这一块的技术基础,是汪涵教授开发的“板卡电路图绘图微程序”和“绘图仪”。
前者是软件,后者是硬件,已经在芯片设计和板卡设计上验证过了,能用,而且好用。
方案里写的是“全面升级”。
图元库,标准件、紧固件、芯片封装,全部做成可调用的图块。
画电阻的时候不用再画两条线一个框,从库里拖出来就行。
画芯片封装不用再数引脚,选型号自动生成。
尺寸标注自动生成,画完一条线,点一下就能标出长度,不用拿尺子量了再手写。
尺寸可以自动对齐,可以批量修改,可以关联更新。
改了一条线的长度,标注会自动变,不用擦了重标。
图层管理分机械层、电子层、标注层、隐藏层,分门别类,想改哪一层就改哪一层,不影响其他层。
以前画图的时候,机械结构和电路图画在一张纸上,改电路的时候把机械结构擦掉一半,改完重画,反反复复。
接下来是图纸模板化,每种板卡有标准模板,图框、标题栏、公差标注格式都是固定的,调出来就能用,不用每次重新画。
还有版本对比,两张图纸摆在一起,系统自动找出不同之处,标出来。
这一点在芯片版图的双轨对比上已经验证过了,汪涵教授的程序能做到,只是还不够快。
硬件基础方面,以昆仑-0为工作站,配高精度绘图仪。
昆仑-0是午马机,每秒5万次运算,跑二维绘图够了。
绘图仪雷应元已经做出来了,精度0.1毫米,画电路图够用,画机械图还需要再提升。
吕辰翻到三维立体设计子系统。
这一块,方案写得很克制,但野心不小。
要替代实体模型。
现在设计一个复杂的机械零件,要先做木模或者油泥模,花几周甚至几个月。
有了三维设计系统,在计算机里就能“造”出零件,旋转、放大、剖切,从各个角度观察。
要解决干涉检查。
两个零件装在一起会不会打架?以前要把图纸画出来,再把实物做出来,装配的时候才发现装不上,返工重来。
有了三维设计系统,在计算机里就能模拟装配,哪里有干涉一目了然。
要实现复杂曲面的可视化设计。
飞机发动机叶片、导弹舱段、潜艇螺旋桨,这些零件不是平的,是三维曲面。
手工作图极难,普通工程师画不出来。
有了三维设计系统,可以用数学描述曲面,计算机自动生成视图。
技术基础来自两个方向,一是魏知远教授的数学模型,数字孪生实验室这几年积累了不少,曲线拟合、曲面插值、矩阵变换,都有现成的算法。
二是西军电秦世襄教授的信号处理和图形学基础,他们做雷达信号处理,做图形显示,有底子。
功能方面分步走。
先做线框建模,用线条画出零件的轮廓,像一个没蒙皮的骨架,够用,但不直观。
再做简单实体造型,给线框蒙上皮,能看出零件的真实样子。
然后是透视投影,近大远小,看着像真的。
动态旋转观察,转着圈看,能从各个角度检查设计。
最后是装配体干涉预览,把几个零件装在一起,计算机告诉你哪里碰上了。
硬件设想写得含蓄,但问题摆在桌面上:单台昆仑1级别的算力,或者并联多台午马机。
吕辰把这句话看了两遍。
昆仑1是国防装备,想申请,难上加难。
至于午马机的区区每秒5万次的算力,并联20台也不够。
算力是硬门槛,绕不过去。
他继续翻图像设计子系统。
这一块处理的是非几何信息,不用画直线画圆,而是处理已经存在的图像数据。
如电子耳朵的波形分析,传感器采集到的振动信号,画成波形图,让工程师能看出异常。
现在只能在纸上手画,或者看示波器屏幕,没法保存,没法比对。
再如红外测温的热力图,温度分布用颜色表示,红色是高温,蓝色是低温,一眼就能看出哪里热哪里冷。
现在只有数字,工程师要对着表格猜。
还有金相显微镜的照片增强,金属材料的微观组织结构,拍成照片,但照片模糊,细节看不清。
用算法增强对比度,锐化边缘,把晶界找出来。
技术基础来自两个方向。
一是自动键合机里的“图像预处理芯片”思想,那个芯片能识别焊盘位置,算出偏差值,把这个思想迁移过来,做更通用的图像处理。
二是微光夜视仪的信号处理经验,方教授那套东西,能放大微弱的视频信号,也能用来做图像增强。
功能包括位图导入与存储,也就是把照片、图纸扫描进计算机。
灰度/二值化处理,把彩色照片变成黑白,或者只保留黑白两色,突出轮廓。
边缘提取,自动找出图像里物体的边界。
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