14.2. Caracteristica generală a sarcinilor de automatizare a dezvoltării de proiectare a SRE
Etapa de proiectare radio mijloace electronice este o sarcină complexă asociată cu transformarea sau diagrame schematice funcționale ale dispozitivelor dezvoltate în multitudinea de componente structurale între care ar exista conexiunea spațială sau electrică necesară. Etapa de proiectare este ultimul în general radiourile ciclului de dezvoltare și se termină emiterea documentației de proiectare pentru fabricarea și utilizarea lor.
La proiectarea instalațiilor radioelectronice, principiul principal este modular. constând în alocarea modulelor (componentelor) constructive de diferite grade de complexitate, care se referă la subordonare.
În forma operatorului
Într-o formă temporară
În formatul de frecvență
Astfel, designul dispozitivului radio electronic poate fi reprezentat sub forma unei structuri ierarhice constând din componente de grade diferite de complexitate, așa cum este prezentat schematic în Fig. 14.1. Modulul sau componenta primului nivel este un dispozitiv indivizibil structural, de exemplu, un microcip, un tranzistor. resistor discret, etc.
Modulul celui de-al doilea nivel combină mai multe module de primul nivel pe o placă cu circuite imprimate.
Modulul celui de-al treilea nivel - unitatea - combină modulele celui de-al doilea nivel și poate fi structurat sub formă de panou (casetă) cu instalare tipărită sau prin cablu.
În sfârșit, al patrulea modul de nivel este un dispozitiv separat care se conectează un număr de panouri (casete) în dulap rafturi și m. P. Interpanel Compușii cablarea aici sunt implementate în mod tipic. Firește, exemplul de mai sus doar ilustrează modulare radio principiu de construcție care, în funcție de scopul și compoziția modulelor primul nivel pot suferi modificări mari. Astfel, atunci când proiectarea dispozitivelor bazate pe module gate array de primul nivel pot fi elemente ale cristalului de bază.
Metoda de construcție modulară are o serie de avantaje incontestabile, dintre care una este simplificarea implementării algoritmice a metodelor de rezolvare a problemelor de proiectare la diferite nivele de dezvoltare a echipamentelor radio. Cu toate acestea, aplicarea acestei metode este posibilă numai atunci când se rezolvă problema unificării constructive și circuit a modulelor de diferite nivele, a căror posibilitate este determinată de nivelul de tehnologie obținut.
- modulul de aspect;
- plasarea modulelor de nivel inferior în modulul superior;
- interconectarea rutelor;
- obținerea documentației tehnologice și de proiectare.
Aceste probleme au o serie de caracteristici în comparație cu sarcinile altor etape ale proiectării dispozitivelor radio, de exemplu tehnologia circuitelor, astfel încât le vom discuta în detaliu.
Sarcina planificării este de a distribui modulele de nivel inferior modulelor de proiectare de nivel superior.
Se presupune că fiecare modul este o componentă constructivă indivizibilă în raport cu un modul de nivel superior și, de regulă, unificat din punct de vedere funcțional și structural. Printre sarcinile de configurare se pot distinge două clase caracteristice.
Fig. 14.1. Ierarhia modulelor constructive
Primele dintre acestea includ sarcini în care schema dispozitivului este împărțită în module constructive, luând în considerare astfel de limitări precum numărul componentelor din modul, numărul de terminale externe din modul, suprafața totală. ocupate de componente. Criteriile principale pentru optimizarea aspectului în acest caz sunt: numărul minim de module de nivel superior rezultate din structura, numărul minim de conexiuni dintre module și altele. Alte criterii, cum ar fi condițiile de compatibilitate electromagnetică din modul, transferul normal de căldură, minimizarea întârzierilor în propagarea semnalelor, pot fi adăugate criteriilor și limitărilor de mai sus. Aceste condiții trebuie clarificate înainte de începutul planului sau sunt verificate la sfârșitul planului.
Astfel de probleme apar atunci când circuitul dispozitivului este împărțit în noduri de un grad mare de complexitate, la care nu sunt prezentate cerințe stricte pentru unificarea circuitelor și funcționale.
Un exemplu de astfel de probleme este schema de partiționare a circuitelor integrate mari utilizarea privată, distribuția de chips-uri de pe plăcile cu circuite imprimate și plăci cu circuite imprimate ale panourilor individuale. În rezumat, observăm că primele probleme de aspect de clasă includ cele în care modulul de test poate include mai multe elemente logice sau grupe funcționale de interconectate, în general. Uneori, această problemă este izolat într-un set dat sarcini de clasă și de apel separate pentru schema de acoperire funcțională a modulelor structurale. Aceste sarcini sunt mai dificil de a formaliza decizia lor până în prezent este considerată a fi foarte dificil.
