18. Последовательные алгоритмы размещения по мультиграфу.

Решающее правило большинства последовательных алгоритмов размещения по связности основано на предположении, что наиболее связанные элементы следует располагать максимально близко друг к другу. На каждом шаге алгоритма выбирают в соответствии с некоторой оценкой очередной элемент и позиции для его установки. Выбор элемента и позиции можно осуществлять раздельно (по разным оценкам) или одновременно. Более просты алгоритмы, реализующие принцип раздельного выбора.

Позиции некоторых элементов могут быть заранее указаны разработчиком, исходя из схемотехнических требований. Например, элементы с большим коэффициентом разветвления следует располагать в первом ряду от выходных контактов платы субблока. Если фиксированных элементов нет, то должно быть задано правило выбора начального элемента и позиции его установки.

Рассмотрим алгоритмы, использующие принцип раздельного выбора элемента и позиции его установки. В таких алгоритмах на основании оценки степени связности элементов определяют очередной размещаемый элемент, затем по оценке качества позиции – место его установки.

Выбор позиции для установки очередного элемента должен вести к минимизации критерия размещения. При использовании критерия минимума суммарной длины соединений наиболее простой оценкой качества позиции является часть “цены назначения” i-го элемента в j-ю позицию, отражающая суммарную длину его связей с уже размещенными элементами, в том числе и с контактной группой.

Последовательный алгоритм размещения по мультиграфу схемы. Исходные данные для алгоритма, основанного на рассмотренных выше правилах выбора элемента и позиции его установки, - матрицы С и D_{r ,} вектор взвешенных связей элементов с внешними выводами H, множества индексов размещенных и не размещенных элементов J_k и J_k , множества индексов занятых и свободных позиций М_к и М_к .

Основные пункты алгоритма последовательного размещения по мультиграфу схемы:

-По одному из решающих правил, приведенных выше, находим индекс i_k+1 очередного размещаемого элемента.

-Определяем позицию для установки этого элемента.

-Заносим индекс элемента в массив J_k , индекс позиции – в массив М_к, исключая их из соответствующих массивов.

-Проверяем, все ли элементы размещены: J_k. Если условие выполняется, то переходим к п. 1, иначе – к п. 5.

-Конец.

Для сокращения времени вычислений в п. 2 целесообразно исследовать те из свободных позиций, которые находятся в окрестности занятых. Эта модель не дает точного решения.

19. Организация технологической подготовки производства.

20. Задачи компоновки. Разбиение на функциональные узлы.

Исходными данными для этой задачи являются: принципиальная электрическая схема конструируемого блока (узла), полученная по результатам схемной компоновки; форма и геометрические размеры элементов и монтажного пространства; мощность и сила тока и т. п.

В процессе решения задачи необходимо определить оптимальное расположение элементов схемы в заданном монтажном пространстве с учетом конструктивных и технологических требований и ограничений.

Основные показатели задачи размещения: суммарная длина всех монтажных соединений ; число электрически длинных проводников, максимально допустимые наводки и отражения сигналов в цепях связи элементов; планарность или минимальное число переходов из слоя в слой и другие характеристики печатного монтажа; концентрация тепла и теплоотвод в монтажном пространстве.

Проверить выполнение большинства из этих требований можно только после проведения трассировки соединений, однако совместное решение задач трассировки и размещения трудно формализуется и работа в этом направлении продолжается. В настоящее время применяют критерии оценки качества размещения косвенно учитывающие эти требования.

Главная цель задачи размещения – облегчение следующей за ней трассировки. Если связи между элементами осуществляются проводным, то наилучшим критерием оптимальности размещения будет суммарная взвешенная длина соединений. Для печатного монтажа, помимо суммарной длины соединений, имеет большое значение взаимное положение соединений и число пересечений, что учитывается дополнительным критерием числа наиболее длинных соединений или критерием суммарной длины кратчайших деревьев, которые можно построить по схеме соединений при данном размещении.

Ограничения для задачи размещения связаны с конкретными конструктивно-технологическими особенностями узла и составляющих его элементов, а также с требованиями помехоустойчивости и теплообмена в конструкции. Например, ограничения на максимальную длину проводников, наличия определенных разъемов, положение которых в монтажном пространстве фиксировано; наличием современного оборудования для выпуска фотошаблонов высокой точности, технологий для изготовления печатного монтажа и оснований плат.