Рефераты Алгоритмы и методы компоновки, размещения и трассировки радиоэлектронной аппаратуры

Вернуться в Радиоэлектроника

Алгоритмы и методы компоновки, размещения и трассировки радиоэлектронной аппаратуры
. Введение сил отталкивания материальных точек друг от друга и от
границ платы исключает возможность слияния двух любых точек и способствует
их равномерному распределению по поверхности монтажного поля. Чтобы
устранить возникновение в системе незатухающих колебаний, вводят силы
сопротивления среды, пропорциональные скорости движения материальных точек.
Таким образом, задача оптимального размещения элементов сводится к
нахождению такого местоположения точек, при котором равнодействующие всех
сил обращаются в нуль.
К достоинствам данного метода относятся возможность получения
глобального экстремума целевой функции, а также сведение поиска к
вычислительным процедурам, для которых имеются разработанные численные
методы.
Недостатками являются трудоемкость метода и сложность его реализации
(подбора коэффициентов для силовых связей); необходимость фиксирования
местоположения некоторого числа конструктивных элементов на плате для
предотвращения большой неравномерности их размещения на отдельных участках
платы.



Итерационные алгоритмы размещения


Итерационные алгоритмы имеют структуру, аналогичную итерационным
алгоритмам компоновки, рассмотренным ранее. В них для улучшения исходного
размещения элементов на плате вводят итерационный процесс перестановки
местами пар элементов.
В случае минимизации суммарной взвешенной длины соединений формула
для расчета изменения значения целевой функции при перестановке местами
элементов ri и rj , закрепленных в позициях tf и tg, имеет вид:

[pic],
где p и h(p) – порядковый номер и позиция закрепления неподвижного элемента
rp. Если [pic], то осуществляют перестановку ri и rj , приводящую к
уменьшению целевой функции на [pic], после чего производят поиск и
перестановку следующей пары элементов и т.д. Процесс заканчивается
получением такого варианта размещения, для которого дальнейшее улучшение за
счет парных перестановок элементов невозможно.
Использование описанного направленного перебора сокращает число
анализируемых вариантов размещения (по сравнению с полным перебором), но
приводит к потере гарантии нахождения глобального экстремума целевой
функции.
Алгоритмы данной группы характеризуются достаточно высоким
быстродействием. Алгоритмы с групповыми перестановками элементов на
практике используются редко ввиду их сложности, которая часто не
оправдывает достигаемую степень улучшения результата.



Последовательные алгоритмы размещения


Последовательные алгоритмы основаны на допущении, что для получения
оптимального размещения необходимо в соседних позициях располагать
элементы, максимально связанные друг с другом. Сущность этих алгоритмов
состоит в последовательном закреплении заданного набора конструктивных
элементов на коммутационной плате относительно ранее установленных. В
качестве первоначально закрепленных на плате элементов обычно выбирают
разъемы, которые искусственно «раздвигают» до краев платы. При этом все
контакты разъемов равномерно распределяются по секциям (столбцам и строкам
координатной сетки). На каждом l-ом шаге (l=1,2,…,n) для установки на
коммутационную плату выбирают элемент [pic] из числа еще не размещенных,
имеющий максимальную степень связности с ранее закрепленными элементами Rl-
1. В большинстве используемых в настоящее время алгоритмов оценку степени
связности производят по одной из следующих формул:

[pic];
[pic],
где cij – коэффициент взвешенной связности элементов i и j; Jl-1 –
множество индексов элементов, закрепленных на предыдущих l-1 шагах; n –
общее число размещенных элементов.
Если установочные размеры всех размещаемых на плате элементов
одинаковы, то выбранный на очередном шаге элемент [pic] закрепляют в той
позиции [pic] из числа незанятых, для которой значение целевой функции
[pic] с учетом ранее размещенных элементов Rl-1 минимально
10 
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100