पीसीबी तारों के तरीकों में सुधार जारी है, और लचीली तारों की तकनीक तार की लंबाई को कम कर सकती है और अधिक पीसीबी स्थान खाली कर सकती है। पारंपरिक पीसीबी वायरिंग निश्चित तार निर्देशांक और मनमाने ढंग से कोण वाले तारों की कमी से सीमित है। इन सीमाओं को हटाने से तारों की गुणवत्ता में काफी सुधार हो सकता है।

आइए कुछ शब्दावली से शुरू करते हैं। हम मनमानी कोण तारों को मनमाने कोण खंडों और रेडियन का उपयोग करके तार तारों के रूप में परिभाषित करते हैं। यह एक तरह की वायर वायरिंग है, लेकिन यह केवल 90 डिग्री और 45 डिग्री एंगल लाइन सेगमेंट का उपयोग करने तक सीमित नहीं है। टोपोलॉजिकल वायरिंग वायर वायरिंग है जो ग्रिड और निर्देशांक का पालन नहीं करती है और आकार-आधारित वायरिंग जैसे नियमित या अनियमित ग्रिड का उपयोग नहीं करती है। आइए हम लचीली वायरिंग शब्द को निश्चित आकार के बिना वायर वायरिंग के रूप में परिभाषित करते हैं जो निम्नलिखित परिवर्तन संभावनाओं को प्राप्त करने के लिए वास्तविक समय के तार आकार पुनर्गणना को सक्षम बनाता है। केवल बाधाओं से चाप और उनके सामान्य स्पर्शरेखा का उपयोग रेखा आकार बनाने के लिए किया जाता है। (बाधाओं में पिन, तांबे की पन्नी, निषिद्ध क्षेत्र, छेद और अन्य वस्तुएं शामिल हैं) दो पीसीबी मॉडल के सर्किट का हिस्सा। हरे और लाल तार पीसीबी मॉडल की विभिन्न परतों पर चलते हैं। नीले घेरे वेध हैं। लाल तत्व पर प्रकाश डाला गया है। There are also some red round pins. केवल रेखा खंडों और उनके बीच 90 डिग्री के कोण वाले मॉडल का उपयोग करें। चित्रा 1बी चाप और मनमाना कोणों का उपयोग करते हुए एक पीसीबी मॉडल है। किसी भी एंगल पर वायरिंग अजीब लग सकती है, लेकिन इसके कई फायदे हैं। जिस तरह से इसे तार-तार किया जाता है, वह ठीक उसी तरह है जैसे आधी सदी पहले इंजीनियरों ने इसे हाथ से तार-तार किया था। पूर्ण हैंड वायरिंग के लिए डिजीबर्न नामक एक अमेरिकी कंपनी द्वारा 1972 में विकसित एक वास्तविक पीसीबी दिखाता है। This is a PCB board based on Intel8008 computer. चित्र 2 में दिखाया गया मनमाना एंगल वायरिंग वास्तव में समान है। वे मनमानी कोण तारों का उपयोग क्यों करेंगे? क्योंकि इस तरह की वायरिंग के कई फायदे हैं। मनमाना एंगल वायरिंग के कई फायदे हैं। सबसे पहले, रेखा खंडों के बीच के कोणों का उपयोग नहीं करने से पीसीबी स्थान की बचत होती है (बहुभुज हमेशा स्पर्शरेखा की तुलना में अधिक स्थान लेते हैं)। Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). हालांकि, किसी भी एंगल पर वायरिंग करते समय, डिज़ाइन रूल चेकिंग (DRC) का उल्लंघन किए बिना एक ही रास्ते पर 4 तार लगाने के लिए पर्याप्त जगह होती है। मान लीजिए कि हमारे पास एक सकारात्मक मोड चिप है और हम चिप पिन को दो अन्य पिनों से जोड़ना चाहते हैं। केवल 90 डिग्री का उपयोग करना बहुत अधिक स्थान लेता है। मनमाने ढंग से एंगल वायरिंग का उपयोग करने से चिप और अन्य पिनों के बीच की दूरी कम हो सकती है, जबकि फुटप्रिंट कम हो सकता है। In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. चिप को किसी भी एंगल पर घुमाने से भी बेहतर