 |
Общая характеристика основных задач этапа конструкторского проектирования
|
|
|
|
В основу построения современных вычислительных комплексов положен модульный принцип. Он предполагает иерархическое построение ЭВС из модулей, разбитых на несколько конструктивных уровней (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Иерархия конструктивных уровней.
К числу основных конструкторских задач, типовых для всех уровней конструктивной иерархии, относятся:
ü компоновка конструктивных модулей;
ü размещение модулей низших иерархических уровней в монтажном пространстве модулей следующих уровней иерархии;
ü трассировка монтажных соединений;
ü получение конструкторской документации;
ü тестирование аппаратуры.
Компоновка – этап конструкторского проектирования, заключающийся в распределении всех функциональных элементов схемы в группы, соответствующие конструктивным единицам различного ранга, из которых реализуются разрабатываемые ЭВС. На этапе компоновки осуществляется распределение элементов в микросхемы (МС), МС в ячейки, ячеек в панели, панелей в шкафы и т.д.
В дальнейшем будем называть конструктивную единицу низшего ранга – элементом, конструктивную единицу высшего ранга – блоком.
Возможны два варианта практической постановки задачи компоновки:
1) компоновка схемы конструктивно унифицированными блоками, состав которых формируется непосредственно в процессе компоновки (количество выводов и элементов блока известно заранее);
2) компоновка схемы функционально типизированными блоками из заданного набора.
В первом случае задача заключается в разбиении схемы устройства на блоки заданного размера с известным числом элементов и количеством внешних выводов. Это так называемая задача разбиения. Задачами такого типа являются задачи разбиения по ТЭЗам, ТЭЗов по панелям, разбиение БИС на ИС частного применения.
|
|
|
При решении задачи компоновки обычно используются следующие критерии качества:
а) минимальное число межблочных связей;
б) минимальное количество блоков;
в) минимальное число типов используемых блоков;
г) возможно более полное использование каждого блока.
В качестве основных ограничений в задаче компоновки обычно выступают:
а) максимальное число элементов в блоке;
б) максимальное число внешних выводов блока;
в) ограничения на совместную или раздельную компоновку некоторых элементов, обусловленные тепловыми требованиями, требованиями помехозащищенности и т.д.
Размещение – задача определения такого местоположения элементов в заданном монтажном пространстве, при котором наилучшим образом удовлетворяются некоторые требования. В качестве элемента здесь могут выступать радиодетали, ИС, ячейки, панели, шкафы. При этом предполагается, что элементы в монтажном пространстве определенным образом соединяются между собой. Эти соединения могут быть выполнены посредством навесных или печатных проводников, жгутовых соединений или других информационных магистралей.
Имеются два типа задач размещения:
1) размещение однотипных элементов на заранее заданных и регулярно размещенных позициях;
2) размещение элементов разного типа, разногабаритных, когда установочные места заранее не определены, а установка элементов осуществляется в процессе размещения (БИС).
Задача размещения носит в общем случае многоцелевой характер, и при ее решении должна производится оптимизация по совокупности критериев качества. Однако, в каждом конкретном случае обычно удается выделить наиболее важный критерий, учитывая другие показатели в качестве ограничений задачи. Известные алгоритмы размещения оптимизируют следующие показатели качества:
|
|
|
а) суммарную длину всех соединений;
б) длину самой длинной связи;
в) число связей между модулями, находящимися в соседних позициях (максимизация);
г) число пересечений проводников;
д) число цепей с возможно более простой конфигурацией.
Трассировка монтажных соединений – задача реализации соединений между выводами модулей предыдущего ранга в монтажном пространстве модуля следующего ранга в соответствии со схемой и с учетом конструктивно-технологических ограничений.
Имеются два типа задач трассировки:
1) трассировка проводного монтажа;
2) трассировка печатного монтажа.
Критерии оптимизации:
а) минимум суммарной длины проводников;
б) минимальное число переходных отверстий;
в) минимальное число слоев;
г) максимальная удаленность проводников друг от друга (снижение значений паразитных емкостей).
Ограничения:
а) отсутствие пересечений проводников в одном слое для печатного монтажа;
б) ограниченное число паек к одному контакту при проводном монтаже.
|
|
|
