Алгоритм трассировки в каналах

Данный алгоритм ориентирован на проведение трасс в тех случаях, когда между рядами элементов можно провести совокупность вертикальных и горизонтальных магистралей. Количество магистралей равно 4-6, шаг трассировки составляет: 0,625; 1,25; 2,5 мм. Алгоритм предусматривает проведение трассы на m слоях платы. При этом ему присущи следующие особенности:

1. Необходима регулярная структура размещения элементов.

2. Предусмотрена ортогональная система проводников.

3. Есть возможность введения дополнительных вершин в местах поворота, т.е. переходных контактов.

4. Задается пропускная способность канала, т.е. число магистралей в канале.

5. Проведение трасс разрешается только между рядами установленных элементов, т.е. в каналах.

В таком монтажном пространстве трасса представляет собой последовательность горизонтальных и вертикальных отрезков магистралей с переходными контактами со слоя на слой в местах сопряжения этих отрезков. При выполнении трассировки в каналах можно выделить две основные части:

· Распределение отрезков трасс по каналам с учетом их равномерной загрузки;

· Определение положения отрезков на магистрали.

Первая часть алгоритма для каждой цепи строит возможные для данной системы канала деревья Штейнера, т.е. определяет сеть возможных каналов цепи. При наложении отдельных цепей на основную сеть каналов выбирают те реализации связывающих деревьев, которые обеспечивают равномерную загрузку каналов. Обычно трассировка проходит в вертикальных и горизонтальных каналах, т.е. в различных слоях платы (например, 1-ый слой – вертикальные каналы, 2-ой – горизонтальные и т.д.). Соединение одного слоя с другим производится через переходные контакты, кроме того, через переходные контакты производится соединение выводов элементов с магистралью.

С каждого вывода элемента через короткие отрезки, которые не считаются магистралями, производится вывод на свободную магистраль.

После упорядочивания отрезков в магистрали стоятся гистограммы (по количеству отрезков). Гистограммы строятся по каждому вертикальному и горизонтальному каналу отдельно.

Пример. В начале трассировки элементы ИМС должны быть размещены на коммутационном поле печатной платы согласно оптимального варианта размещения (рис.3.6е). Затем между рядами ИМС прокладываются каналы трассировки в соответствии с технологическими требованиями к толщине проводников и зазоров между ними. Выполнив анализ списка цепей, одна из них выбирается для трассировки. На первых этапах выполняется трассировка наиболее нагруженных цепей. Например, согласно списка цепей схемы, представленном в п.3.1 необходимо провести трассу между 2-м контактом элемента DD3, 7-м контактом элемента DD4 и 5-м контактом разъема Х1 (цепь №3). Нумерация контактов элементов производится «против часовой стрелки». Элемент ИМС может быть повернут в рамках своей позиции, но при этом должна быть учтена нумерация выводов. Затем необходимые контакты ИМС выводятся на свободные участки магистралей и проводят трассы согласно описанному выше алгоритму. На рис. 3.10 представлен фрагмент трассировки электрической схемы устройства

I

X1

DD2

DD3

DD4

DD7

DD5

DD6

II

DD1

III

DD9

DD8

IV

I II III IV

Рисунок 3.10 – Проведение трасс в каналах.

По окончании проведения трасс строятся гистограммы загруженности каналов (отдельно для каждого вертикального и горизонтального канала). Для этого по каждой магистрали канала оценивается количество занятых трассами отрезков. Отрезком магистрали является ее участок между матрицами переходных отверстий в слоях платы. Построение гистограмм позволяет выявить наиболее загруженные участки коммутационного поля и провести их дальнейшую оптимизацию.

 

 

Вопросы для самопроверки

1. Какие виды матриц применяются при информационном описании моделей РЭС?

2. Чем отличаются матрицы ребер и инцидентности? Как они описывают информационную модель РЭС?

3. Перечислите основные этапы последовательного алгоритма.

4. Классификация алгоритмов трассировки.

5. Определите максимальные размеры плоского монтажно-коммутационого пространства (в дискретах), модель которого задана матрицей смежности:

 

6. Постройте взвешенный граф коммутационной схемы, матрица смежности которого равна

 

7. Постройте модель коммутационной схемы в виде мультиграфа, матрица смежности которой приведена в п.6.

8. Считая, что три первых компонента в задаче п.6 отнесены к одному конструктивному модулю высшего уровня, а два оставшихся – к другому, найдите число связей между модулями по матрице смежности.

9. Как изменится число связей между конструктивными модулями в задаче п.8, если переставить первый и последний модули?

Заключение

Внедрение информационных технологий в проектирование радиоэлектронных систем – сложный, многогранный процесс и для его осуществления должны существовать определенные предпосылки, а именно наличие:

- нормативной документации разного уровня (отраслевого, корпоративного, предприятия);

- апробированных и сертифицированных решений в области IT;

- опыта и результатов НИОКР и пилотных проектов, направленных на изучение и разработку решений в области IT-технологий;

- информационных источников (Internet), направленных на информирование общественности о существующих решениях и ведущихся работах в области IT-технологий проектирования РЭС.

Реализация информационных технологий и CALS в радиоэлектронной промышленности позволит увеличить производительность труда, сократить временные и общие материальные затраты, обеспечить общее повышение качества. Это обеспечится путем упрощения доступа к информации: реорганизации деятельности (без изменения поставленных задач): компьютеризации рабочего окружения; изменения взаимосвязей между предприятиями-партнерами за счет повышения показателей качества выполнения следующих операций:

- обработки информации;

- использования информации;

- осуществления консультаций и аналитического обзора результатов работы;

- пересмотра информации;

- добавления новой информации;

- переделки информации;

- просмотра/утверждения информации;

- распространения информации;

- работы над ошибками, анализ причин их возникновения.

Применение информационных технологий поддержки ЖЦ радиоэлектронного устройства даст в будущем такие преимущества, как однократное создание и многоразовое применение информационного обеспечения этапов проектирования: общих банков и баз данных, детальной их проработки на соответствие требованиям ЕСКД и ЕСТД, внесение своевременных изменений и дополнений. Это значительно сократит время на разработку, посредством устранения трудоемких операций по дублированию данных и улучшения согласованности данных, сократит время на пополнение материальных запасов и снизит их объем; повысит надежность разрабатываемых РЭС за счет применения системы контроля качества на всех этапах цикла (уменьшение брака на этапах разработки и производства систем).

Список литературы

1. Савельев М.В. Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ: учебное пособие для вузов. – М.: ВШ, 2001 – 319 с.:ил.

2. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств: уч. пособие для вузов/ под ред. О.В.Алексеева.- М.:ВШ, 2000 – 479 с.:ил.

3. Норенков И.П. «Основы автоматизированного проектирования». Учебник для вузов, М.: Издательство МГТУ, 2000г.- 352с.:ил.

4. Лопаткин А.В. Проектирование печатных плат в системе P-CAD 2001. Учебное пособие для практических занятий. – Нижний Новгород, НГТУ, 2002. –190 с.

5. Разевиг В.Д. Система P-CAD 2000. Справочник команд. – М.: Горячая линия-Телеком, 2001. – 256 с., ил.