Проектування друкованих плат пристроїв компютерних систем (стр. 3 из 9)

L(D7)(N7)=R(7,5)*d(N1,N7)+R(7,0)*d(N0,N7)+R(7,6)*d(N2,N7)+R(7,4)*d(N3,N7)=0+7*2+0+0=14

Обираємо мін. довжину - N4

Рисунок. 3.6 - Розміщення (крок 4)

Кількість зв'язків з елементами, розміщеними на попередніх кроках

R(1,0,5,6,4,7)=4+2+0+0+0=6

R(2,0,5,6,4,7)=0+2+0+0+2=4

R(3,0,5,6,4,7)=4+0+0+0+2=6

Обираємо макс. Кількість зв’язків - D1

Обираємо позицію

L(D1)(N5)=R(1,5)*d(N1,N5)+R(1,0)*d(N0,N5)+R(1,6)*d(N2,N5)+R(1,4)*d(N3,N5)+R(1,7)*d(N4,N5)=2*4+4*2+0+0+0=16

L(D1)(N6)=R(1,5)*d(N1,N6)+R(1,0)*d(N0,N6)+R(1,6)*d(N2,N6)+R(1,4)*d(N3,N6)+R(1,7)*d(N4,N6)=2*3+4*2+0+0+0=14

L(D1)(N7)=R(1,5)*d(N1,N7)+R(1,0)*d(N0,N7)+R(1,6)*d(N2,N7)+R(1,4)*d(N3,N7)+R(1,7)*d(N4,N7)=2*2+4*2+0+0+0=12

Обираємо мін. довжину - N7

Рисунок. 3.7 - Розміщення (крок 5)

Кількість зв'язків з елементами, розміщеними на попередніх кроках

R(2,0,5,6,4,7,1)=0+2+0+0+2+1=5

R(3,0,5,6,4,7,1)=4+0+0+0+2+0=6

Обираємо макс. Кількість зв’язків - D3

Обираємо позицію

L(D3)(N5)=R(3,5)*d(N1,N5)+R(3,0)*d(N0,N5)+R(3,6)*d(N2,N5)+R(3,4)*d(N3,N5)+R(3,7)*d(N4,N5)+R(3,1)*d(N7,N5)=0+4*2+0+0+2*1+0=10

L(D3)(N6)=R(3,5)*d(N1,N6)+R(3,0)*d(N0,N6)+R(3,6)*d(N2,N6)+R(3,4)*d(N3,N6)+R(3,7)*d(N4,N6)+R(3,1)*d(N7,N6)=0+4*2+0+0+2*2+0=12

Обираємо мін. довжину - N5

Рисунок. 3.8 - Розміщення (крок 6)

Рисунок. 3.9 - Розміщення (крок 7)

3.2 Ітераційний алгоритм розміщення елементів на платі

Згідно з ТЗ – метод парних перестановок.

Обираються 2 елементи e(i) та e(j) з позиціями t(e(i)) та t(e(j)) відповідно. Знаходиться множина елементів Р:

Р=(Ге(i) V Гe(j))\e(i)e(j)

Далі перевіряється значення

Якщо значення більша за 0, елементи можна поміняти місцями.

Эл.	1	2	3	4	5	6	7
Поз.	7	6	5	3	1	2	4

Рисунок. 3.10 - Ітераційне розміщення (початок)

P(1,2)=D3, D5, D7 =====> delta=1

P(1,3)=D2, D5, D7 =====> delta=-4

P(1,4)=D2, D5, D6 =====> delta=0

P(1,5)=D2, D4, D6 =====> delta=2

P(1,6)=D2, D4, D5 =====> delta=-3

P(1,7)=D2, D3, D5 =====> delta=-3

P(2,3)=D1, D5, D7 =====> delta=-3

P(2,4)=D1, D3, D5, D6, D7 =====> delta=-3

P(2,5)=D1, D3, D4, D6, D7 =====> delta=-3

P(2,6)=D1, D3, D4, D5, D7 =====> delta=0

P(2,7)=D1, D3, D5 =====> delta=0

P(3,4)=D2, D5, D6, D7 =====> delta=-10

P(3,5)=D1, D2, D4, D6, D7 =====> delta=-4

P(3,6)=D2, D4, D5, D7 =====> delta=-9

P(3,7)=D2 =====> delta=1

P(4,5)=D1, D2, D6 =====> delta=4

P(4,6)=D5 =====> delta=1

P(4,7)=D2, D3, D5, D6 =====> delta=-5

P(5,6)=D1, D2, D4 =====> delta=3

P(5,7)=D1, D2, D3, D4, D6 =====> delta=-3

P(6,7)=D2, D3, D4, D5 =====> delta=-6

Міняємо елементи 4 та 5

Эл.	1	2	3	4	5	6	7
Поз.	7	6	5	1	3	2	4

Рисунок. 3.11 - Ітераційне розміщення (крок 1)