परिणाम मिल सकते हैं। In this case, the area was reduced from 23 square centimeters to 10 square centimeters. यह एक वास्तविक पीसीबी दिखाता है। घूर्णन चिप फ़ंक्शन के साथ मनमानी कोण वायरिंग इस सर्किट बोर्ड के लिए एकमात्र वायरिंग विधि है। यह न केवल एक सिद्धांत है, बल्कि एक व्यावहारिक समाधान भी है (कभी-कभी एकमात्र संभव समाधान)। एक साधारण पीसीबी का एक उदाहरण दिखाता है। टोपोलॉजी केबलर परिणाम, जबकि इष्टतम आकार के आधार पर स्वचालित केबलर परिणाम वास्तविक पीसीबी की तस्वीरें हैं। इष्टतम आकार पर आधारित एक स्वचालित केबलर ऐसा नहीं कर सकता क्योंकि घटकों को मनमाने कोणों पर घुमाया जाता है। आपको अधिक क्षेत्र की आवश्यकता है, और यदि आप घटकों को घुमाते नहीं हैं, तो उपकरण को बड़ा करना होगा। समानांतर खंडों के बिना लेआउट प्रदर्शन में बहुत सुधार होगा, जो अक्सर क्रॉसस्टॉक का स्रोत होते हैं। The level of crosstalk increases linearly as the length of parallel wires increases. As the spacing between parallel wires increases, crosstalk decreases quadratic. आइए दो समानांतर 1 मिमी तारों द्वारा निर्मित क्रॉसस्टॉक के स्तर को d से e तक सेट करें। यदि तार खंडों के बीच एक कोण है, तो जैसे-जैसे यह कोण बढ़ता है, क्रॉसस्टॉक का स्तर कम होता जाएगा। क्रॉसस्टॉक तार की लंबाई पर निर्भर नहीं करता है, लेकिन केवल कोण मान पर निर्भर करता है: जहां α तार खंडों के बीच के कोण का प्रतिनिधित्व करता है। निम्नलिखित तीन तारों के तरीकों पर विचार करें। चित्र 8 (90 डिग्री लेआउट) के बाईं ओर, समानांतर रेखा खंडों के कारण अधिकतम तार लंबाई और अधिकतम ईएमआई मान है। In the middle of Figure 8 (45 degree layout), the wire length and emi values are reduced. दायीं ओर (किसी भी कोण पर) तार की लंबाई सबसे छोटी होती है और कोई समानांतर तार खंड नहीं होते हैं, इसलिए हस्तक्षेप मान नगण्य होता है। So arbitrary Angle wiring helps to reduce the total wire length and significantly reduce electromagnetic interference. आपको सिग्नल विलंब पर प्रभाव भी याद है (कंडक्टर समानांतर नहीं होने चाहिए और पीसीबी फाइबरग्लास के लंबवत नहीं होने चाहिए)। Advantages of flexible wiring Manual and automatic movement of components does not destroy the wiring in flexible wiring. केबलर स्वचालित रूप से तार के इष्टतम आकार की गणना करता है (आवश्यक सुरक्षा मंजूरी को ध्यान में रखते हुए)। इसलिए लचीली केबलिंग टोपोलॉजी को संपादित करने के लिए आवश्यक समय को बहुत कम कर सकती है, बाधाओं को पूरा करने के लिए कई पुन: संयोजन का अच्छी तरह से समर्थन करती है। यह एक पीसीबी डिज़ाइन दिखाता है जो छेद और शाखा बिंदुओं के माध्यम से चलता है। स्वचालित आंदोलन के दौरान, तार शाखा बिंदु और थ्रू-होल को इष्टतम स्थिति में समायोजित किया जाता है। 