3. Печатные платы / Методичка 2к
.pdfНедостатки:
-большое число переходов со слоя на слой;
-отсутствие 100%-ной гарантии проведения ряда трасс;
-большое число параллельно идущих проводников.
Такие алгоритмы применяют при проектировании печатных плат с металлизированными отверстиями.
3)Алгоритмы эвристического типа.
Достоинства:
+ наибольшее быстродействие.
Недостатки:
-заложенный в их основу приоритетный порядок построения трассы и обхода препятствий не всегда эффективен;
-требовательны к объему памяти и быстродействию ЭВМ.
Внастоящее время наиболее широко распространены. Частично основаны на эвристическом приеме поиска пути в лабиринте. При этом каждое соединение проводится по кратчайшему пути, обходя встречающиеся на пути препятствия.
14. ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭВМ ДЛЯ
МАРШРУТНОГО АЛГОРИТМА
Маршрутный алгоритм трассировки печатных плат получил такое название, потому что при его применении ЭВМ строит соединение по маршруту, определяемому координатами конечных элементов трассы и математическими методами, положенными в основу данного алгоритма.
Маршрутный алгоритм стремится проложить трассу сразу по кратчайшему пути. Если при этом встречается препятствие в виде занятых или запретных элементов, то в действие вступает блок определения путей обхода.
В состав маршрутного алгоритма входят блоки упорядочивания проложенной трассы после ее проведения, назначение которых – в спрямлении
88
полученных соединений.
В настоящее время наиболее широко используются два маршрутных алгоритма. В первом алгоритме на каждом цикле работы происходит определение координат очередного элемента трассы, который соединяется с предыдущим элементом и должен быть наименее удаленным от конечного элемента трассы. Второй алгоритм строится на основе рекуррентного уравнения.
При первом маршрутном алгоритме строится кратчайшее соединение между двумя исходными элементами.
Недостаток алгоритма: трасса имеет ступенчатую форму, ее сглаживают интегрирующей цепью при нанесении вычислительного пути на чертеж.
Алгоритм огибания препятствий при трассировке
Маршрутные алгоритмы не дают возможности обхода, встретившегося на пути трассы препятствия (занятые и запрещенные элементы). Поэтому в состав общего алгоритма трассировки при использовании методов маршрутов приходится вводить блоки, огибающие препятствие по пути, наиболее приближенному к прямой линии, соединяющей конечные элементы трассы.
Алгоритм вычисления множества точек обхода препятствий, определения их приоритета и выделение тех элементов, через которые должна пройти трасса, имеет следующую структурную схему (рис. 3.2).
В состав информации о каждой проложенной трассе кроме координат всех ее элементов входят сведения о координатах точек, через которые можно проложить соединения, огибающие эту трассу.
Переадресация заключается в изменении сначала координат конечной точки трассы на координаты точки обхода, а затем в замене начального элемента трассы точкой обхода.
Таким образом, алгоритм вместо отрезка прямой, соединяющего начальный и конечный элементы искомого проводника, прокладывает путь по ломаной, состоящей из двух прямых отрезков. Первый отрезок заключен между начальным элементом трассы и точкой обхода, а второй – между точкой
89
обхода и конечным элементом трассы.
Задача трассировки решается быстрее, если вначале прокладываются наиболее короткие проводники, а затем более длинные, при этом прокладывается большее число соединений.
15. МЕТОДИКА ТРАССИРОВКИ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ [7]
Трассировка может осуществляться в любом программном продукте по выбору студента. Однако для первоначального ознакомления рекомендуется использовать ПО EasyEDA, поскольку она обладает интуитивно понятным интерфейсом, легка в освоении и может работать в браузере без установки на персональный компьютер.
Базовые шаги работы в программе EasyEDA:
1.Для начала работы необходимо зарегистрироваться на сайте и создать новый проект
2.Создать новую схему.
3.Собрать схему по варианту, используя микросхемы из библиотеки и резисторы из стандартной библиотеки. При выборе элементов проверить, что нумерация выводов выбранных микросхем на схеме электрической принципиальной и на топологии изображена правильно.
4.Соединить элементы в соответствии с вариантом, используя для этого инструменты с панели соединения
90
Все выводы схемы подключаются к разъему, который тоже можно найти
вбиблиотеке.
5.После того как схема электрическая принципиальная собрана и подключена следует нажать Дизайн и затем Преобразовать схему в
печатную плату.
6.После преобразования необходимо рационально разместить элементы на будущей печатной плате, перетаскивая их с помощью мыши так, чтобы они занимали минимальное количество места.
7.Когда все элементы размещены пришло время выполнить их трассировку, для этого необходимо открыть меню Трассировка и
выбрать там Автотрассировка.
91
8.Затем задать правила проектирования в соответствии с рекомендациями
впункте 11 приложения 1 и запустить процесс разводки печатной платы.
9.Создание медного полигона для земляной шины выполняется с помощью инструмента Copper Area
Операцию автотрассировки можно отменять и повторять до тех пор, пока не будет достигнут требуемый результат.
92
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Вариант 1
Генератор М-последовательности М14 с защитой от блокировки (рис. 2.1).
Предназначен для работы в бортовой самолетной аппаратуре. Производство мелкосерийное. Габариты минимальные. Разъем печатный.
Вариант 2
Генератор М-последовательности М24 с защитой от блокировки (рис. 2.2).
Предназначен для работы в бортовой самолетной аппаратуре. Производство мелкосерийное. Габариты минимальные. Разъем штыревой.
Вариант 3
Генератор М-последовательностей М14 и М24 с электронным переключением последовательностей (рис. 2.3). Производство серийное.
Предназначен для работы в полевых условиях. Габариты минимальные.
Разъем печатный.
Вариант 4
Приемник информации с последовательной 8-разрядной шиной данных
(рис. 2.4). Производство опытное. Габариты минимальные. Разъем штыревой.
Вариант 5
Декада счетчика с дешифратором для 7-сегментного индикатора
(рис. 2.5). Крупносерийное производство. Габариты минимальные. Разъем печатный.
Вариант 6
Декада счетчика импульсов с дешифратором для газоразрядного индикатора. Производство опытное. Предназначен для работы в благоустроенном помещении. Габариты минимальные. Разъем штыревой
(рис. 2.6).
93
Вариант 7
Реверсивный счетчик со схемой управления (рис. 2.7). Опытное производство. Предназначен для работы в благоустроенном помещении.
Габариты минимальные. Разъем печатный.
Вариант 8
Преобразователь параллельного 8-разрядного двоичного кода в последовательный код. Производство мелкосерийное. Предназначен для работы в бортовой самолетной аппаратуре. Габариты минимальные. Разъем печатный (рис. 2.8).
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ВАРИАНТОВ
Рис. 2.1. Генератор последовательности М14 с защитой от блокировки
94
Рис. 2.2. Генератор последовательности М24 с защитой от блокировки
Рис. 2.3. Генератор последовательностей М14 и М24 с электронным переключением последовательностей
95
Рис. 2.4. Приемник информации с последовательной 8-разрядной шиной данных
Рис. 2.5. Декада счетчика с дешифратором 7-сегментного индикатора
96
Рис. 2.6. Декада счетчика с дешифратором для газоразрядного индикатора
Рис. 2.7. Реверсивный счетчик со схемой управления
97