सर्किट डिज़ाइन

सर्किट डिज़ाइन की प्रक्रिया जटिल इलेक्ट्रानिक्स सिस्टम से लेकर एक एकीकृत सर्किट के भीतर व्यक्तिगत ट्रांजिस्टर तक के सिस्टम को कवर कर सकती है। सरल सर्किट के लिए नियोजित या संरचित डिज़ाइन प्रक्रिया की आवश्यकता के बिना अक्सर एक व्यक्ति डिज़ाइन प्रक्रिया कर सकता है। फिर भी, बुद्धिमानी से निर्देशित कंप्यूटर सिमुलेशन के साथ एक व्यवस्थित दृष्टिकोण का पालन करने वाली डिजाइनरों की टीमें अधिक जटिल डिजाइनों के लिए आम होती जा रही हैं। एकीकृत परिपथ इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन में, "सर्किट डिज़ाइन" शब्द अक्सर डिज़ाइन चक्र के चरण को संदर्भित करता है जो एकीकृत सर्किट की योजनाओं को आउटपुट करता है। आमतौर पर यह तर्क डिजाइन  और  भौतिक डिजाइन (इलेक्ट्रॉनिक्स)  के बीच का चरण है।

प्रक्रिया
पारंपरिक सर्किट 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 विनिर्देश की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एक डिजाइन विनिर्देश  लिखा जा सकता है। अगले चरण में कागज पर एक योजनाबद्ध सर्किट आरेख, एक अमूर्त विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का तर्क संश्लेषण शामिल है जो विनिर्देशों को पूरा करेगा। निर्दिष्ट शर्तों के तहत परिचालन विनिर्देशों को पूरा करने के लिए घटक मूल्यों की गणना की जानी चाहिए। डिज़ाइन की शुद्धता को सत्यापित करने के लिए सिमुलेशन किया जा सकता है।

विनिर्देश के विरुद्ध परीक्षण के लिए डिज़ाइन का ब्रेड बोर्ड या अन्य प्रोटोटाइप संस्करण बनाया जा सकता है। इसमें अनुपालन प्राप्त करने के लिए सर्किट में कोई भी परिवर्तन करना शामिल हो सकता है। निर्माण की विधि और उपयोग किए जाने वाले सभी हिस्सों और सामग्रियों का चुनाव अवश्य किया जाना चाहिए। प्रोटोटाइप उत्पादन के लिए ड्राफ्ट्सपर्सन और लेआउट और मैकेनिकल इंजीनियरों के लिए घटक और लेआउट जानकारी की एक प्रस्तुति होती है। इसके बाद ग्राहकों की आवश्यकताओं का अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए कई प्रोटोटाइप का परीक्षण या टाइप-परीक्षण किया जाता है। आमतौर पर, अंतिम विनिर्माण चित्र पर हस्ताक्षर और अनुमोदन होता है, और पोस्ट-डिज़ाइन सेवाएं (घटकों की अप्रचलन, आदि) हो सकती हैं।

विशिष्टता


सर्किट डिजाइन की प्रक्रिया विनिर्देश  के साथ शुरू होती है, जो उस कार्यक्षमता को बताती है जो तैयार डिजाइन को प्रदान करनी चाहिए लेकिन यह इंगित नहीं करती कि इसे कैसे प्राप्त किया जाना है। प्रारंभिक विनिर्देश तकनीकी रूप से विस्तृत विवरण है कि ग्राहक तैयार सर्किट को क्या हासिल करना चाहता है और इसमें विभिन्न प्रकार की  पावर नेटवर्क डिजाइन (आईसी) शामिल हो सकती हैं, जैसे कि सर्किट को कौन से सिग्नल प्राप्त होंगे, इसे कौन से सिग्नल आउटपुट करने चाहिए, कौन सी बिजली आपूर्ति उपलब्ध है और इसे कितनी बिजली उपभोग करने की अनुमति है। विनिर्देश कुछ भौतिक मापदंडों को भी निर्धारित कर सकता है (और सामान्य रूप से करता है) जिन्हें डिज़ाइन को पूरा करना होगा, जैसे आकार, वजन,  नमी संवेदनशीलता स्तर, तापमान सीमा, थर्मल आउटपुट, कंपन सहिष्णुता और त्वरण सहिष्णुता।