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. जब कोई रास्ता मिल जाता है तो वह पक्का हो जाता है और भूलभुलैया का हिस्सा बन जाता है। अनुक्रमिक तारों का नुकसान यह है कि तारों का परिणाम तारों के क्रम पर निर्भर हो सकता है। जब टोपोलॉजिकल गुणवत्ता अभी भी सही से बहुत दूर है, तो स्थानीय रूप से छोटे क्षेत्रों में “फंसने” की समस्या होती है। लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप किस तार को फिर से तार करते हैं, इससे तारों की गुणवत्ता में सुधार नहीं होगा। अनुक्रमिक अनुकूलन का उपयोग करने वाले सभी सीएडी प्रणालियों में यह एक गंभीर समस्या है। यह वह जगह है जहाँ झुकने उन्मूलन प्रक्रिया उपयोगी है। वायर बेंडिंग इस घटना को संदर्भित करता है कि एक नेटवर्क में एक तार को किसी ऑब्जेक्ट तक पहुंचने के लिए दूसरे नेटवर्क पर किसी ऑब्जेक्ट के चारों ओर घूमना चाहिए। Rewiring a wire will not correct this. झुकने का एक उदाहरण दिखाया गया है। A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. स्वचालित प्रसंस्करण परिणाम प्रदर्शित होते हैं। दूसरे मामले में (दूसरी परत पर), वायरिंग परत (हरे से लाल तक) को बदलकर एक हल्के हरे रंग के तार को स्वचालित रूप से फिर से जोड़ा जाता है। तार आकार को स्वचालित रूप से अनुकूलित करके तार झुकने को हटा दें (रेखा खंडों के साथ अनुमानित चाप बिना चाप के किसी भी कोण उदाहरण दिखाने के लिए)। (शीर्ष) मूल डिजाइन, (नीचे) झुकने वाले डिजाइन को खत्म करने के बाद। लाल मुड़े हुए तारों को हाइलाइट किया गया है। एक स्टीनर ट्री में, सभी लाइनों को खंडों के रूप में कोने (समापन बिंदु और परिवर्धन) से जोड़ा जाना चाहिए। प्रत्येक नए शीर्ष के शीर्ष पर, तीन खंडों का अभिसरण होना चाहिए और तीन से अधिक खंड समाप्त नहीं होने चाहिए। शीर्ष पर अभिसरण करने वाले रेखाखंडों के बीच का कोण 120 डिग्री से कम नहीं होना चाहिए। इन पर्याप्त सशर्त गुणों के साथ स्टेनर का निर्माण करना बहुत मुश्किल नहीं है, लेकिन यह आवश्यक रूप से न्यूनतम नहीं है। ग्रे स्टीनर पेड़ इष्टतम नहीं हैं, लेकिन काले स्टीनर पेड़ हैं। व्यावहारिक संचार डिजाइन में, विभिन्न प्रकार की बाधाओं पर विचार किया जाना चाहिए। वे ज्यामितीय विधियों का उपयोग करके एल्गोरिदम और स्टीनर पेड़ों दोनों का उपयोग करके न्यूनतम फैले हुए पेड़ों के निर्माण की क्षमता को सीमित करते हैं। बाधाओं को ग्रे रंग में दिखाया गया है और हम अनुशंसा करते हैं कि किसी भी अंतिम शीर्ष पर शुरू करें। यदि एक से अधिक निकटवर्ती समाप्ति शीर्ष हैं, तो आपको वह चुनना चाहिए जो आपको दूसरे शीर्ष का उपयोग जारी रखने की अनुमति देता है। यह कोण पर निर्भर करता है। यहां मुख्य तंत्र एक बल-आधारित एल्गोरिथम है जो नए कोने पर कार्य करने वाले बलों की गणना करता है और बार-बार उन्हें एक संतुलन बिंदु पर ले जाता है (बलों की परिमाण और दिशा आसन्न शाखा बिंदुओं पर तारों पर निर्भर करती है)। यदि एक शीर्ष (टर्मिनस या जोड़) से जुड़े रेखा खंडों की एक जोड़ी के बीच का कोण 120 डिग्री से कम है, तो एक शाखा बिंदु जोड़ा जा सकता है, और फिर एक यांत्रिक एल्गोरिथ्म का उपयोग शीर्ष स्थिति को अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है। 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. एक नया नोड जोड़ने के बाद, आपको कम से कम चार पिन वाले सबनेट की जांच करनी चाहिए:

