Анализ и разработка методов автоматизированного размещения компонентов электронных схем

• Автор: Зудин, Станислав Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

I. КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА МОНТАЖНОКОММУТАЦИОННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭС .

1.1. Размещение для получения минимальной длины соединений .

1.2. Размещение для получения равномерного заполнения монтажного пространства

0 1.3. Частные оценки размещения

1.4. Формирование эффективного критерия

качества размещения.

Выводы

II. ОПТИМИЗАЦИЯ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ .

2.1. Минимизация числа ребер графа модели схемы .

2.2. Построение модели схемы на основе линейного размещения независимых цепей .
2.3. Построение модели схемы на основе решения задачи о кратчайшем покрытии.
Ф Выводы
III. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ
В ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ
3.1. Допущения, принятые при расчете электромагнитных помех
3.2. Одиночные линии
3.3. Связанные линии
3.4. Эквивалентные однопроводные и двухпроводные
0 линии
3.5. Удельные электрические параметры линий передачи
на печатных платах .
ф 3.6. Формулы расчета .
3.7. Метод расчета сигналов и помех
3.8. Использование подсхем и компактного хранения параметров .
3.9. Редукция многополюсников, представленных
У параметрами
3 Редукция эквивалентных схем путем преобразований звезда многоугольник
щ Выводы .
IV. СОВМЕСТНОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ РАЗМЕЩЕНИЯ
И ТРАССИРОВКИ
4.1. Создание условий для качественной детальной трассировки .
4.2. Начальное размещение .
4.3. Выбор конфигурации цепей .
4.4. Разбиение областей .
4.5. Назначение ячеек на области и установка
размеров новых областей
ф 4.6. Предварительная трассировка
Выводы
V. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПРОГРАММНОЙ ПОДСИСТЕМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ .
5.1. Входные выходные данные.
5.2. Структура данных
5.2.1. Сущности.
5.2.2. Конструктив и схема соединений.
ф 5.2.3. Принадлежность ячеек областям
5.2.4. Графы горизонтального и вертикального
разбиений
5.2.5. Лес цепей
5.2.6. Граф смежности областей
для макротрассировки.
5.3. Пользовательский интерфейс
5.4. Экспериментальная оценка качества
машинного размещения
5.4.1. Сравнительные результаты расчета электромагнитных помех.
5.4.2. Сравнение результатов автоматического размещения компонентов в программах
БресШга и АиТОР .
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


III Международной научно-практической конференции “Системы и средства передачи и обработки информации”, г. СНГ, г. Санкт-Петербург, г. IV Международной научно-практической конференции “Системы и средства передачи и обработки информации”, г. Одесса, г. Одесса, г. V международной научно-практической конференции “Системы и средства передачи и обработки информации”, г. Одесса, г. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”, Москва, г. Современные технологии обучения”, С. Петербург, г. НПК “Современные информационные и электронные технологии”, Одесса, г. ИПИ(САЬБ)- “Информационные технологии в управлении жизненным циклом изделий”, С. Петербург, г. Научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГУТ им. М.А. Бонч-Бруевича, г. Санкт-Петербург, г. По теме диссертации опубликовано работ. Получено авторское свидетельство на программное средство, зарегистрированное в Государственном фонде. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, одного приложения и списка литературы, включающего наименований. Основная часть работы изложена на 5 страницах машинописного текста. Работа содержит рисунка и таблиц. Во введении кратко освещён предмет исследования, обоснована актуальность темы диссертационной работы. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая ценность результатов. Кратко описано содержание диссертации по главам. В первом разделе дан аналитический обзор современных моделей, методов и критериев оценки качества автоматизированного синтеза конструкторских решений, сформулированы перспективные направления повышения эффективности алгоритмов и программных систем на их основе и обоснована постановка задач диссертационной работы. Во второй главе предложены методы построения теоретикографовой модели электрической схемы устройства для решения задач компоновки и размещения. В третьей главе предложены методы расчета электромагнитных помех в печатных платах. В четвертой главе предложена методика оптимизации размещения с целью равномерной загрузки монтажного пространства, минимизации суммарной длины соединений и числа пересечений трасс при обеспечении минимального уровня электромагнитных помех. В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований разработанных алгоритмов и программ. В заключении сформулированы основные научные и практические результаты работы. В приложении даются сведения, подтверждающие использование полученных результатов в народном хозяйстве страны. Одним из наиболее сложных этапов конструирования, определяющим в основном технологические и эксплуатационные характеристики РЭС, является монтажно-коммутационное проектирование. Па этом этапе определяются расположение компонентов в монтажном пространстве и траектории связывающих их электрических соединений. В автоматизированном конструировании утвердилось раздельное, последовательное решение указанных задач. Такой подход обусловлен сложностью, многопараметричностью исходных моделей топологии электронных схем. К настоящему времени среди специалистов сложилось представление, что именно разобщенность действующих критериев оптимизации размещения и трассировки служит препятствием к получению качественных решений, в частности, с минимальным количеством пересечений проводников и регулярной структурой монтажа. Однако известные предложения новых критериев не сопровождаются заметным повышением эффективности автоматического синтеза топологии. В настоящей главе проводится сравнительный анализ методов размещения, при этом алгоритмические аспекты реализации оптимизационных процедур сознательно отодвинуты на второй план. Предметом же исследования являются используемые при решении задачи размещения компонентов электронных схем целевые функции. Сочетание высокого уровня развития алгоритмического обеспечения задач автоматического размещения компонентов и сравнительно низкого уровня результатов автоматического размещения дают основание предположить, что именно несоответствие выбранных моделей и критериев действительным целям топологического синтеза РЭС является одной из основных причин невысокой эффективности САПР.