21.Алгоритмы траcсировки печатных плат. Лучевые алгоритмы. Канальные алгоритмы.Бессеточные алгоритмы.

Трассиро́вка печатных плат — это пошаговый процесс прокладки проводников в одном из многочисленных САПР печатных плат.

Существующие алгоритмы прокладки трасс условно можно разделить на следующие группы:

1) Волновые алгоритмы, основанные на идеях Ли. Они получили широкое распространение, так как позволяют легко учитывать конструкторские и технологические ограничения. Они всегда гарантируют построение трассы, если путь для нее существует.

2) Канальные алгоритмы, они обладают большим быстродействием, чем волновые. Недостатком является большое количество переходов со слоя на слой, отсутствие 100% гарантии проведения ряда трасс, большим количеством параллельно идущих проводников. Большее применение они получили при трассировке топологии кристаллов микросхем.

3) Алгоритмы эвристического типа (лучевые). В них каждое соединение проводится по кратчайшему пути, обходя встречающиеся на пути препятствия. Эти алгоритмы являются наиболее быстродействующими, но трассы в них не оптимизируются.

4) Генетические алгоритмы. Это поисковые алгоритмы, основанные на механизмах натуральной селекции и натуральной генетики.

3. Бессеточные трассировщики.

В современных САПР чаще всего используются так называемые бессеточные (Shape-Based) трассировщики. Характерная особенность бессеточной технологии – меньшие затраты памяти. Если для бессеточных технологий объем памяти не зависит от шага сетки, то при использовании сеточных технологий при уменьшении шага сетки необходимый объем памяти возрастает в квадратичной зависимости. В бессеточных технологиях память тратится только на описание геометрических форм объектов, а не на запоминание координат помеченных узлов сетки. В табл.1 приведен пример расчета количества элементарных геометрических объектов при использовании обеих технологий.

Трассировщик SPECCTRA использует адаптивные алгоритмы, реализуемые за несколько проходов трассировки. На первом проходе реализуется соединение абсолютно всех проводников, не обращая внимания на возможные конфликты, заключающиеся в пересечении проводников и нарушениях зазоров. На каждом последующем проходе трассировщик пытается уменьшить количество конфликтов, разрывая и прокладывая вновь связи (метод Rip-up-and-Retry) и проталкивая проводники, раздвигая соседние (метод Push-and-shove). Информация о конфликтах на текущем проходе используется для «обучения» - изменения весовых коэффициентов (штрафов), так, чтобы путем изменения стратегии уменьшить количество конфликтов на следующем проходе.

22.Основные этапы проектирования рэс, где внедрение сапр эффективно.

Сущность процесса проектирования ЭМПЭ заключается в разработке конструкций и технологических процессов производства новых радиоэлектронных средств, которые должны с минимальными затратами и максимальной эффективностью выполнять предписанные им функции в требуемых условиях.

Процесс проектирования можно разбить на следующие этапы:

1. Системотехническое проектирование, при котором выбираются и формулируются цели проектирования, обосновываются исходные данные и определяются принципы построения системы. При этом формируется структура проектируемого объекта, его составных частей, которыми обычно являются функционально завершенные блоки, определяются энергетические и информационные связи между составными частями. В результате формулируются частные технические задания на проектирование отдельных составных частей объекта.

2. Функциональное проектирование, применительно к ЭМПЭ называемое также схемотехническим, имеет целью аппаратурную реализацию составных частей системы (комплексов, устройств, узлов). При этом выбирают элементную базу, принципиальные схемы и оптимизируют параметры (осуществляют структурный и параметрический синтез схем) с точки зрения обеспечения наилучшего функционирования и эффективного производства. При выборе элементной базы и синтезе схем стремятся учитывать конструкторско-технологические требования.

3. Конструирование, называемое также техническим проектированием, решает задачи компоновки и размещения элементов и узлов ЭМПЭ всех уровней (модулей, ячеек, блоков, шкафов), а также задачи теплоотвода, электрической прочности, защиты от внешних воздействий и т.п. При этом стремятся оптимизировать принимаемые решения по конструктивно-технологическим, экономическим и эксплуатационным показателям.

На этом этапе проектирования разрабатывают техническую документацию, необходимую для изготовления и эксплуатации ЭМПЭ.

4. Технологическая подготовка производства обеспечивает разработку технологических процессов изготовления отдельных блоков и всей системы в целом. На этом этапе проектирования создается технологическая документация на основе предшествующих результатов. Каждый этап проектирования сводится к формированию описаний проектируемого ЭМПЭ, относящихся к различным иерархическим уровням и аспектам его создания и работы.

Этапы проектирования состоят из отдельных проектных процедур, которые заканчиваются частным проектным решением. Типичными для проектирования ЭМПЭ процедурами являются анализ и синтез описаний различных уровней и аспектов.