TVM

TVM (сокр. от англ. Television Machine, также известная как TVM-система) — это советская и российская система автоматизированного проектирования (САПР) для разработки радиоэлектронной аппаратуры, печатных плат и микросборок. Разработана в 1980-х годах в Научно-исследовательском институте точных технологий (НИИТТ, г. Москва) и впоследствии развивалась рядом организаций, включая АО «НИИМЭ» (Научно-исследовательский институт молекулярной электроники) и компанию «ЭРЕМС» (Россия). Система ориентирована на сквозное проектирование — от электрической схемы до выпуска конструкторской документации и управляющих программ для технологического оборудования.

История

Разработка TVM началась в середине 1980-х годов в НИИТТ как ответ на потребность в отечественной САПР для микроэлектроники, способной заменить зарубежные аналоги, такие как P-CAD (США) и OrCAD (США), доступ к которым был ограничен из-за экспортных ограничений. Первая версия, TVM-1, вышла в 1987 году и работала на ЭВМ серии «Электроника-60» и «СМ-4» под управлением операционной системы RT-11. Система позволяла вводить электрические схемы, трассировать печатные платы и генерировать фотошаблоны.

В 1990-х годах, после распада СССР, разработка TVM была продолжена в рамках конверсии оборонных предприятий. В 1993 году вышла версия TVM-2, адаптированная для IBM PC-совместимых компьютеров под MS-DOS. В 1995 году появилась TVM-3, поддерживавшая Windows 3.1. В 2000-х годах система была портирована на Windows NT/2000/XP, а в 2010-х — на Windows 7/10.

С 2010 года TVM развивается в рамках импортозамещения, поддерживая стандарты ЕСКД (Единая система конструкторской документации) и требования российских заказчиков, включая предприятия оборонно-промышленного комплекса (ОПК). В 2020 году вышла версия TVM-2020, интегрированная с САПР «Альтиум Дизайнер» (Altium Designer — компания Altium, США) через форматы ODB++ и IPC-2581.

Классификация

TVM относится к классу САПР для радиоэлектроники (ECAD — Electronic Computer-Aided Design). Внутри этого класса выделяют:

• По функционалу: полный цикл проектирования — от схемотехники до выпуска документации.
• По области применения: разработка печатных плат (PCB), гибридных микросхем, микросборок, многослойных керамических подложек.
• По платформе: настольная версия для Windows; серверная версия для коллективной работы (TVM-Server).
• По лицензии: коммерческая (проприетарная) — для предприятий; образовательная — для вузов.

Устройство и характеристики

TVM состоит из нескольких модулей, объединённых общей базой данных:

Основные модули

• TVM-Schematic — редактор электрических принципиальных схем. Поддерживает иерархическое проектирование, многостраничные схемы, автоматическую нумерацию компонентов. Импорт/экспорт в форматы EDIF, DSN, ASCII.
• TVM-PCB — редактор печатных плат. Включает ручную и автоматическую трассировку, расчёт зазоров, контроль технологических норм (DRC — Design Rule Check). Поддерживает до 64 слоёв, многоугольные полигоны, дифференциальные пары.
• TVM-Library — менеджер библиотек компонентов. Содержит базы данных корпусов (SMD, DIP, BGA и др.), типовых элементов (резисторы, конденсаторы, микросхемы) и условных графических обозначений (УГО). Библиотеки обновляются через централизованный сервер.
• TVM-3D — модуль трёхмерной визуализации платы. Позволяет проверять коллизии (пересечения) компонентов, моделировать тепловые режимы (интеграция с ANSYS — компания ANSYS Inc., США) и электромагнитную совместимость (ЭМС).
• TVM-Output — генератор выходной документации: чертежи (сборочные, монтажные, сверловки), спецификации (по ГОСТ 2.106-96), ведомости покупных изделий, управляющие программы для станков с ЧПУ (Gerber, Excellon, Sieb & Meyer).

Технические характеристики (версия TVM-2020)

• Операционная система: Windows 7/10/11 (64-bit).
• Форматы данных: собственный бинарный (.tvm), Gerber RS-274X, Excellon, IPC-2581, ODB++, DXF (Autodesk — компания Autodesk Inc., США), STEP (ISO 10303).
• Максимальный размер платы: 1000×1000 мм.
• Минимальная ширина дорожки: 0,05 мм (при разрешении 0,001 мм).
• Количество выводов компонента: до 4096 (для BGA).
• Поддержка сетей: до 10 000 цепей.

Применение

TVM используется в основном на предприятиях ОПК, авиастроения, космической промышленности и приборостроения России. Основные области:

• Разработка бортовой электроники для ракетно-космической техники (например, системы управления «Союз-2» и «Протон-М»).
• Проектирование печатных плат для средств связи (радиостанции, спутниковые модемы).
• Создание микросборок для вычислительной техники (например, модули памяти для ЭВМ «Эльбрус»).
• Образование: используется в МИЭТ (Московский институт электронной техники), МГТУ им. Баумана, НИУ ВШЭ для обучения схемотехнике и конструированию РЭА.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Полная поддержка ЕСКД — автоматическое формирование документации по ГОСТ, что критично для приёмки заказчиками из ОПК.
• Работа с большими проектами — до 10 000 цепей без снижения производительности.
• Локализация — интерфейс, документация и техподдержка на русском языке.
• Интеграция с российскими САПР — например, с «Компас-3D» (АСКОН) для совместного проектирования корпусов и плат.

Недостатки

• Ограниченная библиотека компонентов — по сравнению с Altium Designer или KiCad (свободное ПО) количество готовых моделей меньше (около 50 000 против 200 000+).
• Сложность освоения — интерфейс унаследован от версий 1990-х годов, что требует длительного обучения.
• Закрытость форматов — собственный бинарный формат .tvm затрудняет обмен данными с зарубежными системами.
• Отсутствие симуляции — в базовой версии нет встроенного SPICE-симулятора (требуется интеграция с LTspice — Analog Devices, США, или Micro-Cap — Spectrum Software, США).

Интересные факты

• Название TVM расшифровывается как «Television Machine» — отсылка к тому, что первые версии системы использовали телевизионные мониторы для отображения графики.
• В 1990-х годах TVM была одной из немногих САПР, сертифицированных Министерством обороны РФ для проектирования военной техники.
• В 2015 году TVM была включена в Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных (приказ Минкомсвязи РФ № 363 от 29.09.2015).

Источники

• ГОСТ 2.106-96 «Единая система конструкторской документации. Текстовые документы».
• Руководство пользователя TVM-2020 (АО «НИИМЭ», 2020).
• «САПР для радиоэлектроники: обзор рынка» // Журнал «Современная электроника», № 4, 2019, с. 34–42.
• «TVM: история и перспективы развития» // Сборник трудов НИИТТ, вып. 12, 2018, с. 15–22.
• «Импортозамещение в САПР: опыт внедрения TVM» // Вестник МИЭТ, № 3, 2021, с. 56–63.