Разработка функциональной цифровой ячейки (стр. 8 из 8)
Последовательность соединений компонентов цепи: разъем - D1 - D4 - D6. Координаты 5 вывода разъема - (Xp, Yp).
Для D1: F^=
;Для D4: F^=
;Для D6: F^=
.Аналогичным образом считаем оценки длин проводников других цепей.
Таблица 9
| Номер вывода разъема и соответствующий ему номер цепи (a-b, где a-номер вывода разъема, b-номер цепи) | Номер микросхемы, имеющей выводы с номерами цепей, соответствующими номеру цепи вывода разъема, и оценка длины подходящего к ней проводника в мм. | ||
| 5-2 | D1 | D4 | D6 |
| 1 вывод микросхемы | 47.8 | 60 | 60 |
| 2 вывод микросхемы | 2.5 | ||
| Значения функции F^ по микросхемам | |||
| 47.8 | 62.5 | 60 | |
| Суммарное значение функции F^ | |||
| 170.3 | |||
Таким образом, видно, что суммарная длина проводников уменьшилась (значение функции F после выполнения алгоритма меньше, чем значение функции F до) за счет того, что программа переназначила номера цепей по выводам разъема так, чтобы длина проводников была как можно меньше при трассировке. И так происходит практически со всеми цепями схемы (некоторые цепи схемы так и остаются назначенными на те же выводы разъема, так как при перестановке программа не находит лучшего варианта для этих цепей; оценка длин проводников других цепей увеличилась). Но в итоге суммарная длина проводников схемы, за счет переназначения электрических цепей номерам выводов разъема, должна уменьшиться. Представим таблицы принадлежностей цепей выводам разъема и оценки длин проводников, идущих от разъема:
До выполнения алгоритма:
Таблица 10
| Вывод разъема | Номер подключаемой цепи | Оценка длины проводника, подключаемого к разъему d, мм |
| 1 | 1 | 132.3 |
| 2 | 2 | 179.5 |
| 3 | 3 | 140.3 |
| 4 | 4 | 73.5 |
| 5 | 5 | 150.3 |
| 6 | 6 | 129 |
| 7 | 7 | 130.3 |
| 8 | 8 | 132.2 |
| 9 | 9 | 146 |
| 10 | 10 | 157.9 |
| 11 | 11 | 151 |
| 12 | 12 | 95.3 |
| 13 | 13 | 81.5 |
| 14 | 14 | 79.9 |
| Функция качества F^ (суммарная оценка длины проводников) | 1779 | |
2) После выполнения алгоритма
Таблица 11
| Вывод разъема | Номер подключаемой цепи | Оценка длины проводника, подключаемого к разъему d, мм |
| 1 | 1 | 132.3 |
| 2 | 5 | 154.7 |
| 3 | 4 | 69.7 |
| 4 | 8 | 119.7 |
| 5 | 2 | 170.3 |
| 6 | 12 | 79 |
| 7 | 13 | 57.8 |
| 8 | 10 | 167.9 |
| 9 | 7 | 139 |
| 10 | 3 | 137.8 |
| 11 | 6 | 141.5 |
| 12 | 14 | 87.3 |
| 13 | 9 | 131 |
| 14 | 11 | 139.8 |
| Функция качества F^ (суммарная оценка длины проводников) | 1727.8 | |
Таким образом, суммарная оценка длин проводников схемы, за счет переназначения электрических цепей номерам выводов разъема, уменьшилась. Задача минимизации длин проводников решена.
Раздел 5. Трассировка
Трассировка проводников на плате проводится в редакторе PCB. Для этого в редакторе Schematic загрузим библиотеку, в которой находятся уже созданные компоненты разъема ГРПМ9-14 и микросхемы К155LA4 [1, 2], и файл Shablon. После этого сгенерируем netlist (который представляет собой совокупность, список электрических связей между элементами электрической принципиальной схемы) командой Utils/Generate Netlist. Затем, в редакторе PCB, загрузив ту же библиотеку, что и в Schematic, загрузим сгенерированный в редакторе Schematic netlist командой Utils/Load Netlist. Затем очерчиваем контур печатной платы, чертим отверстия под установку платы, расставляем все элементы на печатной плате в соответствие итогу размещения (раздел 3), выдерживая все заданные расстояния между элементами и позиции. Затем, вручную, проводим трассы командой Route Manual (все принципы ручной трассировки описаны в [1, 2]). Плата будет двухслойной, на каждой стороне которой будут располагаться земляные поля, связанные друг с другом. Шаг сетки земляного поля составляет 0.625мм. Результат трассировки экспортируется из PCB в файл с расширением. dxf командой Export. Затем этот файл загружается в Компас - 3D V9. Дальше ведется обработка файла в Компас для выпуска чертежей результата трассировки.
Заключение
В данной работе была разработана функциональная цифровая ячейка. Изученными методами и соответствующими программами были выполнены и изучены задачи компоновки, размещения и минимизации длины связей, что позволило правильно спроектировать печатную плату и провести трассировку. Соответствующие чертежи (принципиальная схема, топологический чертеж) были выполнены в САПР PCAD 2006. Конструкторская документация была оформлена в Компас - 3D V9.