Тема 7. Алгоритмы трассировки соединений

7.1 Общая характеристика методов трассировки

Третья задача конструирования – трассировка межсоединений на всех уровнях.

Исходная информация для решения задач трассировки соединений является:

 список цепей;

 параметры конструкции элементов и коммутационного поля;

 данные по размещению элементов.

Задача трассировки заключается в построении для всех цепей схемы оптимальных монтажных соединений.

Алгоритмические методы трассировки проводных и печатных соединений существенно различаются.

Для проводного монтажа трассировка осуществляется с помощью алгоритмов построения минимальных деревьев соединений.

Для проводного монтажа трассировка осуществляется с помощью алгоритмов построения минимальных деревьев соединений.

Алгоритмические методы трассировки печатных (пленочных) соединений зависят от конструкции КП и могут быть разделены на две группы: топографические методы и графо-теоретические методы.

Алгоритмические методы трассировки печатных соединений

Топографические методы

Графотеоретические методы

Получение списка соединений (таблица проводов)

Алгоритмы построения минимальных деревьев

Построение графа схемы

Расслоение Метод раскраски графа пересечений		Анализ планарности схемы
Ортогональное расслоение с минимизацией переходов

Очередность прокладки соединений Оценка длин соединений, числа пересечений и др.		Планаризация		Выделение плоских подграфов
Динамические схемы упорядочения		Изображение графа схемы на плоскости

Трассировка соединений

Волновой алгоритм и его модификации		Получение эскиза топологии
Трассировка по магистралям

Комбинированные алгоритмы

Канальная трассировка

Рис.7.1 Классификация методов трассировки.

Топографические методы трассировки имеют следующие этапы:

• получение списка соединений;

• распределение соединений по слоям;

• определение порядка прокладки соединений;

• трассировка отдельных соединений.

Методы данной группы наиболее эффективны для трассировки двухсторонних и многослойных ПП, многослойных БИС, а так же для твердотельных БИС с несколькими слоями коммутации.

Список цепей определяет группы эквипотенциальных выводов, следовательно, задачей первого этапа является предварительное определение порядка соединений выводов внутри отдельных цепей. Такое упорядочение, как и при проектировании монтажных схем проводных соединений, осуществляется с помощью алгоритмов построения минимальных деревьев.

На втором и третьем этапах решаются вопросы, на каком из слоев будет осуществляться трассировка соединений и в каком порядке. Большинство алгоритмов трассировки принадлежит к алгоритмам последовательного типа, порядок прокладки должен быть определен заранее (например, сначала разводят короткие связи, затем длинные).

Трассировку соединений проводят различными алгоритмами (волновой алгоритм и его модификации, алгоритмы трассировки по магистралям и каналам и ряд комбинированных алгоритмов). Применение того или иного алгоритма зависит от конструкции КП, ресурсов машинного времени, памяти ЭВМ, сложностью схемы соединений.

Существуют конструкции электронных устройств, которые обладают нерегулярностью расположения элементов и соединений, разнотипностью элементов и одним слоем коммутации. Например, односторонние ПП с микросхемами и навесными радио деталями в устройствах аналогового типа, гибридные микросхемы и биполярные интегральные схемы с одним слоем коммутации. Основным критерием при разработке топологии таких схем является минимум числа пересечений соединений, а ограничением – площадь, занимаемая схемой. Для таких схем не выгодно разбивать проектирование топологии на этапы. В этих случаях эффективнее использовать графо-теоретические методы.

Графотеоретические методы трассировки предполагают предварительный анализ планарности схемы, представленной в виде графовой модели, и последующую ликвидацию пересечений с помощью технологических приемов. Окончательная фаза состоит в построении эскиза топологии схемы при рациональном распределении функций между конструктором и ЭВМ.