P(1,2)=D3, D5, D7 =====> delta=1

P(1,3)=D2, D5, D7 =====> delta=0

P(1,4)=D2, D5, D6 =====> delta=-2

P(1,5)=D2, D4, D6 =====> delta=0

P(1,6)=D2, D4, D5 =====> delta=-3

P(1,7)=D2, D3, D5 =====> delta=1

P(2,3)=D1, D5, D7 =====> delta=-3

P(2,4)=D1, D3, D5, D6, D7 =====> delta=-9

P(2,5)=D1, D3, D4, D6, D7 =====> delta=-1

P(2,6)=D1, D3, D4, D5, D7 =====> delta=-8

P(2,7)=D1, D3, D5 =====> delta=0

P(3,4)=D2, D5, D6, D7 =====> delta=-12

P(3,5)=D1, D2, D4, D6, D7 =====> delta=-6

P(3,6)=D2, D4, D5, D7 =====> delta=-13

P(3,7)=D2 =====> delta=1

P(4,5)=D1, D2, D6 =====> delta=-4

P(4,6)=D5 =====> delta=1

P(4,7)=D2, D3, D5, D6 =====> delta=-9

P(5,6)=D1, D2, D4 =====> delta=-1

P(5,7)=D1, D2, D3, D4, D6 =====> delta=-3

P(6,7)=D2, D3, D4, D5 =====> delta=-10

Міняємо місцями елементи 1 та 2

Эл.	1	2	3	4	5	6	7
Поз.	6	7	5	1	3	2	4

Рисунок. 3.12 - Ітераційне розміщення (крок 2)

P(1,2)=D3, D5, D7 =====> delta=-1

P(1,3)=D2, D5, D7 =====> delta=-4

P(1,4)=D2, D5, D6 =====> delta=-4

P(1,5)=D2, D4, D6 =====> delta=-2

P(1,6)=D2, D4, D5 =====> delta=-6

P(1,7)=D2, D3, D5 =====> delta=0

P(2,3)=D1, D5, D7 =====> delta=0

P(2,4)=D1, D3, D5, D6, D7 =====> delta=-8

P(2,5)=D1, D3, D4, D6, D7 =====> delta=0

P(2,6)=D1, D3, D4, D5, D7 =====> delta=-6

P(2,7)=D1, D3, D5 =====> delta=0

P(3,4)=D2, D5, D6, D7 =====> delta=-10

P(3,5)=D1, D2, D4, D6, D7 =====> delta=-6

P(3,6)=D2, D4, D5, D7 =====> delta=-11

P(3,7)=D2 =====> delta=-1

P(4,5)=D1, D2, D6 =====> delta=-4

P(4,6)=D5 =====> delta=1

P(4,7)=D2, D3, D5, D6 =====> delta=-9

P(5,6)=D1, D2, D4 =====> delta=-1

P(5,7)=D1, D2, D3, D4, D6 =====> delta=-7

P(6,7)=D2, D3, D4, D5 =====> delta=-10

Міняємо місцями елементи 4 та 6

Эл.	1	2	3	4	5	6	7
Поз.	6	7	5	2	3	1	4

Рисунок. 3.13 - Ітераційне розміщення (крок 3)

P(1,2)=D3, D5, D7 =====> delta=-1

P(1,3)=D2, D5, D7 =====> delta=-4

P(1,4)=D2, D5, D6 =====> delta=-6

P(1,5)=D2, D4, D6 =====> delta=-2

P(1,6)=D2, D4, D5 =====> delta=-5

P(1,7)=D2, D3, D5 =====> delta=0

P(2,3)=D1, D5, D7 =====> delta=0

P(2,4)=D1, D3, D5, D6, D7 =====> delta=-7

P(2,5)=D1, D3, D4, D6, D7 =====> delta=0

P(2,6)=D1, D3, D4, D5, D7 =====> delta=-8

P(2,7)=D1, D3, D5 =====> delta=0

P(3,4)=D2, D5, D6, D7 =====> delta=-12

P(3,5)=D1, D2, D4, D6, D7 =====> delta=-6

P(3,6)=D2, D4, D5, D7 =====> delta=-10

P(3,7)=D2 =====> delta=-1

P(4,5)=D1, D2, D6 =====> delta=-2

P(4,6)=D5 =====> delta=-1

P(4,7)=D2, D3, D5, D6 =====> delta=-10

P(5,6)=D1, D2, D4 =====> delta=-4

P(5,7)=D1, D2, D3, D4, D6 =====> delta=-7

P(6,7)=D2, D3, D4, D5 =====> delta=-10

Більше покращень зробити неможливо

Рисунок. 3.14 - Остаточне розміщення

Нумерація виводів мікросхем (рис. 3.15) та конструктивне розміщення елементів на графічній платі після виконання алгоритму розміщення зображено на рис. 3.16.