जैसे-जैसे डिज़ाइन प्रक्रिया आगे बढ़ती है, डिज़ाइनर बार-बार विनिर्देश पर लौटेंगे और डिज़ाइन की प्रगति को ध्यान में रखते हुए इसे बदल देंगे। इसमें ग्राहक द्वारा आपूर्ति की गई विशिष्टताओं को कड़ा करना और उन परीक्षणों को जोड़ना शामिल हो सकता है जिन्हें स्वीकार करने के लिए सर्किट को पास करना होगा। इन अतिरिक्त विशिष्टताओं का उपयोग अक्सर किसी डिज़ाइन के सत्यापन में किया जाएगा। ऐसे परिवर्तन जो ग्राहक के मूल विनिर्देशों के साथ टकराव करते हैं या उन्हें संशोधित करते हैं, उन पर कार्रवाई करने से पहले लगभग हमेशा ग्राहक द्वारा अनुमोदित होना होगा।

ग्राहक की ज़रूरतों को सही ढंग से पहचानने से 'डिज़ाइन रेंगना' नामक स्थिति से बचा जा सकता है, जो यथार्थवादी प्रारंभिक अपेक्षाओं के अभाव में और बाद में डिज़ाइन प्रक्रिया के दौरान ग्राहक के साथ पूरी तरह से संवाद करने में विफल होने पर होती है। इसे इसके परिणामों के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है; "एक छोर पर आवश्यकता से अधिक कार्यक्षमता वाला एक सर्किट है, और दूसरे छोर पर गलत कार्यक्षमता वाला एक सर्किट 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 सर्किट से अतिरिक्त तत्वों को निकालने की तुलना में उन्हें लगाना आसान होता है।

डिजाइन
डिज़ाइन प्रक्रिया में प्रारंभ में विनिर्देश से आगे बढ़कर एक योजना की ओर बढ़ना शामिल होता है जिसमें अंत में भौतिक रूप से निर्माण के लिए आवश्यक सभी जानकारी शामिल होती है; यह आम तौर पर कई चरणों से गुज़रकर होता है, हालांकि सीधे सर्किट में, यह एक ही चरण में किया जा सकता है। प्रक्रिया आम तौर पर विभिन्न कार्यों के ब्लॉक आरेख में विनिर्देश के रूपांतरण 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 (सिस्टम) के रूप में जाना जाता है। यह दृष्टिकोण संभावित रूप से अत्यधिक जटिल कार्य को क्रम में निपटाकर या डिज़ाइन टीम के सदस्यों के बीच विभाजित करके छोटे कार्यों में विभाजित करने की अनुमति देता है।

फिर प्रत्येक ब्लॉक पर अधिक विस्तार से विचार किया जाता है, अभी भी एक अमूर्त चरण में है, लेकिन प्रदान किए जाने वाले विद्युत कार्यों के विवरण पर अधिक ध्यान केंद्रित किया गया है। इस या बाद के चरणों में, क्या हासिल करना संभव है और क्या नहीं, इस पर बड़ी मात्रा में शोध या गणितीय मॉडलिंग की आवश्यकता होना आम बात है। इस शोध के परिणामों को डिज़ाइन प्रक्रिया के पहले चरणों में वापस फीड किया 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 विचार करना भी आम है कि कैसे प्रदर्शित किया जाए कि डिज़ाइन विनिर्देशों को पूरा करता है, और इसका परीक्षण कैसे किया जाए (जिसमें ऑन बोर्ड डायग्नोस्टिक्स उपकरण शामिल हो सकते हैं)। अंत में, समग्र डिज़ाइन में प्रत्येक फ़ंक्शन को पूरा करने के लिए अलग-अलग सर्किट घटकों को चुना जाता है;इस स्तर पर, प्रत्येक घटक का भौतिक लेआउट और विद्युत कनेक्शन भी तय किया जाता है, यह लेआउट आमतौर पर मुद्रित सर्किट बोर्ड या एकीकृत सर्किट 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 डिज़ाइन पर एक व्यावहारिक बाधा मानकीकरण है; उसी समय, सर्किट में किसी स्थान पर उपयोग के लिए किसी घटक के एक निश्चित मूल्य की गणना की जा सकती है; यदि वह मूल्य किसी आपूर्तिकर्ता से नहीं खरीदा जा सकता है, तो समस्या अभी भी हल नहीं हुई है। इससे बचने के लिए, समग्र डिज़ाइन के भीतर अधिक सांसारिक कार्यों को हल करने के लिए एक निश्चित मात्रा में 'कैटलॉग इंजीनियरिंग' लागू की जा सकती है।

