Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Августа 2013 в 19:05, курсовая работа
Основные задачи развития технологии электрического монтажа - это увеличение плотности компоновки элементов, обеспечение режима согласования линий связи и равномерного распределения потенциалов питания между активными элементами электронных устройств. Оптимальным средством решения этих задач является печатный монтаж благодаря таким его преимуществам перед другими методами монтажа, как компактность конструкций изделий на печатных платах, автоматизации проектирования соединений, что позволяет составлять программы управления технологическим и контрольным оборудованием.
Вся площадь платы разбивается координатной сеткой на отдельные ячейки, линейные размеры которых больше или равны установочным размерам элементов. Вершины графа, соответствующие разъему, отображаются на подмножество мест, расположенных на одном из краев монтажной платы. Очередная вершина выбирается по максимальному количеству связей с уже размещенными вершинами, и помещаются в свободную соседнюю позицию или в такую позицию из числа свободных, которая обеспечивает минимальную длину связей между размещаемой вершиной и уже размещенными вершинами графа.
В качестве исходных данных необходимо ввести данные о модели монтажной платы.
Ограничения на расположения элементов, на расположение разъема, а так же данные о связях между размещенными элементами.
В качестве критерия выбора очередного элемента, подлежащего установке на плате, используется коэффициент относительной взвешенности связности:
где -количество связей i-ого элемента с установленным ранее на плате j-ым элементом , порядковый номер которого-m;
g -количество уже закрепленных на плате элементов;
Vi –общее число связей I-ого элемента со всеми остальными элементами множества X.
Последовательность работы алгоритма:
Формируется
массив номеров элементов и
Выбираем за исходное размещение местонахождение разъема и элементов, закрепляемых на установочных местах платы по требованию разработчика.
В множестве размещаемых элементов, обнуляем элементы размещенные по требованию разработчика.
Выбираем из множества N еще не размещенный элемент, для которого значение Ki максимально. Если ряд элементов имеет одинаковое значение Ki , то выбираем элемент с минимальным порядковым номером.
Для множества незанятых позиций ряда определяем позицию, закрепление которой элемента Ni приводит к минимальному приращению функции цели.
где dij – элемент матрицы расстояний.
Общее суммарное расстояние от закрепляемого элемента к закрепленным будет минимальным. Проверяем не является ли данная позиция областью, запрещенной для размещения элементов.
Производим закрепление элемента Ni за свободной позицией ряда, в которой обеспечивается минимальное приращение функции цели.
Проверяем все ли элементы размещены на плате, если нет, то переходим к пункту 4.
Выполнение размещения
DD1 |
DD2 |
DD3 |
DD4 |
DD5 |
DD6 |
DD7 |
DD8 |
DD9 |
DD10 |
DD11 |
X1 |
p | |
DD1 |
0 |
7 |
2 |
3 |
7 |
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
3 |
3 |
35 |
DD2 |
7 |
0 |
1 |
1 |
3 |
7 |
0 |
6 |
0 |
0 |
0 |
3 |
28 |
DD3 |
2 |
1 |
0 |
7 |
2 |
6 |
2 |
2 |
0 |
0 |
1 |
3 |
26 |
DD4 |
3 |
1 |
7 |
0 |
1 |
4 |
2 |
4 |
0 |
0 |
1 |
3 |
30 |
DD5 |
7 |
3 |
2 |
1 |
0 |
12 |
5 |
0 |
2 |
0 |
0 |
3 |
35 |
DD6 |
3 |
7 |
6 |
4 |
12 |
0 |
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4 |
42 |
DD7 |
2 |
0 |
2 |
2 |
5 |
6 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
19 |
DD8 |
2 |
6 |
2 |
4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
9 |
2 |
0 |
35 |
DD9 |
2 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
10 |
0 |
9 |
0 |
0 |
23 |
DD10 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
9 |
0 |
0 |
0 |
20 |
DD11 |
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
0 |
2 |
9 |
X1 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
21 |
По графу (рис.2) строим матрицу смежности и определяем степень каждой вершины.
