135853 (722692), страница 2
Текст из файла (страница 2)
рис. 2.2.
Матрица смежности этого графа имеет вид:
К1 | К2 | К3 | К4 | К5 | К6 | К7 | К8 | К9 | К10 | К11 | К12 | К13 | К14 | |
К1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
К2 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
К3 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
К4 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
К5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
К6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
К7 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
К8 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
К9 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
К10 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 3 | 0 |
К11 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 3 | 0 |
К12 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 3 | 0 |
К13 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 3 | 3 | 1 | 3 |
К14 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 3 | 1 |
Для размещения корпусов микросхем на печатной плате воспользуемся последовательным алгоритмом размещения:
1) Устанавливаем в какую-либо позицию любой из элементов.
2) Выбираем элемент для установки на текущем шаге. Для этого определяем коэффициент связности всех не установленных элементов с ранее установленными (по матрице смежности):
(2.1)
где aij – число связей с ранее установленными элементами;
Vi – общее число связей элемента;
2) Выбираем элемент с максимальным коэффициентом связности Ф.
3) Пытаемся установить выбранный элемент в одну из незанятых позиций. Считаем для этой позиции F по формуле:
(2.2)
где aij – количество связей между i-м и j-м элементами;
rij – расстояние между элементами, берётся из матрицы расстояний;
fij – элемент матрицы весовых коэффициентов;
4) Повторяем пункт 3 для всех свободных позиций на печатной плате. Окончательно устанавливаем выбранный элемент в позицию с минимальным F.
5) Повторяем пункты 2 - 4 пока не установим все элементы.
Произведём размещение элементов по вышеописанному алгоритму.
В нашем случае, поскольку все элементы равноправны, матрица весовых коэффициентов в формуле 2.2 будет единичной, поэтому этот параметр мы указывать не будем. В первую очередь установим разъём в позицию К14, т.к. его положение жёстко определено конструкторскими ограничениями.
Вычислим коэффициенты связности:
Ф1=Ф2=Ф3=Ф4=Ф5=Ф6=Ф7=Ф8=Ф9=2/7;
Ф10=Ф11=Ф12=0\6=0;
Ф13=3/12;
Выбираем элемент DD1. Поскольку позиции К10,К11,К12 и К13 равноценны с точки зрения минимума длинны связи с разъёмом, то установим DD1 в позицию К13.
Снова рассчитываем коэффициенты связности:
Ф2=Ф3=Ф4=Ф7=3/7;
Ф5=Ф6=Ф8=Ф9=2/7;
Ф10=Ф11=Ф12=0\6=0;
Ф13=3/12;
Из наиболее связанных выбираем элемент DD2. Расчитываем F для позиций К9, К10, К11 и К12 как наиболее подходящих для установки, поскольку F для остальных позиций будет заведомо больше, и его расчёт не имеет смысла.
F9=1*1+2*2=5;
F10=F11=F12=1*2+2*1=4;
Устанавливаем элемент DD2 в позицию К10.
Снова рассчитываем коэффициенты связности:
Ф3=4/7;
Ф4=Ф7=Ф5=Ф6=3/7;
Ф8=Ф9=2/7;
Ф10=Ф11=1/6;
Ф12=0\6=0;
Ф13=3/12;
Из наиболее связанных выбираем элемент DD3. Рассчитываем F для позиций К9 и К11:
F9=1*1+1*1+2*2=6;
F11=1*2+2*1=4;
Устанавливаем элемент DD3 в позицию К11.
Снова рассчитываем коэффициенты связности:
Ф4=Ф5=Ф6=Ф7=Ф8=Ф9=3/7;
Ф12=Ф10=Ф11=1/6;
Ф13=3/12;
Из наиболее связанных выбираем элемент DD4. Рассчитываем F для позиций К9 и К12:
F9=1*1+0*1+0*2+2*2=5;
F12=1*2+0*2+0*1+2*1=4;
Устанавливаем элемент DD4 в позицию К12.