तीव्र प्रौद्योगिकी विकास का एक क्षेत्र नैनो इलेक्ट्रॉनिक्स सर्किट डिजाइन का क्षेत्र है।

लागत
आम तौर पर, सर्किट डिजाइन करने की लागत सीधे अंतिम सर्किट की जटिलता से जुड़ी होती है। अधिक से अधिक जटिलता (घटकों की मात्रा और डिजाइन नवीनता), एक कुशल इंजीनियर के समय के अधिक घंटे एक कार्यात्मक उत्पाद बनाने के लिए आवश्यक होंगे। प्रक्रिया थकाऊ हो सकती है, क्योंकि सूक्ष्म विवरण या सुविधाओं को बनाने में कितना भी समय, सामग्री और जनशक्ति लग सकती है। जैसे ट्रांजिस्टर आकार या कोडेक्स को संशोधित करने के प्रभावों को ध्यान में रखना। लचीला इलेक्ट्रॉनिक्स  की दुनिया में, व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले, पॉलीमाइड सबस्ट्रेट्स को लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स का उत्पादन करने के लिए पीईएन या पीईटी जैसी सामग्री के साथ बदलने से 5-10 के कारकों से लागत कम हो सकती है। एक सर्किट को डिजाइन करने की लागत प्रति यूनिट उत्पादन लागत से लगभग हमेशा अधिक होती है, क्योंकि सर्किट के उत्पादन और कार्य की लागत सर्किट के डिजाइन पर बहुत अधिक निर्भर करती है। यद्यपि विशिष्ट पीसीबी उत्पादन विधियों में घटिया निर्माण शामिल है, ऐसे तरीके हैं जो एक योजक निर्माण प्रक्रिया का उपयोग करते हैं, जैसे कि पीसीबी को प्रिंट करने के लिए 3 डी प्रिंटर का उपयोग करना। माना जाता है कि इस विधि में एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग की तुलना में कम लागत आती है और सभी को एक साथ अपशिष्ट प्रबंधन की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

सत्यापन और परीक्षण
एक बार एक सर्किट तैयार हो जाने के बाद, यह औपचारिक सत्यापन  और परीक्षण दोनों होना 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 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 पाई जाएंगी और उन्हें ठीक करने के लिए फिर से किए जाने वाले डिजाइन कार्य की एक बड़ी मात्रा को प्रभावित कर सकता है।

सत्यापन के लिए परीक्षण वास्तविक दुनिया का समकक्ष है; परीक्षण में कम से कम डिजाइन के एक प्रोटोटाइप का भौतिक रूप से निर्माण करना शामिल है और फिर (विनिर्देश में परीक्षण प्रक्रियाओं के संयोजन में या इसमें जोड़ा गया) सर्किट की जांच करना वही करता है जो इसे डिजाइन किया गया था।