Составляем модель монтажной платы:
1 |
2 |
5 |
8 |
11 |
|
3 |
6 |
9 |
12 | |
|
4 |
7 |
10 |
13 |
Рис3
Затем по модели монтажной платы составляем матрицу расстояний.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
p | |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
30 |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
4 |
3 |
4 |
5 |
31 |
3 |
1 |
1 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
4 |
3 |
4 |
27 |
4 |
1 |
2 |
1 |
0 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
5 |
4 |
3 |
31 |
5 |
2 |
1 |
2 |
3 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
4 |
26 |
6 |
2 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
22 |
7 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
26 |
8 |
3 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
27 |
9 |
3 |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
23 |
10 |
3 |
4 |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
3 |
2 |
1 |
27 |
11 |
4 |
3 |
4 |
5 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
0 |
1 |
2 |
29 |
12 |
4 |
4 |
3 |
4 |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
1 |
30 |
13 |
4 |
5 |
4 |
3 |
4 |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
34 |
2.2.1 В качестве первого
Рассчитываем коэффициенты относительной внешней связанности по формуле (8).
.
На данном этапе будем размещать элемент с максисальным значением Фi, т. е. микросхему DD11.
Рассчитываем прирощение функции цели для незанятых ячеек печатной платы по формуле (9).
ΔF2=2 ΔF3=2 ΔF4=2 ΔF5=4 ΔF6=4 ΔF7=4 ΔF8=6 ΔF9=6 ΔF10=6 ΔF11=8 ΔF12=8.
Выбираем минимальное значение Fi ,т. е. вторую.
2.2.2.В качестве первого
Рассчитываем коэффициенты относительной внешней связанности по формуле (8).
.
На данном этапе будем размещать элемент с максисальным значением Фi, т. е. микросхему DD1.
Рассчитываем прирощение функции цели для незанятых ячеек печатной платы по формуле (9).
ΔF3=С1х1d13+C111d23=3*1+3*1=6;
ΔF4= С1х1d14+C111d24=3*1+3*2=9;
ΔF5= С1х1d15+C111d25=3*2+3*1=9;
ΔF6= С1х1d16+C111d26=3*2+3*2=12;
ΔF7= С1х1d17+C111d27=3*2+3*3=15;
ΔF8= С1х1d18+C111d28=3*3+3*2=15;
ΔF9= С1х1d19+C111d29=3*3+3*3=18;
ΔF10= С1х1d110+C111d210=3*3+3*4=21;
ΔF12= С1х1d112+C111d212=3*4+3*4=24;
Выбираем минимальное значение Fi ,т. е. третью.
Результаты размещения
Микросхема |
Номер посадочного места |
Х1 |
1 |
DD1 |
3 |
DD2 |
4 |
DD3 |
8 |
DD4 |
9 |
DD5 |
5 |
DD6 |
6 |
DD7 |
7 |
DD8 |
10 |
DD9 |
11 |
DD10 |
12 |
DD11 |
2 |
3. Трассировка цепей питания и земли с использованием алгоритма построения кратчайших связывающих цепей
Трассировка – прокладка электрических трасс, проводов (при проводном монтаже), дорожек.
Трассировку
соединений осуществляют с помощью
алгоритмов, основанных на методах
динамического
Алгоритм Краскала (цепи земли)
Строится
кратчайшая связывающая сеть путем
последовательного
Последовательность:
Построение КСС осуществляется путем последовательного выбора ребер удовлетворяющих трем условиям, при этом формируется массив индексов ребер. Условием получения покрывающего дерева является вычерчивание всех номеров вершин в массиве номеров.
|
x1 |
DD11 |
DD5 |
DD3 |
DD9 |
|
DD1 |
DD6 |
DD4 |
DD10 | |
|
DD2 |
DD7 |
DD8 |
|
Матрица длин
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
p | |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
30 |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
4 |
3 |
4 |
31 |
3 |
1 |
1 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
4 |
3 |
27 |
4 |
1 |
2 |
1 |
0 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
2 |
5 |
4 |
31 |
5 |
2 |
1 |
2 |
3 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
2 |
3 |
26 |
6 |
2 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
2 |
22 |
7 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
3 |
2 |
1 |
4 |
3 |
26 |
8 |
3 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
0 |
1 |
2 |
1 |
2 |
27 |
9 |
3 |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
1 |
2 |
1 |
23 |
10 |
3 |
4 |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
3 |
2 |
27 |
11 |
4 |
3 |
4 |
5 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
0 |
1 |
29 |
12 |
4 |
4 |
3 |
4 |
3 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
30 |
Информация о работе Автоматизация проектирования изделий электронной техники