Sarcinile de plasare și urmărire sunt strâns legate, deoarece condițiile de rutare a interconexiunilor sunt definite în procesul de implementare. Soluționarea în comun a acestor probleme prezintă dificultăți considerabile, iar în abordarea algoritmică a soluției lor aceste probleme sunt tratate, de regulă, separat. Mai întâi, modulele de nivel inferior sunt plasate în modulul superior, de exemplu microcircuite pe PCB, iar apoi interconectarea este urmărită. Dacă urmărea este nesatisfăcătoare, atunci procesul de plasare se repetă ținând cont de dezavantajele aspectului anterior. În cele mai multe cazuri, pentru a rezolva problemele de proiectare, dispozitivul radio este reprezentat de un set de module de proiectare ale căror scop funcțional nu este specificat și ale căror grupuri de contacte sunt conectate prin conexiuni electrice echipotențiale. O astfel de reprezentare a unui dispozitiv este numită circuit de comutare.
În general, problema acomodarea modulelor de nivel inferior într-un modul superior poate fi descrisă după cum urmează: dat este necesar un dispozitiv de circuit de comutare pentru a plasa module într-un spațiu de comutare, astfel încât să se asigure o valoare optimă a unora funcționale.
Spațiul de comutare al unui modul constructiv de orice nivel este zona limitată de dimensiunile acestui modul. În acest domeniu sunt localizate modulele din nivelul anterior și se realizează conexiunile electrice ale contactelor modulelor de nivel inferior. Există spații de comutare regulate și neregulate. Spațiile normale se caracterizează printr-un număr finit de poziții pentru plasarea modulelor de nivel inferior și a numărului de straturi în care se află căile conductorilor de legătură. În spațiile neregulate, coordonatele pozițiilor și numărul de straturi de conductori nu pot fi specificate în avans, deoarece modulele plasate au dimensiuni și forme diferite.
Exemplele de realizare a permutarea a spațiului poate fi panou sau circuit bord interconecteaza. Spațiile neregulate tipice sunt substratul microasamblării sau cristalul integrat. Criteriul pentru plasarea optimalitate în majoritatea cazurilor, este criteriul lungimea totală minimă de compuși care este mod integral permite numeroase cerințe de spațiu ale modulelor și rulează interconexiunilor acestora, precum și reducerea lungimii compușilor îmbunătățește caracteristicile electrice ale dispozitivului, facilitează interconectează urmărirea și complexitatea de fabricație a consiliului, în plus, criteriul este simplu în ceea ce privește formalizarea.
Pentru a măsura lungimile interconectărilor cu un spațiu de comutare, conectați un sistem de coordonate (pentru un spațiu de comutare plat XOY). Distanța dintre contactele conectate ale modulelor și coordonatele xi. xj și yi. yi, respectiv, pot fi determinate în unul din următoarele moduri:
O primă metodă corespunde cablarea de stabilire distanța cea mai scurtă dintre contacte module conectabile - euclidiană metric (Fig 14.2 a.). A doua metodă presupune efectuarea ruleaza de interconectare într-o direcție paralelă cu axele de coordonate (bordului) - (. Figura 14.2 b) metric ortogonale. se utilizează A treia metodă, atunci când, în același timp, este necesar pentru a reduce durata totală a interconectează și lungimea maximă a acestora. Într-adevăr, folosind această formulă, link-urile lungi vor oferi o contribuție maximă la lungimea totală, și un minim total de interconecteaza criteriu de lungime indirect, să fie reduse la minimum și maximum de acestea. Rezultatul a problemelor de plasament soluțiilor este de a determina locația exactă pe modulele de comutare și coordonatele spațiale ale centrelor de contact de lor, care, împreună cu schema electrică este baza pentru rezolvarea problemei urmărirea.
Următoarele sarcini pot fi împărțite în două grupuri: urmărirea cablurilor prin cablu și rutarea conexiunilor imprimate. Legăturile de legare a firului sunt relativ mai simple, deoarece conexiunile individuale sunt izolate electric una de cealaltă.
Fig. 14.2. Tipuri de conexiuni de montare
Prin urmare, în majoritatea cazurilor, poate fi redus la sarcina de a minimiza lungimea circuitelor electrice individuale, cu excepția cazului în care există o problemă de optimizare în comun a conexiunilor cablurilor, de exemplu, pentru a asigura compatibilitatea electromagnetică.
Sarcina PCB urmă este mult mai complexă și poate fi rezolvată în mai multe etape, care include stabilirea unui număr dorit de straturi de imprimare (asamblare laminare), stabilirea ordinii de urmărire a fiecărui strat de imprimare, care asigură absența intersecție, și lungimea minimă a firului, iar compușii reale urme. Formularea matematică exactă a acestor probleme depinde de imprimare tehnologia de fabricație modul utilizat, utilizate metode de sârmă de rutare.
Formularea și rezolvarea sarcinilor de proiectare de mai sus pe un calculator sunt imposibile fără definirea modelelor matematice ale spațiului de comutare și a circuitului electric principal al dispozitivului care este proiectat. Modele de circuite și spațiu de comutare. utilizate pentru a rezolva problemele de automatizare a designului de proiectare, pot fi împărțite condiționat în mai multe tipuri: modele care utilizează aparatul teoriei grafurilor simetrice; Modelele care utilizează aparatul teoriei hipergrafelor și ultragrafelor; Modele care folosesc teoria seturilor; modele euristice. Modelele primei și celei de-a patra specii sunt cele mai utilizate pe scară largă, deci le vom examina mai detaliat.