PCB a kábelezési módszerek tovább javulnak, és a rugalmas huzalozási technikák csökkenthetik a vezetékek hosszát, és több PCB -helyet szabadíthatnak fel. A hagyományos NYÁK -huzalozást korlátozzák a rögzített huzalkoordináták és az önkényesen hajlított vezetékek hiánya. E korlátozások megszüntetése jelentősen javíthatja a vezetékek minőségét.

Let’s start with some terminology. Az önkényes szögű huzalozást tetszőleges szögszegmenseket és radiánokat használó huzalozásként definiáljuk. Ez egyfajta huzalozás, de nem korlátozódik a 90 fokos és 45 fokos szögű vonalszakaszok használatára. Topological wiring is wire wiring that does not adhere to grids and coordinates and does not use regular or irregular grids like shape-based wiring. Határozzuk meg a rugalmas huzalozás fogalmát rögzített alakú huzalhuzalozásként, amely lehetővé teszi a valós idejű huzal alakú újraszámítást a következő átalakítási lehetőségek elérése érdekében. Csak az akadályokból származó íveket és azok közös érintőit használják a vonal alakjának kialakításához. (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. A zöld és piros vezetékek a NYÁK -modell különböző rétegein futnak. The blue circles are the perforations. The red element is highlighted. There are also some red round pins. Use only line segments and models with an Angle of 90 degrees between them. Az 1B. Ábra egy NYÁK -modell, amely íveket és tetszőleges szögeket használ. Wiring at any Angle may seem strange, but it does have many advantages. The way it is wired is very similar to how engineers wired it by hand half a century ago. Egy igazi PCB -t mutat be, amelyet 1972 -ben fejlesztett ki egy Digibarn nevű amerikai cég a teljes kézi bekötéshez. This is a PCB board based on Intel8008 computer. A 2. ábrán látható tetszőleges szögű huzalozás valójában hasonló. Why would they use arbitrary Angle wiring? Mivel az ilyen típusú kábelezésnek számos előnye van. Arbitrary Angle wiring has many advantages. Először is, ha nem használja a vonalszegmensek közötti szögeket, az helyet takarít meg a NYÁK -on (a sokszögek mindig több helyet foglalnak el, mint az érintők). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Bármely szögben történő bekötéskor azonban elegendő hely áll rendelkezésre 4 vezeték elhelyezésére ugyanazon az úton, a tervezési szabályok ellenőrzésének (DRC) megsértése nélkül. Tegyük fel, hogy pozitív módú chipünk van, és két másik tűhöz szeretnénk csatlakoztatni a chipcsapokat. Using only 90 degrees takes up a lot of space. A tetszőleges szögű huzalozás használata lerövidítheti a chip és a többi csap közötti távolságot, miközben csökkenti a lábnyomot. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. Rotating the chip at any Angle can also provide better results. In this case, the area was reduced from 23 square centimeters to 10 square centimeters. It shows a real PCB. Arbitrary Angle wiring with rotating chip function is the only wiring method for this circuit board. Ez nemcsak elmélet, hanem gyakorlati megoldás is (néha az egyetlen lehetséges megoldás). Shows an example of a simple PCB. A topológia kábelezési eredményei, míg az optimális formán alapuló automatikus kábelrögzítési eredmények a tényleges NYÁK képei. An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. Több területre van szüksége, és ha nem forgatja el az alkatrészeket, akkor az eszközt nagyobbra kell méretezni. Layout performance would be greatly improved without parallel segments, which are often a source of crosstalk. The level of crosstalk increases linearly as the length of parallel wires increases. As the spacing between parallel wires increases, crosstalk decreases quadratic. Let’s set the level of crosstalk produced by two parallel 1mm wires spaced d to e. Ha van szög a huzalszegmensek között, akkor ennek a szögnek a növekedésével az áthallás szintje csökken. The crosstalk does not depend on the length of the wire, but only on the Angle value: where α represents the Angle between the wire segments. Consider the following three wiring methods. On the left side of Figure 8 (90 degree layout), there is the maximum wire length and the maximum emi value due to parallel line segments. In the middle of Figure 8 (45 degree layout), the wire length and emi values are reduced. On the right-hand side (at any Angle), the wire length is shortest and there are no parallel wire segments, so the interference value is negligible. So arbitrary Angle wiring helps to reduce the total wire length and significantly reduce electromagnetic interference. You also remember the effect on signal delay (conductors should not be parallel and should not be perpendicular to the PCB fiberglass). Advantages of flexible wiring Manual and automatic movement of components does not destroy the wiring in flexible wiring. A kábelrögzítő automatikusan kiszámítja a huzal optimális alakját (figyelembe véve a szükséges biztonsági távolságot). A rugalmas kábelezés tehát nagymértékben lerövidítheti a topológia szerkesztéséhez szükséges időt, jól támogatva a többszörös újrafelhasználást, hogy megfeleljen a korlátozásoknak. Ez egy NYÁK -konstrukciót mutat, amely áthalad a lyukakon és elágazási pontokon. Az automatikus mozgás során a huzal elágazási pontjai és az átmenő lyukak az optimális helyzetbe kerülnek. 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. Amikor megtalálja az utat, rögzítve van, és a labirintus részévé válik. A szekvenciális huzalozás hátránya, hogy a huzalozás eredménye függhet a bekötési sorrendtől. Ha a topológiai minőség még messze nem tökéletes, akkor az „elakadás” problémája helyileg kis területeken jelentkezik. But no matter which wire you rewire, it’s not going to improve the quality of the wiring. This is a serious problem in all CAD systems using sequential optimization. This is where the bending elimination process is useful. A huzalhajlítás arra a jelenségre utal, hogy az egyik hálózatban lévő vezetéknek meg kell járnia egy másik hálózaton lévő objektumot, hogy hozzáférjen egy objektumhoz. Rewiring a wire will not correct this. Példa a hajlításra. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Megjelennek az automatikus feldolgozási eredmények. In the second case (on another layer), a lighted green wire is automatically rewired by changing the wiring layer (from green to red). Eliminate wire bending by automatically optimizing wire shape (approximate arcs with line segments just to show any Angle examples without arcs). (top) original design, (bottom) after eliminating bending design. A piros hajlított vezetékek kiemelve vannak. A Steiner -fában minden sort szegmensként kell összekötni a csúcsokkal (végpontok és összeadások). Minden új csúcs tetején három szegmensnek kell konvergálnia, és legfeljebb három szegmensnek kell véget érnie. The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. Nem elég nehéz Steinert építeni ezekkel a feltételes tulajdonságokkal, de nem feltétlenül minimális. Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. A gyakorlati kommunikáció kialakításakor különféle akadályokat kell figyelembe venni. Korlátozzák azt a képességet, hogy minimális átfogó fákat alkossanak algoritmusokkal és Steiner fákat geometriai módszerekkel. The obstacles are shown in gray and we recommend starting at any end vertex. If there is more than one adjacent terminating vertex, you should choose one that allows you to continue using the second vertex. It depends on the Angle. A fő mechanizmus itt egy erőalapú algoritmus, amely kiszámítja az új csúcsokra ható erőket, és ismételten egy egyensúlyi pontra mozgatja őket (az erők nagysága és iránya a szomszédos elágazási pontok vezetékeitől függ). Ha a csúcshoz kapcsolt vonalszegmensek párja (terminus vagy összeadás) közötti szög kisebb, mint 120 fok, akkor hozzá lehet adni egy elágazási pontot, majd mechanikus algoritmussal lehet optimalizálni a csúcs helyzetét. 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. After adding a new node, you should check the minimum of a subnet consisting of four pins:

