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).
К1 | К2 | К3 | К4 |
К5 | К6 | К7 |
К8 |
К9 | К10 | К11 | К12 |
К13 | К14 | ||
Рис. 2.1
Составим матрицу расстояний для приведённой платы:
| К1 | К2 | К3 | К4 | К5 | К6 | К7 | К8 | К9 | К10 | К11 | К12 | К13 | К14 | |
| К1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 | 4 | 5 | 3 | 4 |
| К2 | 1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 3 | 2 | 3 | 4 | 4 | 3 |
| К3 | 2 | 1 | 0 | 1 | 3 | 2 | 1 | 2 | 4 | 3 | 2 | 3 | 4 | 3 |
| К4 | 3 | 2 | 1 | 0 | 4 | 3 | 2 | 1 | 5 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 |
| К5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 |
| К6 | 2 | 1 | 2 | 3 | 1 | 0 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| К7 | 3 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 1 | 3 | 2 | 1 | 2 | 3 | 2 |
| К8 | 4 | 3 | 2 | 1 | 3 | 2 | 1 | 0 | 4 | 3 | 2 | 1 | 3 | 2 |
| К9 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 |
| К10 | 3 | 2 | 3 | 4 | 2 | 1 | 2 | 3 | 1 | 0 | 1 | 2 | 2 | 1 |
| К11 | 4 | 3 | 2 | 3 | 3 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 |
| К12 | 5 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 | 1 | 3 | 2 | 1 | 0 | 2 | 1 |
| К13 | 3 | 4 | 4 | 4 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 0 | 1 |
| К14 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
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:
| К1 | К2 | К3 | К4 | К5 | К6 | К7 | К8 | К9 | К10 | К11 | К12 | К13 | К14 | |
| К1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| К2 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
| К3 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| К4 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| К5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
| К6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| К7 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| К8 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
| К9 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| К10 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 3 | 0 |
| К11 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 3 | 0 |
| К12 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 3 | 0 |
| К13 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 3 | 3 | 1 | 3 |
| К14 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 3 | 1 |
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 aij – число связей с ранее установленными элементами;
Vi – 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 aij – количество связей между i-м и j-м элементами;
rij – расстояние между элементами, берётся из матрицы расстояний;
fij – 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.