8.5 Элементы и виды печатных плат:
- однослойные. Как правило, характеризуются разнообразием размеров и форм элементов и токовой загруженности проводников. Перед началом автоматизированных работ для этих плат характерна ручная расстановка крупногабаритных и не передвигаемых (привязка) элементов. Кроме того, после расстановки элементов выполняется планаризация графа соединений. Алгоритм трассировки соединений – волновой,
- двухслойные. Наиболее распространенный вид плат. Характеризуется близкими размерами элементов и малой токовой загруженностью. Алгоритм трассировки соединений – волновой,
- многослойные. Применяются редко из-за большой стоимости и малой ремонтопригодности.
Элементы печатных плат:
- рисунок токопроводящих соединений (проводники и контактные площадки),
- межслойные переходы,
- сквозные отверстия,
- навесные шины (питание).
8.6 Модели монтажного пространства для расстановки элементов и трассировки соединений:
- регулярное. Характеризуется прямоугольной сеткой и одинаковыми по размерам элементами. Для него используется графовая модель. Алгоритм заполнения монтажного пространства при расстановке элементов – метод блуждающего трафарета. Трафарет с размерами m*n (размеры печатной платы) устанавливается на поле с размерами (2m-1)*(2n-1), первый элемент устанавливается в центре поля, все последующие по одному добавляются как можно ближе к центру поля, гранича с уже установленной группой элементов в пределах трафарета, который при необходимости может сдвигаться в пределах поля,
- нерегулярное. Характеризуется прямоугольной сеткой и неодинаковыми по размерам элементами. Элемент может занимать несколько узлов регулярной сетки и имеет следующие метрические характеристики:
- координаты базовой точки,
- размерами относительно точки привязки,
- координатами выводов относительно точки привязки.
8.7 Особенности автоматизации расстановки элементов на плате.
- Быстродействующий алгоритм расстановки выполняется при установке на плату каждого очередного элемента. Элемент моделируется точкой. Минимизируется функция:
,
где: aij
– число связей между элементами, dij
– длина связи.
- Улучшающий алгоритм выполняется после расстановки всех элементов на плате и минимизирует суммарное расстояние между выводами. При выполнении алгоритма проверяются четыре варианта расположения элемента (при поворотах его на 900). Алгоритм выполняется путем парных перестановок элементов. Выбор элементов для перестановок осуществляется либо методом Штейнберга, либо методом сечений.
8.8 Сущность алгоритма Прима:
алгоритм Прима - алгоритм построения минимальных связывающих деревьев: На первом шаге алгоритма для произвольной вершины в выбранной метрике определяется ближайшая вершина. На последующих шагах определятся ближайшая вершина уже ко всей соединенной группе вершин.
8.9 Сущность методов сечений, метод Штейнберга.
Метод Штейнберга: из множества элементов выбирают подмножество не связанных между собой. Метод сечений: поле делится сечением на две части через область максимальной загруженности, пары элементов выбираются по разные стороны сечения, сначала рядом с ним, затем далее. Область максимальной загруженности определяется по методу покрывающих прямоугольников: Все узлы схемы покрываются прямоугольниками минимальных размеров. Место, где перекрывается наибольшее их количество и есть место максимальной загруженности.