Методы размещения и трассировки печатных плат на примере модуля памяти
Реферат - Радиоэлектроника
Другие рефераты по предмету Радиоэлектроника
лишь один элемент. В нашем случае рациональней будет уменьшить мощность блока до трёх. В этом случае количество необходимых микросхем не изменится, а элементы распределятся следующим образом: Х(1+4+7), Х(2+5+8), Х(3+6+9). Окончательно примем к проектированию именно такой вариант компоновки.
Три элемента 3И-НЕ поместим в одну микросхему КР1531ЛА3 поскольку в этом случае мощность блока (кол-во элементов в микросхеме) равна количеству элементов в функциональной схеме.
На основании полученных результатов строим электрическую принципиальную схему блока оперативной памяти (см. графическую часть).
2. РАЗМЕЩЕНИЕ ЭРЭ НА МОНТАЖНОМ ПРОСТРАНСТВЕ.
В соответствии с заданием монтажное пространство печатная плата 95х130 мм. Для размещения микросхем DD1DD13 и разъема Х1 разобьем монтажное пространство на 14 посадочных мест, из которых место К14 отведем под разъем (рис.2.1).
К1
К2
К3
К4
К5
К6
К7
К8
К9
К10
К11
К12
К13
К14 Рис. 2.1
Составим матрицу расстояний для приведённой платы:
К1К2К3К4К5К6К7К8К9К10К11К12К13К14К101231234234534К210123123323443К321013212432343К432104321543243К512340123123423К621231012212332К732122101321232К843213210432132К923451234012312К1032342123101221К1143233212210121К1254324321321021К1334442333122201К1443333222211110
Приведём полный граф электрической принципиальной схемы (рис. 2.2). Элементы 1…12 микросхемы КР1531ЛА3, элемент 13 микросхема КР1531ЛА4, а элемент 14 разъём.
рис. 2.2.
Матрица смежности этого графа имеет вид:
К1К2К3К4К5К6К7К8К9К10К11К12К13К14К111110010010002К211101001001002К311100100100102К410011110010002К501011101001002К600111100100102К710010011110002К801001011101002К900100111100102К1010010010010030К1101001001001030К1200100100100130К1300000000033313К1422222222200031Для 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 данн