Исследование и разработка методов компоновки конструктивно-функциональных узлов ЭВА

• Автор: Матвейкин, Игорь Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 130 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ КОМПОНОВКИ КОНСТРУКТИВНОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
УЗЛОВ ЭВА

1.1. Место компоновки в процессе конструкторского проектирования ЗВА.

1.2. Методы представления схем ЭВА

1.3. Анализ требований компоновки, предъявляемых к конструктивнофункциональным узлам .

1.4. Характеристика алгоритмов и методы решения задач компоновки

1.5. Выводы. Постановка задачи .

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОПРОСА СОВМЕСТНОГО РЕШЕНИЯ ОСНОВНЫХ

ЗАДАЧ КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭВА

2.1. Основные принципы совместного решения задач компоновки, размещения и трассировки
2.2. Особенности совместного решения основных задач при проектировании КФУ различных уровней
2.3. Прогнозирование возможностей монтакнокоммуга
ционного проектирования
Выводы.
ГЛАВА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АППАРАТА ТРОИЧНЫХ МАТРИЦ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АЛГОРИТМОВ КОМПОНОВКИ КФУ
3.1. Математическая модель схем ЭВА
3.2. Метод решения задач компоновки, основанный на использовании аппарата троичных матриц
3.3. Разработка алгоритма компоновки КФУ
3.4. Процедура оптимизации компоновки КФУ . .
Выводы.
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ КОМПОНОВКИ КФУ
4.1. Постановка эксперимента и анализ полученных результатов
4.2. Особенности реализации разработанных алгоритмов при компоновке КФУ различных уровней . . .
4.3. Специфика программной реализации разработанных
алгоритмов на различных ЭВМ.
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Отмечается, что алгоритмы, относящиеся к первой группе представляют больше теоретический, чем практический интерес и используются в основном при решении задач малой размерности или для получения первоначального варианта компоновки с целью проведения последующей оптимизации компоновки. Решение задач реальной сложности из-за большого объема вычислений не представляется возможным даже при использовании ЭВМ высокой производительности. Что касается алгоритмов, основанных на использовании приближенных методов, го как следует из проведенного обзора, они получили наибольшее распространение. Последнее объясняется тем, что они более гибки, в смысле возможности учета вновь вводимых частных показателей качества, а также позволяют решать задачи реальной сложности и получать при этом удовлетворительные результаты в реальное время. Многообразие схемных и конструктивных особенностей КФУ в современных ЭВМ порождает различные варианты критериев оптимизации, Проведенный анализ показал, что наиболее распространенным критерием является критерий, минимизирующий число связей между формируемыми узлами, гак как минимизация этой величины способствует сокращению задержки сигналов в цепях, упрощению конструкций, повышению надежности и т. Кроме того, для получения оптимального результата на формируемые узлы накладывается ряд конструктивных ограничений, основными из которых являются ограничение на число модулей низшего уровня в компонуемом узле и ограничение на максимальное число внешних выводов каждого узла* Отмечена также роль и других показателей качества, используемых при компоновке КФУ. Вторая глава посвящена исследованию возможности совместного решения основных задач конструкторского проектирования. Отмечаются особенности их решения при формировании КФУ различных уровней, а также рассматривается вопрос о прогнозировании конечных результатов монтажно-коммутационного проектирования при компоновке некоторых типов узлов. Наиболее распространенным является последовательный подход к решению основных задач конструкторского проектирования, при котором задачи компоновки, размещения и трассировки решаются одна за другой с попыткой согласования используемых при этом показателей качества. С целью повышения эффективности данного подхода, основные задачи конструкторского проектирования желательно решать совместно, например, ввести в действие обратные связи, основная цель которых заключается в изменении результатов предыдущей задачи по требованию последующей. Основным источником обратных связей, как правило, является задача трассировки. Кроме того, учитывая модульный принцип проектирования ЭВА, рассматриваются особенности совместного решения основных задач при проектировании КФУ различных уровней. При этом выделяются КФУ первого и второго уровня, как узлы, при проектировании которых действие обратных связей является наиболее эффективным. Особый интерес представляет совместное решение задач компоновки и трассировки при проектировании типовых элементов замены (ТЭЗ). Эго можно объяснить сложностью их взаимосвязей (связь осуществляется через задачу размещения), хотя нередки случаи, когда результаты компоновки оказывают непосредственное влияние на трассировку. Такая ситуация довольно часто возникает при компоновке ТЗЗ по критерию максимальной внутренней связности (минимум связей между узлами). Образующаяся при этом избыточность внутренних связей может призести к затруднениям при их реализации печатным монтажом в заданном монтажном пространстве (МП) и необходимости заново решать все задачи, начиная с компоновки. Предлагается упростить этот процесс и тем самым значительно повысить эффективность проектирования КФУ за счет исключения излишних действий, связанных с решением задач размещения и трассировки путем введения прогнозирования конечных результатов монтажно-коммутационного проектирования на этапе компоновки. Процесс прогнозирования сводится к определению некоторой области, в которой условия трассировки будут облегченными. Отмечаются области, где условия трассировки будут благоприятными и наихудшими.