Реферат: Методы размещения и трассировки печатных плат на примере модуля памяти

б) Определяем множество вершин подключённых к базовой: {4;7}
Для каждой из вершин рассчитываем функционал по формуле:

Li=aij-pij

где aij – число связей вершины;
pij – число связей с базовой вершиной;

В нашем случае функционал равен:

L7=L4=2-1=1 ;

Для объединения с базовой вершиной необходимо выбрать вершину с наименьшим функционалом. Поскольку в нашем случае вершины Х7 и Х4 равнозначны, то объединяем их с Х1. Поскольку мощность блока (4 элемента 2И-НЕ в одной микросхеме) ещё не достигнута, а все оставшиеся вершины идентичны по отношению к вершине Х(1+4+7), дополним блок вершиной Х2, объединив их в одну микросхему. Получим граф:

Теперь, в качестве базовой изберём вершину Х3. Рассуждая так же как и в предыдущем шаге объединим в одну микросхему вершины Х3, Х6, Х9 и Х5. Вершину Х8 придётся поместить в отдельную микросхему.

Проанализировав полученные результаты можно увидеть, что для компоновки элементов Х1-Х9 необходимо 3 микросхемы КР1531ЛА3, причём в последней из них будет задействован лишь один элемент. В нашем случае рациональней будет уменьшить мощность блока до трёх. В этом случае количество необходимых микросхем не изменится, а элементы распределятся следующим образом: Х(1+4+7), Х(2+5+8), Х(3+6+9). Окончательно примем к проектированию именно такой вариант компоновки.

Три элемента 3И-НЕ поместим в одну микросхему КР1531ЛА3поскольку в этом случае мощность блока (кол-во элементов в микросхеме) равна количеству элементов в функциональной схеме.

На основании полученных результатов строим электрическую принципиальную схему блока оперативной памяти (см. графическую часть).

2. РАЗМЕЩЕНИЕ ЭРЭ НА МОНТАЖНОМ ПРОСТРАНСТВЕ.

В соответствии с заданием монтажное пространство — печатная плата 95х130 мм. Для размещения микросхем DD1—DD13 и разъема Х1 разобьем монтажное пространство на 14 посадочных мест, из которых место К14 отведем под разъем (рис.2.1).

Рис. 2.1

Составим матрицу расстояний для приведённой платы:

Приведём полный граф электрической принципиальной схемы (рис. 2.2). Элементы 1…12 – микросхемы КР1531ЛА3, элемент 13 – микросхема КР1531ЛА4, а элемент 14 – разъём.

рис. 2.2.

Матрица смежности этого графа имеет вид:

Для размещения корпусов микросхем на печатной плате воспользуемся последовательным алгоритмом размещения:

1) Устанавливаем в какую-либо позицию любой из элементов.

2) Выбираем элемент для установки на текущем шаге. Для этого определяем коэффициент связности всех не установленных элементов с ранее установленными (по матрице смежности):

(2.1)

где a_ij – число связей с ранее установленными элементами;
V_i – общее число связей элемента;

2) Выбираем элемент с максимальным коэффициентом связности Ф .

3) Пытаемся установить выбранный элемент в одну из незанятых позиций. Считаем для этой позиции D F по формуле:

(2.2)

где a_ij – количество связей между i-м и j-м элементами;
r_ij – расстояние между элементами, берётся из матрицы расстояний;
f_ij – элемент матрицы весовых коэффициентов;

4) Повторяем пункт 3 для всех свободных позиций на печатной плате. Окончательно устанавливаем выбранный элемент в позицию с минимальным D F .

5) Повторяем пункты 2 - 4 пока не установим все элементы.

Произведём размещение элементов по вышеописанному алгоритму.

В нашем случае, поскольку все элементы равноправны, матрица весовых коэффициентов в формуле 2.2 будет единичной, поэтому этот параметр мы указывать не будем. В первую очередь установим разъём в позицию К14, т.к. его положение жёстко определено конструкторскими ограничениями.

Вычислим коэффициенты связности:
Ф₁ =Ф₂ =Ф₃ =Ф₄ =Ф₅ =Ф₆ =Ф₇ =Ф₈ =Ф₉ =2/7;
Ф₁₀ =Ф₁₁ =Ф₁₂ =0\6=0;
Ф₁₃ =3/12;

Выбираем элемент DD1. Поскольку позиции К10,К11,К12 и К13 равноценны с точки зрения минимума длинны связи с разъёмом, то установим DD1 в позицию К13.