1. यदि किसी अन्य नए जोड़े गए शीर्ष के आसपास एक शीर्ष जोड़ा जाता है, तो सबसे छोटे चार-पिन नेटवर्क की जांच करें।

2. यदि चार-पिन नेटवर्क न्यूनतम नहीं है, तो “विकर्ण” (चतुर्भुज विकर्ण से संबंधित) एंडपॉइंट या वर्चुअल टर्मिनल नोड्स (वर्चुअल टर्मिनल नोड्स – वायर बेंड्स) की एक जोड़ी का चयन करें।

3. अंतिम बिंदु (आभासी समापन बिंदु) को निकटतम नए शीर्ष से जोड़ने वाले रेखा खंड को उस रेखा खंड से बदल दिया जाता है जो समापन बिंदु (आभासी समापन बिंदु) को दूर के नए शीर्ष से जोड़ता है।

4. Use mechanical algorithms to optimize vertex positions.

यह विधि सबसे छोटे नेटवर्क के निर्माण की गारंटी नहीं देती है, लेकिन अन्य तरीकों की तुलना में, यह बिना चराई के सबसे छोटी नेटवर्क लंबाई प्राप्त कर सकती है। यह उन क्षेत्रों के लिए भी अनुमति देता है जहां एंडपॉइंट कनेक्शन प्रतिबंधित हैं, और एंडपॉइंट नोड्स की संख्या मनमानी हो सकती है।

किसी भी कोण पर लचीली वायरिंग के कुछ अन्य दिलचस्प फायदे हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप स्वचालित रीयल-टाइम वायर आकार पुनर्गणना की सहायता से कई वस्तुओं को स्वचालित रूप से स्थानांतरित कर सकते हैं, तो आप समानांतर सर्पिन रेखाएं बना सकते हैं। केबल बिछाने की यह विधि अंतरिक्ष का बेहतर उपयोग करती है, पुनरावृत्तियों की संख्या को कम करती है, और सहनशीलता के लचीले उपयोग की अनुमति देती है। यदि दो सर्पीन रेखाएं एक-दूसरे से जुड़ी हुई हैं, तो स्वचालित केबलर नियम प्राथमिकता के आधार पर एक या दोनों की लंबाई कम कर देगा।

बीजीए घटकों के तारों पर विचार करें। पारंपरिक परिधीय-से-केंद्र दृष्टिकोण में, परिधि में चैनलों की संख्या प्रत्येक क्रमिक परत (परिधि में कमी के कारण) के साथ 8 से कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, 28 पिन वाले 28×784 मिमी घटक के लिए 10 परतों की आवश्यकता होती है। आरेख में कुछ परतें तारों से बच गई हैं। चित्रा 16 बीजीए का एक चौथाई दिखाता है। उसी समय, “केंद्र से परिधि तक” वायरिंग विधि का उपयोग करते समय, परिधि से बाहर निकलने के लिए आवश्यक चैनलों की संख्या परत से परत में नहीं बदलती है। यह परतों की संख्या को बहुत कम कर देगा। 28×28 मिमी के एक घटक आकार के लिए, 7 परतें पर्याप्त हैं। बड़े घटकों के लिए, यह एक जीत है। चित्र 17 बीजीए का एक चौथाई दिखाता है। BGA वायरिंग का एक उदाहरण दिखाया गया है। “सेंटर टू पेरीफेरी” केबलिंग दृष्टिकोण का उपयोग करते समय, हम सभी नेटवर्क के केबलिंग को पूरा कर सकते हैं। मनमाना कोण टोपोलॉजिकल स्वचालित केबलर ऐसा कर सकता है। पारंपरिक स्वचालित केबल इस उदाहरण को रूट नहीं कर सकते। एक वास्तविक पीसीबी का एक उदाहरण दिखाता है जहां इंजीनियर ने सिग्नल परतों की संख्या को 6 से घटाकर 4 कर दिया (विनिर्देश की तुलना में)। इसके अलावा, पीसीबी की वायरिंग को पूरा करने में इंजीनियरों को केवल आधा दिन लगा।