PCB juhtmestiku meetodid paranevad jätkuvalt ja paindlikud juhtmestikuvõimalused võivad vähendada juhtme pikkust ja vabastada rohkem trükkplaatide ruumi. Tavalist trükkplaadi juhtmestikku piiravad fikseeritud juhtmete koordinaadid ja suvalise nurga all juhtmete puudumine. Nende piirangute kõrvaldamine võib juhtmestiku kvaliteeti oluliselt parandada.

Alustame mõnest terminoloogiast. Me määratleme suvalise nurga juhtmestiku kui juhtmestiku, kasutades suvalisi nurga segmente ja radiaane. See on omamoodi traatjuhtmestik, kuid ei piirdu ainult 90 -kraadise ja 45 -kraadise nurgaga liinisegmentide kasutamisega. Topoloogiline juhtmestik on juhtmestik, mis ei pea kinni võrkudest ja koordinaatidest ning ei kasuta tavalisi või ebakorrapäraseid võrke, näiteks kujupõhiseid juhtmeid. Määratlegem mõiste paindlik juhtmestik kui traadita juhtmestik ilma fikseeritud vormita, mis võimaldab reaalajas traadi kuju ümberarvutamist, et saavutada järgmised teisendamisvõimalused. Joone kujundamiseks kasutatakse ainult takistuste kaari ja nende ühiseid puutujaid. (Takistuste hulka kuuluvad tihvtid, vaskfoolium, keelatud alad, augud ja muud esemed) kahe PCB mudeli vooluringi osa. Rohelised ja punased juhtmed töötavad PCB mudeli erinevatel kihtidel. Sinised ringid on perforatsioonid. Punane element on esile tõstetud. There are also some red round pins. Kasutage ainult joonelõike ja mudeleid, mille nurk on 90 kraadi. Joonis 1B on PCB mudel, mis kasutab kaari ja suvalisi nurki. Juhtmestik mis tahes nurga all võib tunduda kummaline, kuid sellel on palju eeliseid. Juhtmestik on väga sarnane sellele, kuidas insenerid juhtisid selle pool sajandit tagasi käsitsi. Näitab tõelist trükkplaati, mille 1972. aastal töötas välja Ameerika ettevõte nimega Digibarn täieliku käsijuhtmestiku jaoks. This is a PCB board based on Intel8008 computer. Joonisel 2 näidatud suvaline nurga juhtmestik on tegelikult sarnane. Miks nad kasutaksid suvalist nurga juhtmestikku? Kuna seda tüüpi juhtmestikul on palju eeliseid. Suvalise nurgaga juhtmestikul on palju eeliseid. Esiteks säästab joonte lõikude vaheliste nurkade mittekasutamine PCB ruumi (hulknurgad võtavad alati rohkem ruumi kui puutujad). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Siiski, mis tahes nurga all juhtmestiku tegemisel on piisavalt ruumi 4 juhtme paigaldamiseks samale teele, ilma et see rikuks disainieeskirjade kontrolli (DRC). Oletame, et meil on positiivse režiimi kiip ja tahame ühendada kiibi tihvtid kahe teise tihvtiga. Ainult 90 kraadi kasutamine võtab palju ruumi. Suvalise nurgaga juhtmestiku kasutamine võib lühendada kiibi ja teiste tihvtide vahelist kaugust, vähendades samal ajal jalajälge. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. Kiibi pööramine mis tahes nurga all võib anda ka paremaid tulemusi. In this case, the area was reduced from 23 square centimeters to 10 square centimeters. See näitab tõelist PCB -d. Pöörleva kiibifunktsiooniga suvaline nurgaga juhtmestik on selle trükkplaadi ainus juhtmestik. See pole mitte ainult teooria, vaid ka praktiline lahendus (mõnikord ainus võimalik lahendus). Näitab lihtsa trükkplaadi näidet. Topoloogia kaabli tulemused, samas kui optimaalse kuju põhjal põhinevad automaatsed kaabli tulemused on fotod tegelikust trükkplaadist. Optimaalsel kuval põhinev automaatkaabel ei saa seda teha, kuna komponente pööratakse suvaliste nurkade all. Teil on vaja rohkem pinda ja kui te komponente ei pööra, tuleb seade suuremaks muuta. Paigutuse toimivus paraneks tunduvalt ilma paralleelsete segmentideta, mis on sageli läbilöögi allikas. The level of crosstalk increases linearly as the length of parallel wires increases. As the spacing between parallel wires increases, crosstalk decreases quadratic. Seadistame kahe paralleelse 1 mm juhtme, mis asuvad vahekaugusega d kuni e, tekitatava läbilõike taseme. Kui traadisegmentide vahel on nurk, siis selle nurga kasvades väheneb ülekuulamise tase. Läbilõige ei sõltu traadi pikkusest, vaid ainult nurga väärtusest: kus α tähistab traadi segmentide vahelist nurka. Kaaluge järgmisi kolme juhtmestiku meetodit. Joonise 