 |
Размещение эрэ на монтажном пространстве.
|
|
|
|
В соответствии с заданием монтажное пространство — печатная плата 95х130 мм. Для размещения микросхем DD1—DD13 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:
| К1 | К2 | К3 | К4 | К5 | К6 | К7 | К8 | К9 | К10 | К11 | К12 | К13 | К14 | |
| К1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 | 4 | 5 | 3 | 4 |
| К2 | 1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 3 | 2 | 3 | 4 | 4 | 3 |
| К3 | 2 | 1 | 0 | 1 | 3 | 2 | 1 | 2 | 4 | 3 | 2 | 3 | 4 | 3 |
| К4 | 3 | 2 | 1 | 0 | 4 | 3 | 2 | 1 | 5 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 |
| К5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 |
| К6 | 2 | 1 | 2 | 3 | 1 | 0 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| К7 | 3 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 1 | 3 | 2 | 1 | 2 | 3 | 2 |
| К8 | 4 | 3 | 2 | 1 | 3 | 2 | 1 | 0 | 4 | 3 | 2 | 1 | 3 | 2 |
| К9 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 |
| К10 | 3 | 2 | 3 | 4 | 2 | 1 | 2 | 3 | 1 | 0 | 1 | 2 | 2 | 1 |
| К11 | 4 | 3 | 2 | 3 | 3 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 |
| К12 | 5 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 | 1 | 3 | 2 | 1 | 0 | 2 | 1 |
| К13 | 3 | 4 | 4 | 4 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 0 | 1 |
| К14 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
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:
| К1 | К2 | К3 | К4 | К5 | К6 | К7 | К8 | К9 | К10 | К11 | К12 | К13 | К14 | |
| К1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| К2 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
| К3 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| К4 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| К5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
| К6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| К7 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| К8 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 |
| К9 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| К10 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 3 | 0 |
| К11 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 3 | 0 |
| К12 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 3 | 0 |
| К13 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 3 | 3 | 1 | 3 |
| К14 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 3 | 1 |
Для 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 D 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 D 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 DF для позиций К9, К10, К11 и К12 как наиболее подходящих для установки, поскольку DF для остальных позиций будет заведомо больше, и его расчёт не имеет смысла.
D F9=1*1+2*2=5;
D F10= D F11= D 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 DF для позиций К9 и К11:
D F9=1*1+1*1+2*2=6;
D 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 DF для позиций К9 и К12:
D F9=1*1+0*1+0*2+2*2=5;
D 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.
ТРАССИРОВКА МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
|
|
|
