6 Особенности автоматизированного проектирования многослойных печатных плат. Решение задачи расслоения

1 На МПП реализуются цифровые элементы с заданным типоразмеров на микросхемах

2 Микросхемы могут устанавливаться по обеим сторонам ПП

МПП обеспечивают высокую плотность связей при высоком быстродействии элементов.

Увеличение кол-ва слоев может обеспечивать полную автоматическую трассировку соединений, при этом кол-во слоев должно быть минимальным.

Трассы в соседних слоях прокладывают во взаимно ортогональных направлениях.

При размещении микросхем на МПП применяются алгоритмы размещения для ДПП.

Алгоритмы трассировки зависят от технологии изготовления ПП. Если каждая пара слоев выполняемых как отдельные ПП, спрессовывается в пакет, то можно использовать алгоритмы для ДПП.

Чаще применяется технология изготовления МПП методом сквозной металлизации отверстий:

1 Последовательно по слоям и по мере заполнения очередного слоя происходит переход на другой слой, либо проводится предварительное расслоение; все соединения межу парами контактов пролагаются только в одном слое.

2 Волновым алгоритмом на объемной модели МКП, т.е. волна распространяется одновременно по всем слоям с переходом из слоя через сквозные металлизированные отверстия.

3 Дискретные рабочие поля описываются трехмерным массивом.

Этапы решения задач трассировки МПП

1 Определяется порядок следования всех проводников, которые должны быть проложены между парами разных контактов.

2 Проводники распределяются по слоям

3 Определяется порядок трассировки проводников в отдельном слое.

4 Трассировка

5 Повторная трассировка для улучшения качества показателей МКП

Для решения задач 1-го этапа применяется алгоритм построения минимальных связывающих деревьев.

Для решения задач 2-го и 3-го этапов подсчитывается количество проводников совмещенных в одном слое, затем конфликтующие проводники распределяются по слоям МПП.

Предполагается что каждый проводник соединяет 2 контакта по прямой линии. Все проводники отображаются на плоскости, их необходимо так распределить по слоям, чтобы число взаимных пересечений было минимальным.

Факт пересечения прямых линий не означает, что пересекутся ортогональные трассы соединений, а отражает их потенциальный конфликт.

Решение задачи расслоения

Пусть на плоскости задана система проводников, ей сопоставляется граф пересечений G(R,U), вершины которого соответствуют отдельным проводникам, а ребра их взаимным пересечениям:

1. Схема соединений электрическими проводниками 2.Граф пересечений

Хроматическим числом графа называется наименьшее количество цветов, с помощью которых можно раскрасить его вершины, т.е чтобы в нем не было ни одного ребра, соединяющего вершины одного цвета.

Окончательно в одном слое располагаются проводники одного цвета.

Для решения задач 4и 5 этапов используются модификации волнового алгоритма. Недостаток волнового алгоритма – большое число переходов, невозможность учета блокировки контактов, что приводит к увеличению слоев.