8 vasakul küljel (paigutus 90 kraadi) on paralleelsete joonelõikude tõttu traadi maksimaalne pikkus ja maksimaalne emi väärtus. In the middle of Figure 8 (45 degree layout), the wire length and emi values are reduced. Parempoolsel küljel (mis tahes nurga all) on traadi pikkus kõige lühem ja paralleelseid traadisegmente pole, seega on häire väärtus tühine. So arbitrary Angle wiring helps to reduce the total wire length and significantly reduce electromagnetic interference. Mäletate ka mõju signaali viivitusele (juhtmed ei tohiks olla paralleelsed ega risti PCB -klaaskiuga). Advantages of flexible wiring Manual and automatic movement of components does not destroy the wiring in flexible wiring. Kaabel arvutab automaatselt traadi optimaalse kuju (võttes arvesse vajalikku ohutusvahemikku). Paindlik kaabeldus võib seega oluliselt vähendada topoloogia redigeerimiseks kuluvat aega, toetades kenasti mitut korduvtöötlust piirangute täitmiseks. See näitab trükkplaadi konstruktsiooni, mis liigub läbi aukude ja hargnemispunktide. Automaatse liikumise ajal reguleeritakse traadi hargnemiskohad ja läbivad augud optimaalsesse asendisse. In most computer-aided design (CAD) systems, the wiring interconnection problem is reduced to the problem of sequentially finding paths between pairs of points in a maze of pads, forbidden areas, and laid wires. Kui tee on leitud, on see fikseeritud ja muutub labürindi osaks. Järjestikuse juhtmestiku puuduseks on see, et juhtmestiku tulemus võib sõltuda juhtmestiku järjekorrast. Kui topoloogiline kvaliteet pole veel kaugeltki täiuslik, tekib ummistumise probleem lokaalselt väikestes piirkondades. Kuid olenemata sellest, millist traati te uuesti ühendate, ei paranda see juhtmestiku kvaliteeti. See on tõsine probleem kõigis järjestikuse optimeerimisega CAD -süsteemides. Siin on painde kõrvaldamise protsess kasulik. Traadi painutamine viitab nähtusele, et ühe võrgu traat peab objektile juurdepääsu saamiseks kõndima ümber teise võrgu objekti. Rewiring a wire will not correct this. Näidatud on näide painutamisest. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Kuvatakse automaatse töötlemise tulemused. Teisel juhul (teisel kihil) ühendatakse helendav roheline traat automaatselt ümber, muutes juhtmestiku kihti (rohelisest punaseks). Traadi painutamise välistamiseks, optimeerides automaatselt traadi kuju (ligikaudsed kaared joonelõikudega, et kuvada kõik nurgata näited ilma kaaredeta). (ülemine) algne disain, (alumine) pärast painutuskonstruktsiooni kõrvaldamist. Punased painutatud juhtmed on esile tõstetud. Steineri puus peavad kõik jooned olema segmentidena ühendatud tippudega (lõpp -punktid ja liitmised). Iga uue tipu ülaosas peavad kolm segmenti lähenema ja mitte rohkem kui kolm lõiku. Tippu koonduvate sirglõikude vaheline nurk ei tohi olla väiksem kui 120 kraadi. Nende piisavate tingimuslike omadustega Steineri ehitamine ei ole väga keeruline, kuid mitte tingimata minimaalne. Hallid Steineri puud pole optimaalsed, kuid mustad Steineri puud on. Praktilise kommunikatsiooni kujundamisel tuleb arvestada erinevat tüüpi takistustega. Need piiravad võimalust konstrueerida minimaalse ulatusega puid, kasutades nii algoritme kui ka Steineri puid, kasutades geomeetrilisi meetodeid. Takistused on näidatud halliga ja soovitame alustada mis tahes otsast. Kui kõrval on mitu lõppevat tippu, peaksite valima ühe, mis võimaldab teil jätkata teise tipu kasutamist. See sõltub nurgast. Peamine mehhanism on siin jõupõhine algoritm, mis arvutab uutele tippudele mõjuvad jõud ja liigutab need korduvalt tasakaalupunkti (jõudude suurus ja suund sõltuvad külgnevate hargnemiskohtade juhtmetest). Kui nurk tipuga ühendatud joonelõigu paari vahel (lõpp või liitmine) on väiksem kui 120 kraadi, saab lisada hargnemispunkti ja seejärel kasutada tipu asukoha optimeerimiseks mehaanilist algoritmi. It’s worth noting that simply sorting all angles in descending order and adding new vertices in that order doesn’t work, and the result is worse. Pärast uue sõlme lisamist peaksite kontrollima vähemalt neljast tihvtist koosnevat alamvõrku:

1. Kui teise äsja lisatud tipu lähedusse lisatakse tipp, kontrollige väikseima neljataktilise võrgu olemasolu.

2. Kui nelja kontaktiga võrk pole minimaalne, valige paar „diagonaali” (mis kuuluvad nelinurkse diagonaali) lõpp-punkti või virtuaalse terminali sõlmed (virtuaalsed terminalisõlmed-traadi painded).

3. Joonelõik, mis ühendab lõpp -punkti (virtuaalne lõpp -punkt) lähima uue tipuga, asendatakse joonega, mis ühendab lõpp -punkti (virtuaalse lõpp -punkti) uue kauge tipuga.

4. Use mechanical algorithms to optimize vertex positions.

See meetod ei taga väikseima võrgu ehitamist, kuid võrreldes teiste meetoditega suudab see saavutada väikseima võrgu pikkuse ilma karjatamiseta. See võimaldab ka piirkondi, kus lõpp -punkti ühendused on keelatud ja lõpp -punkti sõlmede arv võib olla meelevaldne.

Paindlikul juhtmestikul mis tahes nurga all on veel mõned huvitavad eelised. Näiteks kui saate automaatselt liigutada paljusid objekte automaatse reaalajas traatkuju ümberarvutamise abil, saate luua paralleelseid serpentiinjooni. See kaabeldusmeetod kasutab ruumi paremini, minimeerib iteratsioonide arvu ja võimaldab tolerantside paindlikku kasutamist. Kui kaks serpentiini on üksteisega põimitud, vähendab automaatkaabel sõltuvalt reegli prioriteedist ühe või mõlema pikkust.

Mõelge BGA komponentide juhtmestikule. Traditsioonilise perifeerse-kesk-lähenemisviisi korral vähendatakse perifeeria kanalite arvu iga järgneva kihiga 8 võrra (perimeetri vähenemise tõttu). Näiteks 28×28 mm 784 tihvtiga komponendi jaoks on vaja 10 kihti. Mõned diagrammi kihid on juhtmestikust pääsenud. Joonisel 16 on kujutatud veerand BGA -st. Samal ajal, kui kasutate juhtmestiku „keskelt perifeeriale” kasutamist, ei muutu perifeeriasse väljumiseks vajalike kanalite arv kihtide kaupa. See vähendab oluliselt kihtide arvu. Komponendi suuruse 28x28mm korral piisab 7 kihist. Suuremate komponentide puhul on see kasulik. Joonisel 17 on kujutatud veerand BGA -st. Näidatud on BGA juhtmestiku näide. Kui kasutate kaabeldusmeetodit „keskusest perifeeriasse”, saame kõik võrgud kaabeldada. Seda saab teha suvalise nurgaga topoloogiline automaatkaabel. Traditsioonilised automaatkaablid ei suuda seda näidet suunata. Näitab tõelise PCB näidet, kus insener vähendas signaalikihtide arvu 6 -lt 4 -le (võrreldes spetsifikatsiooniga). Lisaks kulus inseneridel PCB juhtmestiku lõpuleviimiseks vaid pool päeva.