डिजाइन सॉफ्टवेयर
विजुअल डीएसडी के सॉफ्टवेयर में, कंप्लीमेंट सर्किट के लॉजिक सर्किट को कंपाइलिंग प्रोग्राम कोड द्वारा कार्यान्वित किया जाता है। इस प्रकार के सॉफ़्टवेयर प्रोग्राम सभी प्रकार के सर्किटों के लिए सस्ते अधिक कुशल सर्किट बना रहे हैं। हमने अपने प्रस्तावित सर्किट में तर्क अभिव्यक्तियों के अनुरूप तर्क कार्यों को सत्यापित करने के लिए कार्यात्मक सिमुलेशन लागू किया है। प्रस्तावित आर्किटेक्चर वीएचडीएल भाषा में तैयार किए गए हैं। इस भाषा का उपयोग करने से अधिक कुशल सर्किट तैयार होंगे जो न केवल सस्ते होंगे बल्कि लंबे समय तक चलेंगे। ये कई डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर में से केवल दो हैं जो व्यक्तियों को उत्पादन के लिए सर्किट की योजना बनाने में सहायता करते हैं।

प्रोटोटाइप
प्रोटोटाइप उन चीजों को करने का एक बड़ा हिस्सा है जो बहुत कठिन हैं। सर्किट डिजाइन आपको चीजों पर आगे बढ़ने और अपनी गलतियों को ठीक करने के लिए मजबूर करता है। सर्किट डिजाइन एक बहुत ही कठोर काम है जिसे बिना गलती किए करना और पूरा करना 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, उपभोक्ता के लिए खरीदने और उपयोग करने के लिए सुरक्षित है। प्रोटोटाइप किसी भी विद्युत कार्य का एक बड़ा हिस्सा है क्योंकि यह बहुत ही सावधानीपूर्वक और बिंदु तक है। हर कोई शायद कल्पना कर सकता है कि किए जा रहे काम में प्रोटोटाइप नहीं होने पर क्या गलतियाँ की गईं। इन कर्मचारियों को बिजली के सर्किट बनाने और इन बिजली के सर्किटों को खरीदने वाले सभी लोगों को घर पर सुरक्षित रखने के लिए भुगतान किया जा रहा है। एक असफल विद्युत सर्किट को प्रोटोटाइप न करने और बाहर भेजने के खतरों में आग और गर्म तार शामिल होंगे, जिससे किसी को पता नहीं चलेगा और उन्हें या तो जला दिया जाएगा या पूरी तरह से बुरी तरह से चोट पहुंचाई जाएगी।

परिणाम
प्रत्येक विद्युत परिपथ एक सर्किट बोर्ड सिम्युलेटर से शुरू होता है कि दिन के अंत में चीजों को एक साथ कैसे रखा जाएगा और यह दिखाएगा कि सर्किट वस्तुतः कैसे काम करेगा। ब्लूप्रिंट तकनीकी डिजाइन और अंतिम उत्पाद की ड्राइंग 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 थियेटर में वैक्यूम से लेकर बड़े टीवी तक कुछ भी चलाएगा। इन सभी में एक लंबा समय लगता है और एक निश्चित कौशल हर कोई हासिल नहीं कर सकता है। विद्युत परिपथ एक ऐसी चीज है जिसकी हमें अपने दैनिक जीवन में सबसे अधिक आवश्यकता होती है।

दस्तावेज़ीकरण
किसी भी व्यावसायिक डिज़ाइन में सामान्य रूप से दस्तावेज़ीकरण का एक तत्व भी शामिल होगा; इस दस्तावेज़ीकरण की सटीक प्रकृति सर्किट के आकार और जटिलता और जिस देश में इसका उपयोग किया जाना है, के अनुसार अलग-अलग होगी। न्यूनतम के रूप में, प्रलेखन में सामान्य रूप से डिजाइन के लिए कम से कम विनिर्देश और परीक्षण प्रक्रियाएं और वर्तमान नियमों के अनुपालन का विवरण शामिल होगा। यूरोपीय संघ  में यह अंतिम आइटम आम तौर पर  सीई मार्क  का रूप लेगा जिसमें यूरोपीय निर्देशों का पालन किया जाएगा और अनुपालन के लिए जिम्मेदार व्यक्ति का नामकरण किया जाएगा।

