
- •Компьютерные технологии проектирования вычислительных устройств
- •Структура сапр
- •1. Математические модели конструкций и схем ву
- •Модель компонента
- •Модели электрических схем
- •Компьютерные технологии проектирования печатных плат в среде p-cad Создание символов компонентов
- •Конструкторско-технологические параметры печатных плат
- •Отверстия печатных плат
- •Стеки контактных площадок (Pad Stacks) и переходных отверстий (Via Stacks).
- •Создание на пп посадочных мест компонентов.
- •Создание схемы электрической принципиальной
- •2). Размещение модулей на мкп
- •Алгоритмы и модели компоновки ву
- •Критерии оптимизации при разрезании электрической схемы
- •1 , Если tf t(xj)
- •Итерационный алгоритм разбиения гиперграфа
- •Пример алгоритма типизации.
- •Покрытие функциональных схем модулями заданного библиотечного набора
- •Задача размещения модулей.
- •Размещение компонентов в регулярном монтажном пространстве
- •Размещение компонентов в нерегулярном монтажном пространстве
- •Алгоритм последовательного размещения
- •Метод силовых функций (непрерывно – дискретный алгоритм размещения)
- •Задача "перераспределения" выводов модуля
- •Подсчет изменения суммарной длины связей в итерационных алгоритмах
- •Трассировка электрических соединений
- •Математическая формулировка задачи трассировки электрических соединений.
- •Алгоритмы трассировки
- •Эвристический алгоритм трассировки. Двухлучевой алгоритм трассировки
Модели и алгоритмы
Конспекты лекций по курсу
Компьютерные технологии проектирования вычислительных устройств
Цели и задачи проектирования
вычислительных систем и устройств
Процесс проектирования сложных ВУ можно рассматривать как задачу синтеза, в которой на определенной элементно-технологической базе требуется построить объект, реализующий заданный класс функций.
При этом выполняются заданные ограничения на параметры и качество функционирования объекта.
Результатом проектирования является комплект КТД, на основании которого производится изготовление, отладка и испытания опытных образцов изделия, а затем, после корректировки КТД по результатам испытаний, производится техническая и технологическая подготовка серийного или массового производства изделия.
Система – совокупность элементов, объединенных в структуру для достижения определенной цели.
Цель – множество результатов, определяемых назначением системы.
Функция системы Ф (что система делает) – это правило получения результатов, определяемых назначением системы. Обычно функции сложных ВС стремятся описать в математической форме, ввиду компактности и четкости последней.
Структура системы S (как устроена система) – фиксированная совокупность ее элементов и связей между ними. Универсальной (математической) формой изображения структуры является граф G.
Сложная ВС считается определенной, если заданы ее функция и структура.
Свойства сложных систем:
Многообразие функций, реализуемых системой;
Сильная взаимосвязь между отдельными функциями;
Иерархический принцип построения структуры.
Система может
иметь новое
качество,
не присущее ее составляющим элементам
(система, состоящая из элементов T,
R
и C,
приобретает новое свойство и становится
логическим элементом).
Процесс проектирования сложных систем определяется двумя главными факторами: назначением системы и элементной базой. Следующие шаги проектирования:
А) Пусть задано назначение системы в виде функции Ф. Исходя из свойств и содержания Ф можно определить номенклатуру элементов, пригодных для создания системы.
Б) Выбранная номенклатура элементов имеет соответствующий перечень функций f1, f2,…fк,…fn, которые реализуются выбранными элементами. Указанные fк, к=1,N более просты, чем функция Ф, и относятся к более низкому уровню иерархии.
В) Чтобы выявить структуру S, реализующую функцию Ф, необходимо путем формальных преобразований построить эквивалентную Ф функцию F как композицию f1, f2,…fк,…fn. Этим самым функция Ф будет детализирована до элементарных функций fк, для реализации каждой из которых имеется определенный структурный элемент.
Местоположение функций f1, f2,…fк,…fn в записи функции F предопределяет место соответствующих элементов в структуре.
По этой причине функцию Ф можно использовать в качестве формы для построения структуры S, состоящей из элементов, реализующих заданную функцию Ф.
Г). Если система сложная, то рассмотренная выше процедура проектирования повторяется по отношению к каждой из функций f1, f2,…fк,…fn, реализуемых элементами структуры S.
В результате этого будет выявлена структура верхнего уровня иерархии и т.д.
Таким образом, роль функции в отношении структуры является определяющей, т.е. функция определяет структуру.
Вывод: Сложные ВС должны проектироваться по принципу "сверху вниз", т.е. от верхнего уровня представления функций и структур - к нижнему. Такой подход в проектировании сложных ВС наз. функциональным.
Проблемы проектирования сложных ВС:
Высокое качество проектирования на каждом этапе создания ВС;
Сокращение сроков и стоимости проектирования;
Надежность и стойкость к механическим, тепловым, специальным и прочим воздействиям и т.д.
Решение проблемы: системный подход к проектированию на основе автоматизации всех этапов и шагов проектирования ВС, т.е. использование компьютерных технологий проектирования.
Автоматизация Проектирования (АП)– проектирование, при котором отдельные преобразования описания объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представления описания на различных языках, осуществляются взаимодействием пользователя и компьютера.
АП – является связующим звеном в цепочке ТЗ – разработка – изготовление – отладка - эксплуатация.