کرنا ممکن نہیں ہے۔ اس تحقیق کے نتائج کو ڈیزائن کے عمل کے ابتدائی مراحل میں واپس لایا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر اگر یہ پتہ چلتا ہے کہ بلاکس میں سے کسی ایک کو اس کے لیے مقرر کردہ پیرامیٹرز کے اندر ڈیزائن نہیں کیا جا سکتا، تو اس کے بجائے دوسرے بلاکس کو تبدیل کرنا ضروری ہو سکتا ہے۔ اس موقع پر، یہ بھی عام بات ہے کہ دونوں پر غور کرنا شروع کیا جائے کہ کس طرح یہ ظاہر کیا جائے کہ ڈیزائن وضاحتیں پورا کرتا ہے، اور اس کی جانچ کیسے کی جانی چاہیے (جس میں خود تشخیصی اوزار شامل ہو سکتے ہیں)۔ آخر میں، انفرادی سرکٹ اجزاء کو مجموعی ڈیزائن میں ہر فنکشن کو انجام دینے کے لیے منتخب کیا جاتا ہے۔ اس مرحلے پر، ہر جزو کی فزیکل لے آؤٹ اور الیکٹریکل کنکشن کا بھی فیصلہ کیا جاتا ہے، یہ ترتیب عام طور پر پرنٹڈ سرکٹ بورڈ یا انٹیگریٹڈ سرکٹ کی تیاری کے لیے آرٹ ورک کی شکل اختیار کرتی ہے۔ دستیاب انتخاب کی وسیع صف کی وجہ سے یہ مرحلہ عام طور پر انتہائی وقت طلب ہوتا ہے۔ اس مرحلے پر ڈیزائن پر ایک عملی رکاوٹ معیاری کاری ہے۔ ایک ہی وقت میں، سرکٹ میں کسی مقام پر استعمال کے لیے کسی جزو کی ایک مخصوص قیمت کا حساب لگایا جا سکتا ہے ؛ اگر وہ قیمت سپلائر سے نہیں خریدی جا سکتی ہے، تو پھر بھی مسئلہ حل نہیں ہوا ہے۔ اس سے بچنے کے لیے، مجموعی ڈیزائن کے اندر زیادہ معمولی کاموں کو حل کرنے کے لیے 'کیٹلاگ انجینئرنگ' کی ایک خاص مقدار کا اطلاق کیا جا سکتا ہے۔ تیز رفتار ٹیکنالوجی کی ترقی کا ایک شعبہ نینو الیکٹرانک سرکٹ ڈیزائن کے میدان میں ہے۔ لاگت عام طور پر، سرکٹس کو ڈیزائن کرنے کی لاگت براہ راست حتمی سرکٹس کی پیچیدگی سے منسلک ہوتی ہے۔ پیچیدگی جتنی زیادہ ہوگی (اجزاء کی مقدار اور ڈیزائن کی نیاپن)، فنکشنل پروڈکٹ بنانے کے لیے ایک ہنر مند انجینئر کے وقت کے اتنے ہی زیادہ گھنٹے درکار ہوں گے۔ یہ عمل تکلیف دہ ہو سکتا ہے، کیونکہ منٹ کی تفصیلات یا خصوصیات کو بنانے میں کوئی بھی وقت، مواد اور افرادی قوت لگ سکتی ہے۔ جیسے ٹرانجسٹر کے سائز یا کوڈیکس میں ترمیم کے اثرات کو مدنظر رکھنا۔ لچکدار الیکٹرانکس کی دنیا میں، لچکدار الیکٹرانکس تیار کرنے کے لیے پی ای این یا پی ای ٹی جیسے مواد کے ساتھ بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے پولیمائڈ سبسٹریٹس کو تبدیل کرنا، 5-10 کے عوامل سے لاگت کو کم کر سکتا ہے۔ سرکٹ ڈیزائن کرنے کی لاگت تقریبا ہمیشہ فی یونٹ پیداواری لاگت سے کہیں زیادہ ہوتی ہے، کیونکہ سرکٹ کی پیداوار اور فنکشن کی لاگت کا بہت زیادہ انحصار سرکٹ کے ڈیزائن پر ہوتا ہے۔ اگرچہ پی سی بی کی پیداوار کے عام طریقوں میں گھٹاؤ والی مینوفیکچرنگ شامل ہوتی ہے، لیکن ایسے طریقے ہیں جو اضافی مینوفیکچرنگ کے عمل کو استعمال کرتے ہیں، جیسے کہ پی سی بی کو "پرنٹ" کرنے کے لیے تھری ڈی پرنٹر کا استعمال کرنا۔ خیال کیا جاتا ہے کہ یہ طریقہ اضافی مینوفیکچرنگ سے کم لاگت والا ہے اور فضلہ کے انتظام کی ضرورت کو مکمل طور پر ختم کرتا ہے۔ تصدیق اور جانچ ایک بار سرکٹ ڈیزائن ہونے کے بعد، اس کی تصدیق اور جانچ دونوں ہونی چاہئیں۔ تصدیق ایک ڈیزائن کے ہر مرحلے سے گزرنے اور اس بات کو یقینی بنانے کا عمل ہے کہ یہ وہی کرے گا جو تفصیلات کے مطابق اسے کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ اکثر ایک انتہائی ریاضیاتی عمل ہوتا ہے اور اس میں ڈیزائن کے بڑے پیمانے پر کمپیوٹر سیمولیشن شامل ہو سکتے ہیں۔ کسی بھی پیچیدہ ڈیزائن میں، اس بات کا بہت امکان ہے کہ اس مرحلے پر مسائل پائے جائیں گے اور ان کو ٹھیک کرنے کے لیے ڈیزائن کے کام کی ایک بڑی مقدار کو متاثر کر سکتے ہیں۔ جانچ تصدیق کے لیے حقیقی دنیا کا ہم منصب ہے۔ جانچ میں جسمانی طور پر کم از کم ڈیزائن کا ایک پروٹو ٹائپ بنانا اور پھر (تفصیلات میں ٹیسٹ کے طریقہ کار کے ساتھ مل کر یا اس میں شامل کرنا) سرکٹ کی جانچ کرنا وہی کرتا ہے جس کے لیے اسے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ ڈیزائن سافٹ ویئر بصری ڈی ایس ڈی کے سافٹ ویئر میں، تکمیل سرکٹ کا لاجک سرکٹ مرتب کرنے والے پروگرام کوڈ کے ذریعے نافذ کیا جاتا ہے۔ اس قسم کے سافٹ ویئر پروگرام ہر قسم کے سرکٹس کے لیے سستے زیادہ موثر سرکٹس بنا رہے ہیں۔ ہم نے اپنے مجوزہ سرکٹس میں منطق کے تاثرات سے مطابقت رکھنے والے منطق افعال کی تصدیق کے لیے فنکشنل سمیلیشنز کو نافذ کیا ہے۔ مجوزہ آرکیٹیکچرز وی ایچ ڈی ایل زبان میں بنائے گئے ہیں۔ اس زبان کا استعمال زیادہ موثر سرکٹس بنائے گا جو نہ صرف سستا ہوگا بلکہ زیادہ دیر تک چلے گا۔ یہ بہت سے ڈیزائن سافٹ ویئر میں سے صرف دو ہیں جو افراد کو پیداوار کے لیے اپنے سرکٹس کی منصوبہ بندی کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ پروٹو ٹائپنگ ان چیزوں کو کرنے کا ایک بڑا حصہ ہے جو بہت مشکل ہیں۔ سرکٹ ڈیزائن آپ کو چیزوں پر چلتے رہنے اور اپنی غلطیوں کو ٹھیک کرنے پر مجبور کرتا ہے۔ سرکٹ ڈیزائن کرنا اور غلطی کیے بغیر انجام دینا ایک بہت سخت کام ہے۔ سرکٹ ڈیزائنرز کو کئی بار جانچ کرنی چاہیے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ ان کا ڈیزائن مؤثر طریقے سے کام کرتا ہے اور سب سے زیادہ، صارفین کے لیے خریدنے اور استعمال کرنے کے لیے محفوظ ہے۔ پروٹو ٹائپنگ کسی بھی برقی کام کا ایک بڑا حصہ ہے کیونکہ یہ بہت محتاط اور اہم ہے۔ اگر کام میں کوئی پروٹو ٹائپنگ نہیں ہو رہی ہے تو ہر کوئی شاید ان غلطیوں کا تصور کر سکتا ہے۔ ان کارکنوں کو الیکٹریکل سرکٹ بنانے اور ان الیکٹریکل سرکٹس کو خریدنے والے ہر شخص کو گھر پر محفوظ رکھنے کے لیے تنخواہ مل رہی ہے۔ پروٹو ٹائپ نہ کرنے اور ناکام برقی سرکٹ کو باہر بھیجنے کے خطرات میں آگ اور گرم تار شامل ہوں گے، جس سے کسی کو معلوم نہیں ہوگا اور وہ یا تو جل جائیں گے یا انتہائی بدترین حالت میں شدید زخمی ہو جائیں گے۔ نتائج ہر برقی سرکٹ ایک سرکٹ بورڈ سمیلیٹر سے شروع ہوتا ہے کہ دن کے آخر میں چیزوں کو کس طرح اکٹھا کیا جائے گا اور یہ دکھائے گا کہ سرکٹ عملی طور پر کیسے کام کرے گا۔ بلیو پرنٹ تکنیکی ڈیزائن اور حتمی پروڈکٹ کی ڈرائنگ ہے۔ آخر کار، یہ ہو جاتا ہے، اور آپ سرکٹ کو ایک ساتھ رکھنے کے لیے بلیو پرنٹ کا استعمال کرتے ہیں، آپ کو برقی سرکٹس کے نتائج ملیں گے جو کافی یادگار ہیں۔ سرکٹ مووی تھیٹر میں ویکیوم سے لے کر بڑے ٹی وی تک کچھ بھی چلائے گا۔ ان سب میں ایک طویل وقت لگتا ہے اور ایک خاص مہارت جو ہر کوئی حاصل نہیں کر سکتا۔ برقی سرکٹ ایک ایسی چیز ہے جس کی ہمیں اپنی روزمرہ کی زندگیوں میں ضرورت ہے۔ دستاویزات کسی بھی تجارتی ڈیزائن میں عام طور پر دستاویزات کا ایک عنصر بھی شامل ہوگا۔ اس دستاویزات کی قطعی نوعیت سرکٹ کے سائز اور پیچیدگی اور اس ملک کے مطابق مختلف ہوگی جس میں اسے استعمال کیا جانا ہے۔ کم از کم، دستاویزات میں عام طور پر کم از کم ڈیزائن کے لیے تفصیلات اور جانچ کے طریقہ کار اور موجودہ ضوابط کی تعمیل کا بیان شامل ہوگا۔ یورپی یونین میں یہ آخری آئٹم عام طور پر سی ای اعلامیے کی شکل اختیار کرے گا جس میں یورپی ہدایات کی تعمیل کی گئی ہے اور تعمیل کے ذمہ دار فرد کا نام دیا گیا ہے۔ سافٹ ویئر الٹیم ڈیزائنر ایزی ای ڈی اے جی ای ڈی اے آر سی اے ڈی این آئی ملٹی سم اسپائس ایڈوانسڈ ڈیزائن سسٹم سرکٹ ڈیزائن لینگویج کنفیگریشن ڈیزائن الیکٹریکل سسٹم ڈیزائن الیکٹرانک ڈیزائن آٹومیشن ایسپریسو ہیورسٹک منطق منیائزر جی ڈی ایس آئی آئی انٹیگریٹڈ سرکٹ ڈیزائن ای ڈی اے کمپنیوں کی فہرست میش تجزیہ اوپن آرٹ سسٹم انٹرچینج اسٹینڈرڈ حوالہ جات ممکنہ ڈیزائن کے عمل کا خاکہ یو ایس گائیڈ آن سی ای مارکنگ پر یو کے گائیڈ کو سمجھنے، تجزیہ کرنے اور بنیادی الیکٹرانک سرکٹس ڈیزائن کرنے پر ابتدائی سبق ولادیمیر گریوچ الیکٹرانک ڈیوائسز آن ڈسکریٹ کمپونینٹس فار انڈسٹریل اینڈ پاور انجینئرنگ، سی آر سی پریس، لندن-نیویارک، 2008، 418 پی۔، آئی ایس بی این 9781420069822 الیکٹرانک ڈیزائن