सॉफ्टवेयर

 * अल्टियम डिज़ाइनर
 * ईज़ीईडीए
 * जीईडीए
 * कीकैड
 * ओआरसीएडी
 * एनआई मल्टीसिम
 * स्पाइस

यह भी देखें

 * उन्नत डिजाइन प्रणाली
 * सर्किट डिजाइन भाषा
 * विन्यास डिजाइन
 * विद्युत प्रणाली डिजाइन
 * इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिजाइन
 * इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन
 * एस्प्रेसो हेयुरिस्टिक लॉजिक मिनिमाइज़र
 * जीडीएसआईआई
 * एकीकृत सर्किट डिजाइन
 * ईडीए कंपनियों की सूची
 * मेष विश्लेषण
 * ओपन आर्टवर्क सिस्टम इंटरचेंज स्टैंडर्ड

इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

 * विशिष्ट एकीकृत परिपथ आवेदन
 * डिजिटल डाटा
 * आंकड़े
 * के माध्यम से (इलेक्ट्रॉनिक्स)
 * विनिर्माण क्षमता के लिए डिजाइन (आईसी)
 * संवहन दस्तावेज़ स्वरूप
 * मास्क डेटा तैयारी
 * असफलता विश्लेषण
 * सिलिकॉन सत्यापन पोस्ट करें
 * रजिस्टर ट्रांसफर लेवल
 * सी (प्रोग्रामिंग भाषा)
 * यात्रा
 * उत्पाद आवश्यकता दस्तावेज़
 * मांग
 * बाज़ार अवसर
 * जीवन का अंत (उत्पाद)
 * निर्देश समुच्चय
 * तर्क अनुकरण
 * सिग्नल की समग्रता
 * टाइमिंग क्लोजर
 * डिजाइन नियम की जाँच
 * औपचारिक तुल्यता जाँच
 * सामान्य केन्द्रक
 * ऑप एंप
 * मेंटर ग्राफिक्स
 * एकीकृत परिपथों और प्रणालियों के कंप्यूटर सहायता प्राप्त डिजाइन पर आईईईई लेनदेन
 * ज्यामितीय आकार
 * मुखौटा डेटा तैयारी
 * मानक सेल
 * स्थान और मार्ग
 * योजनाबद्ध संचालित लेआउट
 * फ्लोरप्लान (माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स)
 * उपयोगिता के चाकू
 * डेटा सामान्य
 * अवरोध
 * विद्युत प्रतिरोध और चालकता
 * एकदिश धारा
 * अस्थायी प्रतिसाद
 * प्रत्यक्ष वर्तमान सर्किट
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 * त्रुटि सुधार कोड
 * पुनर्विक्रय (इलेक्ट्रॉनिक्स)
 * ब्लॉक आकार (डेटा भंडारण और संचरण)
 * आईसी पैकेज
 * डाई (एकीकृत सर्किट)
 * विशिष्ट एकीकृत परिपथ आवेदन
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 * दोहरी इन-लाइन पैकेज
 * क्रोबार (सर्किट)
 * फोल्डबैक (बिजली आपूर्ति डिजाइन)
 * डिज़ाइन प्रक्रिया
 * जाँच और वैधता
 * पुराना पड़ जाना
 * ढांच के रूप में

स्रोत

 * संभावित डिज़ाइन प्रक्रिया का आरेख
 * सीई मार्किंग पर यूएस गाइड
 * यूके गाइड ऑन सीई मार्किंग
 * बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को समझने, विश्लेषण करने और डिजाइन करने पर एक शुरुआती ट्यूटोरियल
 * औद्योगिक और पावर इंजीनियरिंग के लिए असतत घटकों पर व्लादिमीर गुरेविच इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, सीआरसी प्रेस, लंदन - न्यूयॉर्क, 2008, 418 पी।
 * औद्योगिक और पावर इंजीनियरिंग के लिए असतत घटकों पर व्लादिमीर गुरेविच इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, सीआरसी प्रेस, लंदन - न्यूयॉर्क, 2008, 418 पी।

श्रेणी:इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन

श्रेणी:इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग