Top-down设计方法探讨
第七讲 Top-Down设计方法
//1KHz时钟分频器 counter1K U1( .clk1k(clk1k), .mclk(mclk)); //闸门电路 GateGen U2(.load(load),.clr(clr),.clk1k(clk1k)); //测量单元 Counter U3(.result(result),.load(load),.clr(clr), .signal(signal)); //LED显示 Disled U4(.seg7(ledseg7),.segsel(ledsel),.bcdin(result),.clk1k (clk1K)); endmodule
1)声明存储器容量的大小。 2)明确对存储器访问操作的权限。
例如:指出可以对存储器做以下哪几种操 作: 只读 读写 同步读写 多次读,同时进行一次写 多次同步读写,同时提供一些方法保证 一致性
例1:ROM建模
`timescale 1ns/10ps module myrom(read_data,addr,read_en_); input read_en_; input [3:0] addr; output [3:0] read_data; reg [3:0] read_data; reg [3:0] mem [0:15]; initial $readmemb(“my_rom_data”,mem); always @ (addr or read_en_) if(!read_en_) read_data=mem[addr]; endmodule
else if(count[15:0]==16'h9999) begin count[15:0]<=0; count[23:16]<=count[23:16]+1; end else if(count[11:0]==12'h999) begin count[11:0]<=0; count[23:12]<=count[23:12]+1; end else if(count[7:0]==8'h99) begin count[7:0]<=0; count[23:8]<=count[23:8]+1; end
Top-Down设计
Top-down设计方法探讨刘丰林(中兴通信股份)2006-03-17 10:00:00 CAD世界网1 背景介绍中兴通信在2001年以前主要使用AutoCAD来完成产品的结构设计,同时也用Pro/ENGINEER软件完成一定范围的结构设计,经过多年的使用,存在以下几个主要问题,影响产品的设计品质、设计周期、数据管理。
(1) 设计意图难以捕捉,部门之间由于性质不同存在沟通的困难。
(2) 工程师的主要工作集中在CAD绘图上,而不是设计的思考与优化,工程师之间的协作共享难以实现,设计意图也难以沟通。
(3) 设计错误不能及时发现,修改困难。
(4) 难以建立中央数据库系统。
(5) 工艺设计直观性差,工艺设计比结构设计滞后,难以实现并行工程。
(6) 造型设计与结构设计脱节,不能实现造型与结构的一体化设计流程。
2 项目分析经过我们的调研和实际使用Pro/ENGINEER的经验体会,公司在2001年全面启动Pro/ENGINEER的培训推广工作,主要是基于Pro/ENGINEER以下优点:首先,拥有单一数据库支持下的产品数据全相关的开发流程;其次是覆盖产品开发全流程应用的全面解决方案;最后,具有完善的参数化设计技术。
其中的全面解决方案包括:并行开发环境——Pro/INTRALINK;Top-down设计与装配管理功能,推进设计的自动化;设计知识、规则管理工具——Check;6σ质量控制方法——CE/TOL;产品可视化工具——ProductView;数据浏览——动态旋转、剖切、漫游;动态测量、批注和圈阅;三维拆装分析与动画制作。
3 项目实施情况介绍传输产品项目组成员为2人,从2001年10月10日开始,到2001年11月28日完成所有相关零部件三维建模、二维图绘制。
主要包括机柜、插箱、相关附件和相关标准件和非标准件。
完全达到当初项目设定的目标。
目前后续传输新产品已在原建模基础上进行改进设计。
4 项目实施目标(1) 项目在中兴传输产品ZX234JA上实施。
自顶向下设计-机械设计
一般的机械设计采用的是自下而上的方法。
首先,工程人员仔细研究掌握各部件的性能和局限,在这基础上设计出由它们组成的大一点的部件,反复试验后再往上走一层,如此逐步地完成整个设计任务。
一、Top-Down设计法概述一般的机械设计采用的是自下而上的方法。
首先,工程人员仔细研究掌握各部件的性能和局限,在这基础上设计出由它们组成的大一点的部件,反复试验后再往上走一层,如此逐步地完成整个设计任务。
但如果产品系统复杂程度大大增加,产品具有专业面广、设计更改频繁及各专业间关系密切等特点时,在产品设计过程中,往往存在着外形与结构、结构与系统等三维模型之间的相互影响、相互依赖。
自下而上的设计方法在效率及控制设计错误时往往无法满足需要。
自顶向下设计就是从产品的顶层开始,通过在装配中建立零件来完成整个产品设计的方法。
自顶向下的产品设计是从产品功能要求出发,选用一系列的零件去实现产品的功能。
其设计的主要过程是:先设计出初步方案及其装配结构草图,建立约束驱动的产品模型;再通过设计计算,确定每个设计参数,进行零件的详细设计,通过几何约束求解将零件装配成产品;最后对设计方案进行分析,返回修改不满意之处,直到得到满足功能要求的产品(图1)。
图1二、在装配体中新建零件单击“新零件”(装配体工具栏),或依次单击“插入”→“零部件”→“新零件”(图2)。
选取一个平面作为新零件的基准平面,即可开始在装配体中为新零件建模。
可使用“编辑零部件”命令结束零件编辑状态,或新建的零件将以虚拟零部件的方式保存在装配体文件内部,如果需要将新零件保存成硬盘上的单独文件,可在FeatureManager设计树上右键点击新零件,选择保存至外部(图3)。
三、基于装配体的关联设计方式及装配关系分析1.用装配约束建立关联设计在装配环境中,新设计零件是直接用创建新零件命令生成的零件,之后再利用装配约束操作,建立起需要的装配关系来牵动零件的尺寸,达到符合设计需要的目标。
TOP_DOWN设计方法
自顶向下设计
自顶向下设计功能提供:
• 产品结构定义和操作的工具 • 在子系统级和装配级捕捉设计意图的工 具。 • 管理设计标准的交流和设计意图的完整 性的工具。 • 管理零部件间相互依赖性,增强工程数 据再利用能力的工具。 .
为什么要使用自顶向下设计?
设计意图的管理和组织
完全控制和分发设计意图 更好地组织和操作 阻止不正确的参考建立 更容易更精确地测试设计变型 确保公用设计和信息的一致性 设计变更的快速传播 变更发生要求更少的时间,资金和资源 验证运动范围,检查运动干涉
自顶向下设计的6个阶段
概念设计工程 (定义设计标准)
定义主产品结构
捕作设计意图 (骨架模型) 管理相互依赖 相关性交流设计意图 装配的扩展、充实
概念设计工程
Output of Existing 3rd Party Apps
Product Structure
Engineering Experience Existing Graphical Images Design Requirements and Constraints
27ZB1-00001_skel.prt
28ZB1-00020.asm
28ZB1-00020_skel.prt
29ZB1-00001.asm
29ZB1-00001_skel.prt
29ZB1-00002.asm
29ZB1-00002_skel.prt
30ZB1-00001.asm
30ZB1-00001_skel.prt 33ZB1-00001.asm
装配的扩展
组元建立
建立单独的零件文件
在装配中建立组元
Top Down设计理念
Top-Down Design是一种由最顶层的产品结构传递设计规范到所有相关次系统的一种设计方法论,通过Top-Down Design 的运用,能够有效地传递设计规范给各个子组件,从而更方便高效的对整个设计流程进行管理。
本文讨论了Top-Down Design在设计中的应用。
一、Top-Down Design在行业中应用的优势。
在机械行业和其他重型工业中,产品构造的复杂性带来了装配的困难,为了解决这些问题,Top-Down Design技术应运而生。
Top-Down Design自顶向下设计有许多优点,它既可以管理大型组件,又能有效地掌握设计意图,使组织结构明确,更能在设计团队间迅速传递设计信息,达到信息共享的目的。
二、Top-Down Design 运用所要达到的目的2.1管理(Management)大型复杂的装配设计,系统地组织管理是相当重要的。
在Pro/Engineer中,提供了按照设计意图、规划,使用由骨架模型(Skeleton Model)来承载定义组件的接口、零件组装的空间约束及特定运动关系等重要设计需求的应用功能工具。
利用骨架模型作为沟通的桥梁,遵循大组件所赋予的设计空间与限制,子组件能够自我地进入设计流程,由上往下层层负责,全面关联,模块化的设计概念可以彻底实现。
2.2 组织(Organization)在设计初期,自顶向下结构已经完整定义,每一个子组件间通过严密的组织紧密结合在一起,彼此的相关配合约束完全由计算机系统来控制,防止人为的不慎和非预期的错误发生。
2.3信息共享(Sharing Information)Top-Down Design具备健全的组织结构,能让设计信息在整个系统的任何阶层快速地传递与共享。
任何的改动都会在整个系统中传递给各个子组件。
因此,它能够使整个团队共享信息,作到协同设计。
三、 Top-Down Design的设计流程1. 定义设计意图(概念设计) (Conceptual Engineering)2. 设定初步的产品架构(Define Preliminary Product Structure)3. 导入骨架模型(Introducing Skeleton Models)4.传达设计意图至整个组件结构中(Communicating Design Intent Throughout the Assembly Structure)5. 继续拓展设计意图至所有零组件(Continued Population of the Assembly)6.管理零组件间的相互从属参考(Managing Part Interdependencies)3.1 定义设计意图所有产品开发初期,最重要的步骤就是清理设计意图。
自上而下分析方法
自上而下分析方法
自上而下分析方法(Top-down analysis)是一种问题解决方法,其中通过将问题分解为子问题,然后逐步解决子问题来解决整个问题。
在自上而下分析方法中,首先确定整体目标和需求,然后将其分解为更小的、可处理的任务和子目标。
然后,每个子目标进一步分解为更小的子目标,直到达到原子级别的任务,可以直接执行。
这种分析方法通常用于大规模项目或复杂问题的解决。
通过首先将问题分解为几个独立的部分,然后在逐步解决每个部分的基础上,可以更有效地解决整个问题。
自上而下分析方法的优点包括:
1. 有助于明确整体目标和需求,以及与之相关的任务和子目标。
2. 可以更好地组织和分配资源,因为可以预先确定所需的任务和子目标。
3. 有助于优先处理重要的任务和子目标,因为可以根据整体需求来确定优先级。
4. 有助于避免过度设计和不必要的工作,因为每个任务和子目标都是有目的的和可验证的。
然而,自上而下分析方法也存在一些限制和挑战:
1. 可能需要更长的时间来完成问题的分解和解决,特别是对于很大或复杂的问题。
2. 可能需要较高级别的专业知识和技能,以确保正确地分解和解决子问题。
3. 可能需要不断迭代和调整分析方法和解决方案,以适应实际需求和限制。
总之,自上而下分析方法是一种通过将问题分解为子问题来解决整个问题的方法。
它有助于明确整体目标和需求,并根据优先级解决任务和子目标。
然而,它也需要耐心和专业知识来有效地进行分析和解决。
基于ug的汽车变速器top-down设计方法
基于ug的汽车变速器top-down设计方法
1. 建立设计要求:首先,根据实际需求,确定汽车变速器的性能参数、安全要求和使用条件等设计要求。
2. 模块化设计:将汽车变速器拆分成多个模块,每个模块负责不同的任务,如输入与输出、变速器齿轮系统、离合器等。
同时,建立顶层模型,即总体尺寸、结构框架和布局等,便于后续模块的设计和集成。
3. 下推设计:在模块化设计基础上,采用下推式设计,即先设计出每个模块的外形、结构和尺寸等,再从顶层设计考虑模块之间的平衡与协调。
这一过程中需多次迭代,确保各个模块的配合和整体性能的优化。
4. 设计验证:完成汽车变速器的初始设计后,通过仿真、实验等手段验证其性能和可靠性,进一步调整和优化设计。
在验证过程中,需要考虑车辆的运行情况、路况等诸多实际因素,以确保设计结果满足设计要求。
5. 产品发布:在完成汽车变速器设计及验证后,进行生产制造,投放市场。
总之,基于UG的汽车变速器top-down设计方法需要结合汽车工程知识和应用技巧,合理安排设计流程,严格执行设计规范,以确保设计的高效、精准和实用性。
top-down技术原理
top-down技术原理
Top-down技术原理是一种系统设计和开发方法,它的核心思想
是从系统的高层次抽象开始,逐步细化直至最终实现细节。
这种方
法的目标是将系统分解为各个子系统或模块,然后逐步扩展和细化
每个子系统或模块,直到达到可以实际实现的程度。
在Top-down技术中,首先确定系统的总体架构和功能,然后将
系统分解为多个模块或子系统。
每个模块再进一步分解为更小的模块,直到可以直接实现为止。
这种逐步细化的过程可以帮助开发人
员更好地理解系统的结构和功能,同时也有助于提前发现和解决潜
在的问题。
Top-down技术的优势在于能够提供清晰的系统设计和结构,有
利于团队协作和模块化开发。
同时,由于从总体到细节的逐步细化
过程,可以更好地控制系统的复杂度,减少开发过程中的风险。
然而,Top-down技术也存在一些挑战和限制。
例如,在开始阶
段可能需要投入较多的时间和精力来进行系统总体设计,有时候可
能会导致过度设计。
此外,由于在开始阶段对系统的细节了解有限,可能会导致在后续开发过程中需要进行较大规模的修改。
总的来说,Top-down技术是一种重要的系统设计和开发方法,它能够帮助开发人员更好地理解系统的结构和功能,有利于团队协作和模块化开发。
然而,在应用这种方法时需要权衡好设计和开发的时间成本,以及后续可能需要进行的修改和调整。
top-down流程规划法步骤及其优缺点
top-down流程规划法步骤及其优缺点下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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fpga top-down设计思路
fpga top-down设计思路FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种灵活可编程的逻辑器件,可以通过编程来实现各种不同的数字逻辑电路。
而FPGA的设计思路则可以采用top-down的方法进行。
Top-down设计思路是一种从总体到细节的设计方法,首先确定系统的总体结构,然后逐步细化,直到最终实现具体的电路功能。
在FPGA设计中,top-down思路可以分为以下几个步骤。
确定系统的总体结构。
在FPGA设计中,总体结构通常由多个模块组成,每个模块负责实现不同的功能。
确定系统的总体结构包括确定各个模块之间的连接关系,以及每个模块的输入和输出。
接下来,对每个模块进行详细设计。
在进行详细设计时,可以采用自顶向下的方法,将每个模块进一步细化为更小的模块,直到每个模块可以通过基本的逻辑门实现。
在细化模块的过程中,可以使用不同的设计方法,如状态机、数据通路等。
在详细设计的过程中,需要考虑各个模块之间的接口定义和数据传输方式。
接口定义包括输入输出信号的名称、宽度和数据格式等。
数据传输方式可以采用同步方式或异步方式,也可以使用总线、FIFO等数据结构进行传输。
完成详细设计后,可以进行模块的实现和验证。
模块的实现可以使用硬件描述语言(如VHDL或Verilog)来编写模块的逻辑代码。
在实现的过程中,需要注意时钟频率、面积和功耗等因素的优化。
完成模块的实现后,可以进行模块级的验证。
模块级的验证可以通过仿真和测试来完成。
仿真可以使用仿真工具来验证模块的功能和时序正确性。
测试可以使用测试向量来验证模块对不同输入的响应是否正确。
完成了各个模块的实现和验证后,可以进行系统级的集成和验证。
系统级的集成可以将各个模块进行连接,并进行整体的功能验证。
验证可以使用仿真和实际的硬件平台来完成。
完成系统的调试和优化。
调试可以通过仿真和实际的硬件平台来进行。
优化可以通过对系统的时钟频率、面积和功耗等进行优化,以满足设计要求。
top down和bottom up制备方法
top down和bottom up制备方法【Top-down和Bottom-up制备方法】制备方法是科学研究的重要环节之一,不同的制备方法可以根据实验目标和体系的需求来选择。
其中,Top-down和Bottom-up制备方法是两种常见的制备方法,它们在材料科学、化学合成等领域都有广泛的应用。
在本文中,我们将对Top-down和Bottom-up制备方法进行详细解析,并比较它们的优缺点。
一、Top-down制备方法Top-down制备方法是基于材料的初始部分,通过精密加工和改造的方式逐步制备所需的材料或结构。
这种方法通常从较大的物体或结构开始,然后通过削减、切割、雕刻等实验手段逐步得到所需的材料。
1. 制备步骤:(1) 选择合适的起始材料:根据实验需求,选取具有相应性质和结构的初始材料。
(2) 进行加工和改造:使用机械、化学或物理加工手段对给定材料进行加工和改造,例如:切割、削减、雕刻、沉淀等。
(3) 优化和整合:根据实验需求,对制备材料进行优化和整合,以获得最终所需的材料。
2. 优点:(1) 可控性高:可根据具体需求对材料进行精确的加工和改造。
(2) 高效性:通过对初始材料的改造,可以快速制备出所需的材料。
(3) 适用性广:适用于制备不同尺度和结构的材料。
3. 缺点:(1) 可能造成结构缺陷:在Top-down制备过程中,可能会导致材料的结构缺陷,降低材料的性能。
(2) 能耗较高:加工和改造过程中需要投入较多的能量,使制备过程相对耗能。
二、Bottom-up制备方法Bottom-up制备方法是通过原子、分子或小颗粒之间的自组装来制备材料或结构,即从小尺度开始逐步增长,最终形成所需材料。
1. 制备步骤:(1) 合成小颗粒或分子:合成并控制所需的小颗粒或分子。
(2) 自组装或组装:通过化学反应、物理吸附或热力学控制等方式,使小颗粒或分子自行组装成所需的结构。
(3) 疏水处理或结晶调控:对材料进行处理,以控制结晶和表面性质,最终得到所需的材料。
ug的top down设计实例
ug的top down设计实例UG(Unigraphics)是一款由美国SIEMENS公司开发的计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)软件,被广泛应用于工程设计和制造领域。
UG的Top Down设计是一种从整体到局部的设计方法,通过分析整个系统的需求和功能,逐步细化设计,确保各个部分之间的协调和一致性。
本文将以UG的Top Down设计实例为标题,探讨其设计原理和应用。
一、Top Down设计的原理和特点Top Down设计是一种自顶向下的设计方法,即从整体到局部的逐步细化过程。
在Top Down设计中,首先确定整个系统的需求和功能,然后将系统分解为多个子系统和模块,再对每个子系统和模块进行详细设计。
这种设计方法的特点有以下几点:1. 高层次的抽象和概括:Top Down设计从整体的角度考虑问题,通过对系统需求和功能的分析,以高层次的抽象和概括形式定义系统的结构和功能。
2. 分解和模块化:Top Down设计将整个系统分解为多个子系统和模块,每个子系统和模块都具有独立的功能和接口,通过模块化的设计可以提高系统的可维护性和可扩展性。
3. 接口定义和协调:在Top Down设计中,各个子系统和模块之间通过接口进行通信和协调,接口定义清晰明确,确保各个部分之间的协调和一致性。
4. 迭代开发和验证:Top Down设计是一个迭代的过程,设计者可以根据需求和反馈进行调整和优化,通过不断的迭代开发和验证,逐步完善系统设计。
二、UG的Top Down设计实例以某公司的产品设计为例,使用UG进行Top Down设计,包括以下几个步骤:1. 确定产品需求和功能:首先,与客户沟通,了解产品的需求和功能要求。
在这个阶段,可以使用需求文档、用户调研等方法,明确产品的功能和性能要求。
2. 定义产品结构和模块:根据产品的需求和功能要求,确定产品的整体结构和模块划分。
在这个阶段,可以使用流程图、结构图等方法,定义产品的模块和子系统。
topdown设计理念
topdown设计理念Top-down设计理念是软件开发中一种常用的设计方法。
它强调系统的整体性和层次化思维,即先考虑整体的结构和功能,再逐步拆分为更小的模块和组件进行具体的设计和实现。
以下是对top-down设计理念的详细阐述:1. 整体性思维:Top-down设计强调整体性思维,即首先要明确系统的整体结构和功能,并将其作为设计的起点。
通过整体性思维,我们可以更好地把握系统的需求和目标,从而避免在后期设计阶段因需求变更而造成大量的修改和重构。
举例来说,假设我们正在设计一个学生成绩管理系统。
首先,我们需要考虑系统需要实现的主要功能,比如学生信息的录入、查询、修改和删除,成绩的录入、查询和统计等。
然后,基于这些整体功能,我们可以进一步分解为各个子功能,比如学生信息管理模块、成绩管理模块等。
2. 层次化思维:Top-down设计强调层次化思维,即将整体划分为多个层次或模块,并逐一进行具体的设计和实现。
这样可以提高系统的可维护性和可扩展性,同时降低设计的复杂度和风险。
继续以上面的学生成绩管理系统为例,我们可以将其划分为三个主要层次:用户界面层、业务逻辑层和数据访问层。
用户界面层负责接收用户的输入和展示结果,业务逻辑层负责处理用户的请求和进行相应的业务逻辑操作,数据访问层负责与数据库进行交互。
在设计的过程中,我们可以先从最高层次的用户界面层开始,设计系统的整体布局和界面样式。
然后,逐一考虑各个模块的详细设计和实现,比如如何进行学生信息的录入、查询和修改等操作。
这样每个模块的设计都能更加独立和清晰,避免了设计过程中的死胡同和循环依赖。
3. 自顶向下开发:Top-down设计强调自顶向下的开发方式,即先设计整体框架和主干功能,再逐步填充和完善细节。
这样可以使开发过程更加有条理和高效,提高开发速度和质量。
自顶向下开发的具体步骤如下:首先,制定系统的总体架构和模块划分。
这样可以按着模块分工进行并行开发,提高开发效率。
ug的top down设计实例
ug的top down设计实例UG(Unigraphics)是一款由美国Siemens PLM Software公司开发的三维计算机辅助设计(CAD)软件,它在全球范围内被广泛应用于产品设计、工程分析和制造过程中。
UG的设计理念是基于Top Down的设计方法,即从整体到局部的设计过程。
本文将以UG的Top Down设计为例,探讨其设计思想和实践应用。
一、Top Down设计概述Top Down设计是一种从整体到局部的设计方法,它首先确定产品的整体结构和功能要求,然后再将整体分解为各个组件,并逐步进行详细设计。
在UG中,Top Down设计通过创建主体和子体的关联关系,实现了整体模型和局部模型之间的关联和传递。
二、Top Down设计的优势1. 提高设计效率:Top Down设计可以将整体设计和局部设计同时进行,减少了反复修改的次数,提高了设计效率。
2. 简化设计过程:Top Down设计通过创建关联关系,使得整体模型和局部模型之间的变化可以相互传递,简化了设计过程。
3. 提高设计质量:Top Down设计可以从整体把握产品的设计要求和功能需求,确保设计的一致性和准确性。
4. 便于协同设计:Top Down设计可以将整体模型和局部模型分配给不同的设计人员进行设计,便于团队协同工作。
三、Top Down设计的实践应用以某个汽车发动机的设计为例,介绍Top Down设计在实践中的应用。
1. 确定整体结构:首先确定发动机的整体结构和功能,例如气缸数量、气缸排列方式等。
2. 创建主体模型:在UG中创建发动机的主体模型,包括气缸和曲轴等关键组件。
3. 设计子体模型:根据主体模型,将其分解为各个子体模型,如活塞、连杆等。
4. 建立关联关系:在UG中建立主体模型和子体模型之间的关联关系,确保整体模型和局部模型的一致性。
5. 进行详细设计:在各个子体模型中进行详细设计,考虑到各个部件的形状、尺寸和材料等。
6. 检查设计结果:通过UG中的分析工具,对设计结果进行验证,确保满足设计要求和功能需求。
bottom up and top down教学法
"Bottom-up" 和"Top-down" 是两种不同的教学方法,用于指导教学活动的设计和实施。
它们在教育中有不同的应用场景和特点。
Bottom-up 教学法:Bottom-up 教学法强调从基础、细节和实际情况出发,逐步建立学生的理解和知识体系。
它的特点包括:由点到面:Bottom-up 教学法开始于具体的事例、实例、案例或细节,然后逐步推导出更广泛的概念和原则。
实践导向:学习过程注重学生实际参与,通过实际操作、实验、案例分析等来构建知识。
个体化:强调适应学生个体差异,从学生已有的知识和经验出发,建立新的概念和理解。
探究性学习:鼓励学生通过自主探究、问题解决和讨论,深入理解概念和原则。
Top-down 教学法:Top-down 教学法则从整体出发,强调先传递主要概念、原则和整体框架,然后逐步深入探讨细节。
它的特点包括:由面到点:Top-down 教学法首先介绍主要概念、原则和整体框架,然后逐步展开,深入探讨细节和实例。
整体观念:通过呈现整体的思维方式,帮助学生理解概念的大局和相互关系。
结构化:学习过程有明确的结构,有助于学生理清知识体系。
理论导向:强调从理论层面出发,逐步深入探究,为学生建立坚实的理论基础。
两种教学法在不同情况下都有应用的价值。
Bottom-up 教学法适用于强调实践、探究和个体化学习的场景,能够帮助学生建立深厚的基础知识。
Top-down 教学法适用于引导学生从整体和理论出发,构建系统性的知识框架。
教学者可以根据学科、学生群体和教学目标的不同,选择适合的教学方法。
同时,综合运用两种方法也可能带来更丰富的学习体验和效果。
top-down工法
top-down工法Top-Down工法是一种软件开发方法论,也被称为自顶向下的设计方法。
它强调从整体到局部的设计思路,将复杂的问题分解为更小的子问题,并逐步进行详细设计和实现。
本文将介绍Top-Down工法的基本原理、优点和应用场景。
一、基本原理Top-Down工法的核心思想是从问题的总体出发,逐步细化并解决各个子问题。
在软件开发过程中,首先确定整体的需求和目标,然后将问题分解为多个模块或子系统,并对每个模块进行详细设计和实现。
这种自顶向下的设计方法可以帮助开发人员更好地把握整个系统的结构和功能,提高开发效率和质量。
二、优点1. 结构清晰:Top-Down工法可以将复杂的问题分解为更小、更易于理解的子问题,使整个系统的结构清晰明了。
2. 开发效率高:通过逐步细化和实现,开发人员可以在不同的抽象层次上进行并行开发,提高开发效率。
3. 可维护性好:由于Top-Down工法在设计阶段就考虑了整体结构,因此可以更好地支持系统的扩展和维护。
4. 可复用性强:通过将系统分解为多个模块,每个模块可以独立设计和实现,从而提高代码的复用性。
三、应用场景Top-Down工法适用于对整体结构和功能要求较高的软件开发项目。
以下是几个适合使用Top-Down工法的场景:1. 大型软件系统开发:对于大型软件系统而言,其结构复杂、功能众多。
使用Top-Down工法可以先从整体出发,逐步分解并实现各个模块,保证整个系统的一致性和可维护性。
2. 需求变化频繁的项目:在需求变化频繁的项目中,Top-Down工法可以帮助开发人员快速适应变化,并通过修改整体设计来满足新的需求。
3. 多人协作开发:在多人协作开发的项目中,Top-Down工法可以帮助团队成员更好地理解整体设计,并在各自的模块上独立进行开发,提高开发效率。
4. 高度可定制的软件开发:对于需要提供高度可定制功能的软件而言,Top-Down工法可以将系统分解为多个可定制的模块,以满足不同客户的需求。
TOP-DOWNDesign设计经验谈
TOP-DOWNDesign设计经验谈我在这里想说的是T op-Down不是一套特定的Pro/E菜单选取集合或特殊的功能,只是Pro/E 提供了一套方法和各种工具来构成了一个完善的Top-Down Design的环境。
其实没电脑时的时代-->传统的手工绘图来做的设计年代,做产品设计流程就是T op-Down Design,这是一种很符合现实状况和人的思维的方式的设计流程,只是后来出现了电脑绘图,才有Bottom-up 这种做法出现。
恰好前些时候做了一个关于这方面的demo资料,关于这方面的内容摘录一些重点如下:TopDown Design(自顶向下的设计,台湾有称之为贯连式设计) 在Pro/ENGINEER里的作法是:建立能够抓取整个设计团队所使用的设计知识以及相关规则的模型定义最顶层的设计意图,并使用Pro/E提供的T op-Down Design 工具和方法去掌握这个设计意图,组件和子装配都是整个系统的一部分,设计信息从中心位置传递到各个子系统:布局(Pro/Notebook)--->骨架模型(Skeletons)-->装配(Assemblies)组件(Components)为什么要使用Top-Down Design进行产品设计?使用Top-Down Design的原因:捕获设计过程中的设计信息和设计意图提高产品开发的效率减少设计错误产品设计模块化加快设计的反复性能够高效率地进行设计变更重复使用Pro/E的资料以拉的方式取代推的方式进行资料交换改善工作流程,而且有计划地执行使整个专案的结构能够修改成适合设计团队的结构以进行同步工程Top-Down Design步骤(六大步骤):确立设计意图(Design Intent);定义主要产品结构(Assemble Structure);构造骨架模型(Skeleton Models);设计意图的传递;衍生实体的构建;管理相互关联的零件自顶向下设计步骤(一)---->设计意图产品的设计一定会伴随一些主要的计划书:草图(Sketches)ID效果图、线框图想法(Ideas)建议书(Proposals)产品开发规范(Specification)定义设计规范和限制了解什么是此次设计的需求了解元件间的关系定义主要元件和从属元件规划装配模型树及零件命名计划在整个设计过程中要考虑的问题利用二维布局(Layout),来体现设计意图二维“工程图”的环境表格用来定义核心的设计参数;利用带有尺寸的草绘去提供可视化的参考;利用多页的表去组织设计信息;利用关系式去建立设计检测自顶向下设计步骤(二)--->主要产品结构:创建主要虚拟装配产品的结构包含了一系列的子装配和元件定义设计时,许多的子装配(Subassembly)将会被决定:T op级骨架模型子装配子装配骨架零件定义虚拟装配的优点:放置的位置相同对所有设计者之间有良好的沟通设计总师控制所有的架构具体的设计者专注于自己的设计工作没有几何信息的定义自顶向下设计步骤(三)---->骨架模型构建设计的骨架模型:包括主要的表面和包络几何曲面组(Surfaces);基准面组;基准轴组;基准点组;坐标系统;要点:几何体素由最高层骨架模型驱动骨架模型的作用:共享设计信息控制参考运动模拟使用骨架模型的优点:仅对总体的关键进行设计,使设计更加明了加强了组件彼此之间设计数据的沟通支持组件彼此之间的设计数据的共享和传递容易确认、控制和观察设计全局使得设计数据的沟通无阻碍设计出的产品更加柔性化自顶向下设计步骤(四)--->设计意图的传递设计意图传递的作用:重要位置与空间宣告的衍生确定骨架模型与子装配中的子骨架模型的关系确定子骨架模型与子装配中元件的关系设计意图传递的方法:使用复制几何特征(Copy Geometry)建立发布式的共享几何特征(Publish Geometry)使用继承映射零件主模型技术复制几何特征的优点:可以用来沟通的几何特征包含了基准曲线、面等特征及时更新(Up-to date)复制几何的相互依附关系可以随时更改元件的参考状态在模型树中显示出来比单纯复制曲面更节省磁盘空间发布式几何特征的优点(Publish Geometry):可以对一组复制几何定义、命名方便设计时对复制几何特征的提取自顶向下设计步骤(五)---->衍生实体的建立:直接在装配的环境中创建元件在单个的零件环境中创建实体特征,然后再装配进去自顶向下设计步骤(六)---->管理相关联的零件管理相互关联的零件的方式:对外部参考(External Reference)进行管理在模型中控制组件的参考范围对设计变更的控制与组件的更新管理外部参考:利用外部参考创建特征利用外部参考进行装配元件限制外部参考的使用控制组件的参考范围:控制组件的参考范围的优点:管理者更有效地对设计共享数据进行管理避免产生不必要的依靠关系参考与父子关系:参考控制全局参考观察器模型树应用自顶向下设计的来进行产品变形或设计变更:利用修改骨架模型的外形,改变产品设计或进行设计变更,修改骨架来全局控制设计变更Top-Down Design----总结。
Top-DOWN设计方法探讨
Top-down设计方法探讨1 背景介绍中兴通信在2001年以前主要使用AutoCAD来完成产品的结构设计,同时也用Pro/ENGINEER软件完成一定范围的结构设计,经过多年的使用,存在以下几个主要问题,影响产品的设计品质、设计周期、数据管理。
(1) 设计意图难以捕捉,部门之间由于性质不同存在沟通的困难。
(2) 工程师的主要工作集中在CAD绘图上,而不是设计的思考与优化,工程师之间的协作共享难以实现,设计意图也难以沟通。
(3) 设计错误不能及时发现,修改困难。
(4) 难以建立中央数据库系统。
(5) 工艺设计直观性差,工艺设计比结构设计滞后,难以实现并行工程。
(6) 造型设计与结构设计脱节,不能实现造型与结构的一体化设计流程。
2 项目分析经过我们的调研和实际使用Pro/ENGINEER的经验体会,公司在2001年全面启动Pro/ENGINEER的培训推广工作,主要是基于Pro/ENGINEER以下优点:首先,拥有单一数据库支持下的产品数据全相关的开发流程;其次是覆盖产品开发全流程应用的全面解决方案;最后,具有完善的参数化设计技术。
其中的全面解决方案包括:并行开发环境——Pro/INTRALINK;Top-down设计与装配管理功能,推进设计的自动化;设计知识、规则管理工具——Check;6σ质量控制方法——CE/TOL;产品可视化工具——ProductView;数据浏览——动态旋转、剖切、漫游;动态测量、批注和圈阅;三维拆装分析与动画制作。
3 项目实施情况介绍传输产品项目组成员为2人,从2001年10月10日开始,到2001年11月28日完成所有相关零部件三维建模、二维图绘制。
主要包括机柜、插箱、相关附件和相关标准件和非标准件。
完全达到当初项目设定的目标。
目前后续传输新产品已在原建模基础上进行改进设计。
4 项目实施目标(1) 项目在中兴传输产品ZX234JA上实施。
(2) 整个项目在Pro/INTRALINK设计平台上进行,所有文件命名以及数据规范均应符合部门有关规定,所有文件最终均要归入部门数据库内。
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【摘要】通过对项目设计方法的介绍和分析,阐述了Top-down设计的一般步骤和需要注意的问题,同时,也对该设计方法下的传输产品设计问题和数据重用问题进行了分析和解决。
【关键词】Top-down 项目设计方法数据采用1 背景介绍中兴通信在2001年以前主要使用AutoCAD来完成产品的结构设计,同时也用Pro/ENGINEER软件完成一定范围的结构设计,经过多年的使用,存在以下几个主要问题,影响产品的设计品质、设计周期、数据管理。
(1) 设计意图难以捕捉,部门之间由于性质不同存在沟通的困难。
(2) 工程师的主要工作集中在CAD绘图上,而不是设计的思考与优化,工程师之间的协作共享难以实现,设计意图也难以沟通。
(3) 设计错误不能及时发现,修改困难。
(4) 难以建立中央数据库系统。
(5) 工艺设计直观性差,工艺设计比结构设计滞后,难以实现并行工程。
(6) 造型设计与结构设计脱节,不能实现造型与结构的一体化设计流程。
2 项目分析经过我们的调研和实际使用Pro/ENGINEER的经验体会,公司在2001年全面启动Pro/ENGINEER的培训推广工作,主要是基于Pro/ENGINEER以下优点:首先,拥有单一数据库支持下的产品数据全相关的开发流程;其次是覆盖产品开发全流程应用的全面解决方案;最后,具有完善的参数化设计技术。
其中的全面解决方案包括:并行开发环境——Pro/INTRALINK;Top-down设计与装配管理功能,推进设计的自动化;设计知识、规则管理工具——Check;6σ质量控制方法——CE/TOL;产品可视化工具——ProductView;数据浏览——动态旋转、剖切、漫游;动态测量、批注和圈阅;三维拆装分析与动画制作。
3 项目实施情况介绍传输产品项目组成员为2人,从2001年10月10日开始,到2001年11月28日完成所有相关零部件三维建模、二维图绘制。
主要包括机柜、插箱、相关附件和相关标准件和非标准件。
完全达到当初项目设定的目标。
目前后续传输新产品已在原建模基础上进行改进设计。
4 项目实施目标(1) 项目在中兴传输产品ZX234JA上实施。
(2) 整个项目在Pro/INTRALINK设计平台上进行,所有文件命名以及数据规范均应符合部门有关规定,所有文件最终均要归入部门数据库内。
(3) 整个项目有明确的设计意图,应有整体的骨架模型(驱动)“Skeleton”,应能充分体现Top-down设计理念。
(4) 进行并行工程设计。
(5) 实现自动变更。
主要是机柜实现高度(2.0m、2.2m、2.6m)以及深度(300mm、600mm )自动变更。
子架根据实际需求的板位数目以及板位间距、高度自由变更。
甚至实现双排与单排之间的变化。
(6) 完成相应的文档编制。
5 项目设计方法介绍5.1 项目设计方法的选定在Pro/ENGINEER这种关联性很强的三维软件设计中,一个项目的方法选定特别重要,因为它将影响你以后所有的设计,以及在后续的延伸设计和拓展。
目前利用Pro/ENGINEER进行项目设计大致有以下三种。
(1) Down-Top设计方法。
此方法只是利用Pro/ENGINEER简单的三维模型技术分别进行零部件的设计,最后像积木一样搭建而成产品。
这种方法零部件之间不存在任何参数关联,仅仅存在简单的装配关系。
对于设计的准确性、正确性、修改以及延伸设计可以说是致命缺点。
(2) Top-down设计方法。
在树(装配关系)的最上端存在顶级Skeleton,接下来是次级Skeleton,继承于顶级Skeleton,然后每一级装配分别参考各自的Skeleton,展开系统设计和详细设计。
这种方法已经属于Top-down思路。
只是在数据重用方面存在问题。
图1 Down-Top设计方法图2 Top-down设计方法(3) 改进型Top-down设计方法。
在第二种方法的基础上加以改进,将顶级Skeleton 从整个装配关系中剥离出来,单独存在。
需要数据重用的大部件分别参考于顶级Skeleton,在数据重用时互不干涉。
当然整个装配关系是由顶级Skeleton控制的。
图3 改进型Top-down设计方法传输产品种类较多,借用、互相装配等数据重用现象非常普遍,同一机柜可以装多个产品的子架,同一个子架可以装到不同的机柜中。
基于以上介绍的设计方法,很明显应该选用第三种。
5.2 总体系统设计(1) ZX234JA.PRT的建立。
这个文件就是我们顶级的Skeleton,它独立于装配树以外而存在。
是用Datum、Point、Axis、Curve、 Surface等特征建立,用来反映整个系统设计有关的特征,便于下一步进行参考传递,内容例如机柜外形尺寸、子架、电源分配架、话机托架在机柜中的位置、空间等。
也可以进行内部功能子架安装位置以及机柜门的分割和基本位置。
要求内容简单明确,通用性强,容易更改,所包含的参数最好是容易引起设计更改的参数,对比较重要的特征可以更名为容易理解的名字。
在初步确定ZX234JA.PRT的内容不一定是完整的内容, 以后根据设计的需要可以进一步添加。
最后可以根据实际情况定义(PublishGeom)每个需要输出作为参考模块的内容。
另外作为Pro/ENGINEER每个prt的基本元素,三个基准面应该一级一级传下去,尽量保持基准一致。
ZX234JA.PRT的具体内容如图4所示。
图4(2) 装配部件的定义以及参考的传递。
当所需ZX234JA.PRT基本上定义完好后(当然不是最终结果),就可以在Pro/ENGINEER环境下定义整个项目的结构树,基本上是根据功能模块进行建立,编号是依据大家平时习惯的编号方法。
如图5所示。
ZX234JA-01.ASM为机柜子装配、ZX234JA-02.ASM为子架子装配、ZX234JA-06.ASM 为话机托架子装配。
图5当结构树建好以后,就可以利用ExtCopyGoeom命令进行参考复制。
在每一个功能模块下面分别创建一个Skeleton文件(注意:此Skeleton属性不同于ZX234JA.PRT),内容即是在ZX234JA.PRT中定义的模块参考内容。
图6、图7、图8所示是机柜的Skeleton文件及其内容,已经可以没有子架相关的参考在里面。
图6图7图85.3 部件级别系统设计这一步其实就是项目并行工程的关键所在。
针对于每一个部件可以安排相应的工程师来完成,每个工程师只需按照分配给自己的空间和参考来进行下一步的设计,不必担心其他项目工程师,因为有一个顶级ZX234JA.PRT在控制着装配。
其实每一个部件就和一个大系统一样,由下一级部件和零件组成。
为便于更好的参考,可以同样在每一级Skeleton文件进行详细的参考加入以及定义和输出。
在继续改进每一级Skeleton时仍要记住,不要随便加入实体等带有质量性质的特征。
当然这些新加入的参考都可以上升到顶级Skeleton文件ZX234JA.PRT之中,再分别传递下来。
不过这样做的结果就是ZX234JA.PRT文件越来越大,越来越复杂,不但容易出错,而且自己不容易辨认。
例如,在下面子架的Skeleton文件中就加入了两个Datum Plane:DTM_FRONTFACE和DTM_FAN。
5.4 详细设计阶段(1) 三维详细设计。
详细设计一般都是在零件中完成,设计零件时可以直接参考本级或者上一级Skeleton文件,也可利用Copy Geometry的方法从上一级直接获得作为一个特征,也可参考本部件结构树下面的其他零件,但要注意的是不要互相参考,以免形成循环参考。
从而展开零件的详细设计,在必要的时候可以创建装配特征,但要注意装配级别特征的显示水平。
例如,图9中所有单板面板上下缺口可以通过一个装配级Cut即可完成。
(2) 零部件属性定义。
在三维实体完成设计后,还有一个重要的步骤就是对每一个部件、零件进行属性定义,包括代号、名称、材料、创建者、属于哪个产品等,这是作为一个完整Prt的其中一部分。
在绘制二维图时系统会自动根据模板将部件、零件的属性显示在零件图、装配图中。
图95.5 二维图绘制主要强调以下几点:所使用的模板一定要从服务器CommonSpace中调入,使所有的二维图保持基调一致,便于系统管理员管理和修改。
基于本人原来使用三维软件的经验,像这类大型开发使用的软件不一定完全符合公司要求,也可能是我们感到的缺陷。
要想完美,就需要二次开发。
但我们在使用过程中最需要的就是想尽千方百计满足我们需求,这个方法搞不定再换个方法。
因二维图中往往需要表达的因素最多,所以这种情况尤其突出。
例如,整个视图的垂直、水平中心线怎样表达出?没有这个命令,我们可以在三维图中创建相应的中心线,虽然在三维图中没有用,但可以在二维图中来控制表达我们所需要的垂直、水平中心线。
6 传输产品设计中几个重要问题上面所讲的其实都是Top-down的通用设计思路和方法。
下面针对传输产品讲几个重要问题,同时大家也可看到Layout、Program在设计中的应用。
6.1 机柜由2.2m自动变更到2.0m和2.6m传输产品机柜高度有2.2m、2.0m和2.6m三种,深度有300mm和600mm两种,组合以后就有6种。
当然全部设计完毕后每个产品都对应有自己的目录和文件,但为了节约设计周期,都应出自基本型机柜。
但在设计过程中怎样控制随时可以变更任何一种,检查有无错误,重生成不失败呢?在项目实施过程中,主要采用了Layout、Program控制命令。
Layout作为一个布局二维图,完全可代替AutoCAD中的原始方案图。
上面可以用二维图形式表达出最基本的产品方案,可以设定Parameters表达所需控制的因素,而这些因素可以利用Declare命令直接同ZX234JA.PRT、以及每一级Skeleton、每一个Asm和Prt挂钩,然后直接由Layout进行所有变数控制。
如下面的Layout直接控制机柜的长、宽、高。
我们可以直接更改表格中的参数,然后对整个装配进行重新生成即可。
成功与否于设计过程中参考的选择、控制有很大关系。
图10还有一个问题:2.2m、2.0m和2.6m三种机柜装配的零件不尽相同,互相有不同,怎样控制在变动过程中自动实现增添或减少呢?其实在Pro/ENGINEER中所做的每一步工作都记录在案。
我们可以利用Program进行控制每一步操作的存在与否,不但对于零部件、对于零件中的特征同样使用。
例如下面一段程序(如图11所示),意思就是当机柜变更为 2.0m时取消ZX234JA-01-13这个组件。
这样一来,当由Layout发出变更通知后,在重新生成过程中这个变动就可以实现。
图116.2 子架根据板位的多少和间距大小自动更新如果能理解了上面的变更原理,对于子架根据板位的多少和间距大小自动更新的问题也就不成问题了,只不过控制的参数加多了,程序更改得也多了。