Рисунок. 3.15 - Нумерація виводів мікросхем

Рисунок. 3.16 - Орієнтація мікросхем на платі

Аналогічно проводиться розміщення в вузлах Т1, Т2, Т3.

Рисунок. 3.17 - Координатна сітка для вузлів Т1, Т2

Рисунок. 3.18 - Розміщення елементів в узлі Т1

Рисунок. 3.19 - Розміщення елементів в узлі Т2

В узлі Т3 тільки 1 елемент, тому його розміщення не розглядається.

4 ТРАСУВАННЯ СПОЛУЧЕНЬ

4.1 Алгоритм Лі

Для сполучення виводів мікросхем в відповідності з електричною принциповою схемою необхідно використати заданий алгоритм трасування. В процесі трасування слід виконати наступні основні етапи:

1) отримання списку сполучень (табл. 4.1),

2) визначення порядку прокладки сполучень,

3) трасування окремих сполучень.

Використовуючи один з заданих алгоритмів здійснюється попереднє трасування на одній площині. В процесі трасування необхідно мінімізувати геометричні параметри сполучень: довжину, число пересічень, кількість згибів.

Проводиться трасування вузла Т1.

Таблиця 4.1- Список сполучень вузла Т1

Провідник	Сполучення	Елементний комплекс	Примітка
1	D5: 24,D6: 24, D4: 14	Іспити
2	D5: 12,D6: 12, D4: 7	"Земля"
3	D5: 1, Ш:a1	V1
4	D5: 4, Ш:a6	V6
5	D5: 2, D1:5, D2:1	V7
6	D5: 3, D2:2	V8
7	D5: 5,D5:7 ,Ш:a22	V9
8	D5:10, D5:8, Ш:a7	V10
9	D5:15,D5:16, Ш:a8	V11
10	D5:18, D4:1, Ш:a23	V13
11	D4:4, Ш:a9	V14
12	D6:2,D6:3, Ш:a10	V15
13	D6:5,D6:7, Ш:a24	V16
14	D6:8,D6:9, Ш:a11	V17
15	D6:11,D6:17, Ш:a25	V18
16	D6:15,D6:16, Ш:a12	V19
17	D6:18, Ш:a26	V20
18	D6:19, Ш:a27	V21
19	D5:11,D5:17,D4:2,D4:3,D6:14	V22
20	D6:1,D4:5	V23
21	D6:4,D4:6	V24

Суттєвість хвильового алгоритму Лі полягає в наступному:

1. Плата розбивається на прямокутні осередки, в результаті чого утвориться дискретне робоче поле (ДРП).

2. Задається деяка функція F, що є критерієм якості шляху. В якості вагової функції F необхідно брати відстань від осередка А до розглядуваного осередка.

3. Осередку А ставимо в відповідність вагу 0, сусіднім з ній осередкам вага 1 і т. д. При цьому виникає числова хвиля, що буде розповсюджуватися від осередка А до осередка В, і як тільки фронт хвилі досягне осередка В, розповсюдження хвилі закінчується.

4. При русі від осередка В до осередка А по пройденим осередкам так, щоб числа зменшувалися монотонно, одержуємо трасу, що з'єднує осередки А і В.

Процес розповсюдження числової хвилі і проведення траси повторюється для всіх сполучень з табл. 4.1. Приклад проведення траси D6: 04 і D4: 06 показаний на рис. 4.1.

O	1	13	O
O	2	D5	14	O
O	3	15	O	16
O	4	15	O	16	15	16
O	5	17	O	16	15	14	15	16
O	6	18	O	15	14	13	14	15	16
O	7	19	O	14	13	12	13	14	15	16
O	8	20	O	13	12	11	12	13	14	15	16
O	9	21	O	12	11	10	11	12	13	14	15	16
O	10	22	O	11	10	9	10	11	12	13	14	15	16
16	O	11	23	O	10	9	8	9	10	11	12	13	14	15	16
16	15	O	12	24	O	9	8	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	O	1	13	O	12	13	14	15
14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	O	2	D6	14	O	13	14	15	16
15	14	13	12	O	1	8	O	4	3	2	O	3	15	O	14	15	16
16	15	14	13	O	2	D4	9	O	3	2	1	O	4	15	O	15	16
16	15	14	O	3	10	O	4	3	2	O	5	17	O	16
16	15	O	4	11	O	5	4	3	O	6	18	O
16	O	5	12	O	6	5	4	O	7	19	O
17	O	6	13	O	7	6	5	O	8	20	O
16	O	7	14	O	8	7	6	O	9	21	O
16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	O	10	22	O
16	15	14	13	12	11	10	9	8	O	11	23	O
16	15	14	13	12	11	10	9	O	12	24	O
16	15	14	13	12	11	10	11	12	13	14	15	16
16	15	14	13	12	11	12	13	14	15	16

Рисунок. 4.1 - Проведення траси D6: 04 і D4: 06