Аналогичные расчёты проводим до тех пор, пока не расставим все элементы по позициям печатной платы. В результате расчётов получаем следующее размещение микросхем на плате:
DD10 | DD11 | DD13 | DD12 |
DD9 | DD8 | DD6 | DD7 |
DD5 | DD2 | DD3 | DD4 |
DD1 | XS1 |
Рис. 2.3
Сборочный чертёж получившейся печатной платы приводится в графической части.
3. ТРАССИРОВКА МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
3.1 Трассировка с помощью алгоритма Прима
На основании полученных ранее данных и требований задания проведем трассировку общего провода цепи питания печатной платы блока оперативной памяти методом Прима. Для этого приведём необходимый участок печатной платы в сетке с шагом 5. Вывод 1 разъёма должен быть соединён с выводами 7 DD1-DD13. Пронумеруем точки соединений от 1 до 14.
DD10 | DD11 | DD13 | DD12 | ||||||||||||||||||||||||||||||
5 | 6 | 11 | 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||
DD9 | DD8 | DD6 | DD7 | ||||||||||||||||||||||||||||||
4 | 7 | 10 | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||
DD5 | DD2 | DD3 | DD4 | ||||||||||||||||||||||||||||||
3 | 8 | 9 | 14 | ||||||||||||||||||||||||||||||
DD1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 3.1
Для эскиза платы (рис. 3.1) составим матрицу расстояний:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
1 | 0 | 10 | 21 | 31 | 43 | 36 | 22 | 12 | 22 | 34 | 45 | 61 | 53 | 31 |
2 | 10 | 0 | 13 | 24 | 35 | 44 | 33 | 22 | 31 | 43 | 55 | 64 | 52 | 40 |
3 | 21 | 13 | 0 | 13 | 24 | 33 | 22 | 11 | 20 | 31 | 42 | 51 | 40 | 29 |
4 | 31 | 20 | 13 | 0 | 13 | 22 | 11 | 22 | 31 | 20 | 31 | 40 | 29 | 40 |
5 | 13 | 11 | 24 | 13 | 0 | 11 | 22 | 31 | 40 | 31 | 20 | 29 | 40 | 51 |
6 | 41 | 22 | 33 | 22 | 11 | 0 | 13 | 21 | 20 | 33 | 24 | 22 | 13 | 32 |
7 | 50 | 31 | 22 | 11 | 22 | 13 | 0 | 13 | 29 | 42 | 33 | 14 | 24 | 41 |
8 | 22 | 13 | 11 | 22 | 31 | 21 | 13 | 0 | 11 | 24 | 13 | 31 | 22 | 25 |
9 | 24 | 20 | 20 | 31 | 40 | 20 | 29 | 11 | 0 | 13 | 22 | 39 | 31 | 34 |
10 | 34 | 31 | 31 | 20 | 31 | 33 | 42 | 24 | 13 | 0 | 13 | 29 | 20 | 45 |
11 | 45 | 24 | 42 | 31 | 20 | 24 | 33 | 13 | 22 | 13 | 0 | 11 | 11 | 37 |
12 | 61 | 42 | 51 | 40 | 29 | 22 | 14 | 31 | 39 | 29 | 11 | 0 | 13 | 52 |
13 | 53 | 33 | 40 | 29 | 40 | 13 | 24 | 22 | 31 | 20 | 11 | 13 | 0 | 13 |
14 | 10 | 12 | 29 | 40 | 51 | 32 | 41 | 25 | 34 | 45 | 37 | 52 | 13 | 0 |
Трассировка по алгоритму Примма заключается в следующей последовательности:
-
Берём любую точку в качестве стартовой.
-
Задаёмся ограничением на локальную степень вершины (кол-во возможных связей).
-
По матрице расстояний находим точку наиболее близкую к любой из уже задействованых точек.
-
Если у обеих вершин ограничение локальной степени недостигнуто, проводим связь между двумя найдеными точками и ‘зачёркиваем’ в матрице расстояний столбец соотв. этой вершине, иначе возвращаемся к п. 3.
-
Повторяем пункты 3-4 пока все точки не будут соеденены (все столбцы ‘вычеркнуты’).
Проведём трассировку методом Примма ‘корпусной’ цепи питания.