1. If a vertex is added to the vicinity of another newly added vertex, check for the smallest four-pin network.

2. If the four-pin network is not minimal, select a pair of “diagonal” (belonging to the quadrilateral diagonal) endpoints or virtual terminal nodes (virtual terminal nodes – wire bends).

3. The line segment that connects the endpoint (virtual endpoint) to the nearest new vertex is replaced by the line segment that connects the endpoint (virtual endpoint) to the distant new vertex.

4. Use mechanical algorithms to optimize vertex positions.

This method does not guarantee to build the smallest network, but compared with other methods, it can achieve the smallest network length without grazing. Lehetővé teszi azokat a területeket is, ahol a végpont -kapcsolatok tiltottak, és a végpont -csomópontok száma tetszőleges lehet.

Flexible wiring at any Angle has some other interesting advantages. For example, if you can automatically move many objects with the help of automatic real-time wire shape recalculation, you can create parallel serpentine lines. This cabling method makes better use of space, minimizes the number of iterations, and allows for flexible use of tolerances. If there are two serpentine lines interlaced with each other, the automatic cabler will reduce the length of one or both, depending on rule priority.

Consider the wiring of BGA components. In the traditional peripheral-to-center approach, the number of channels to the periphery is reduced by 8 with each successive layer (due to a reduction in perimeter). For example, a 28x28mm component with 784 pins requires 10 layers. Some of the layers in the diagram have escaped wiring. A 16. ábra a BGA negyedét mutatja. Ugyanakkor a „központról perifériára” huzalozási módszer használatakor a perifériára való kilépéshez szükséges csatornák száma rétegenként nem változik. Ez jelentősen csökkenti a rétegek számát. 28×28 mm méretű alkatrészekhez 7 réteg elegendő. Nagyobb alkatrészek esetén ez előnyös. Figure 17 shows a quarter of the BGA. An example of BGA wiring is shown. When using the “center to periphery” cabling approach, we can complete the cabling of all networks. Ezt tetszőleges szögű topológiai automatikus kábelező képes megtenni. Traditional automatic cablers cannot route this example. Shows an example of a real PCB where the engineer reduced the number of signal layers from 6 to 4 (compared to the specification). In addition, it took engineers only half a day to complete the wiring of the PCB.