PCB էլեկտրագծերի մեթոդները շարունակում են կատարելագործվել, իսկ էլեկտրագծերի ճկուն տեխնիկան կարող է նվազեցնել մետաղալարերի երկարությունը և ազատել ավելի շատ PCB տարածք: Պայմանական PCB- ի էլեկտրագծերը սահմանափակվում են ֆիքսված մետաղալարերի կոորդինատներով և կամայական անկյան տակ գտնվող լարերի բացակայությամբ: Այս սահմանափակումների վերացումը կարող է զգալիորեն բարելավել էլեկտրագծերի որակը:

Let’s start with some terminology. Մենք սահմանում ենք կամայական անկյունային էլեկտրագծերը որպես մետաղալարեր `օգտագործելով կամայական անկյունների հատվածներ և ռադիաններ: Դա մի տեսակ մետաղալարեր է, բայց չի սահմանափակվում միայն 90 աստիճանի և 45 աստիճանի անկյունային գծերի հատվածների օգտագործմամբ: 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. Եկեք սահմանենք ճկուն էլեկտրագծերի տերմինը որպես մետաղալարեր առանց ֆիքսված ձևի, որը հնարավորություն է տալիս իրական ժամանակում մետաղալարերի ձևի վերահաշվարկ կատարել ՝ հասնելու հետևյալ փոխակերպման հնարավորություններին: Գծի ձևը ձևավորելու համար օգտագործվում են միայն խոչընդոտների կամարներ և դրանց ընդհանուր շոշափուկներ: (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. Կանաչ և կարմիր լարերը անցնում են PCB մոդելի տարբեր շերտերի վրա: 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. Նկար 1B- ն PCB մոդել է, որն օգտագործում է աղեղներ և կամայական անկյուններ: 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. Shույց է տալիս իրական PCB, որը մշակվել է 1972 թվականին Digibarn անունով ամերիկյան ընկերության կողմից ՝ ձեռքի ամբողջական լարերի համար: This is a PCB board based on Intel8008 computer. Նկար 2 -ում ցուցադրված կամայական Անկյունի էլեկտրագծերը իրականում նման են: Ինչու՞ են նրանք օգտագործում կամայական անկյունային էլեկտրագծեր: Քանի որ այս տեսակի էլեկտրագծերը շատ առավելություններ ունեն: Arbitrary Angle wiring has many advantages. Նախ, գծերի հատվածների միջև եղած անկյունները չօգտագործելը խնայում է PCB տարածքը (բազմանկյունները միշտ ավելի շատ տեղ են զբաղեցնում, քան շոշափողները): Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Այնուամենայնիվ, ցանկացած անկյան տակ էլեկտրագծերի տեղադրման ժամանակ բավականաչափ տարածք կա միևնույն ճանապարհին 4 լար լարելու համար ՝ առանց դիզայնի կանոնների ստուգման (DRC) խախտման: Ենթադրենք, մենք ունենք դրական ռեժիմի չիպ և ցանկանում ենք չիպի կապում միացնել երկու այլ կապում: Using only 90 degrees takes up a lot of space. Կամայական Անկյունի էլեկտրագծերի օգտագործումը կարող է կրճատել չիպի և այլ կապերի միջև եղած հեռավորությունը ՝ միաժամանակ նվազեցնելով հետքը: In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. Չիպը ցանկացած անկյան տակ պտտելը կարող է նաև ավելի լավ արդյունքներ ապահովել: 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. Սա ոչ միայն տեսություն է, այլև գործնական լուծում (երբեմն միակ հնարավոր լուծումը): Shows an example of a simple PCB. Տոպոլոգիայի կաբելային արդյունքները, մինչդեռ օպտիմալ ձևի վրա հիմնված ավտոմատ կաբելային արդյունքները փաստացի PCB- ի լուսանկարներն են: An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. Ձեզ անհրաժեշտ է ավելի շատ տարածք, և եթե բաղադրիչները չեք պտտեցնում, սարքը պետք է ավելի մեծ լինի: Դասավորության կատարումը զգալիորեն կբարելավվի առանց զուգահեռ հատվածների, որոնք հաճախ խաչաձև աղբյուր են հանդիսանում: 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. Եթե ​​մետաղալարերի հատվածների միջև կա Անկյուն, ապա քանի որ այս Անկյունը մեծանում է, խաչմերուկի մակարդակը կնվազի: 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. Հաշվի առեք էլեկտրագծերի հետևյալ երեք եղանակները: 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. Մալուխը ավտոմատ կերպով հաշվարկում է մետաղալարերի օպտիմալ ձևը (հաշվի առնելով անվտանգության անհրաժեշտ բացվածքը): Thereforeկուն մալուխները, հետևաբար, կարող են զգալիորեն նվազեցնել տոպոլոգիան խմբագրելու համար պահանջվող ժամանակը ՝ գեղեցիկ աջակցելով բազմակի հետադարձմանը `սահմանափակումներին բավարարելու համար: Սա ցույց է տալիս PCB- ի ձևավորում, որը շարժվում է անցքերի և ճյուղերի կետերի միջով: Ավտոմատ շարժման ժամանակ մետաղալարերի ճյուղերի կետերը և անցքերը կարգավորվում են օպտիմալ դիրքի: 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. Երբ ճանապարհ է հայտնաբերվում, այն ամրագրվում է և դառնում լաբիրինթոսի մի մասը: Հերթական էլեկտրագծերի թերությունն այն է, որ էլեկտրագծերի արդյունքը կարող է կախված լինել էլեկտրագծերի կարգից: Երբ տոպոլոգիական որակը դեռ հեռու է կատարյալ լինելուց, «խրված լինելու» խնդիրն առաջանում է տեղական փոքր տարածքներում: 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. Հաղորդալարերի ճկումը վերաբերում է այն երևույթին, որ մեկ ցանցի մետաղալարը պետք է շրջի մեկ այլ ցանցի օբյեկտի շուրջ ՝ օբյեկտ մուտք գործելու համար: Rewiring a wire will not correct this. Bendույց է տրվում ճկման օրինակ: A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Processingուցադրվում են ավտոմատ մշակման արդյունքները: 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. Կարմիր թեքված լարերը ընդգծված են: Շտայների ծառում բոլոր տողերը պետք է միացված լինեն որպես հատվածներ գագաթներին (վերջնակետեր և լրացումներ): Յուրաքանչյուր նոր գագաթի վերևում երեք հատված պետք է համընկնի և ավարտվի ոչ ավելի, քան երեք հատված: The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. Այս բավական պայմանական հատկություններով Շտայներ կառուցելը շատ դժվար չէ, բայց պարտադիր չէ, որ այն նվազագույն լինի: Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. Հաղորդակցության գործնական ձևավորման մեջ պետք է հաշվի առնել տարբեր տեսակի խոչընդոտներ: Նրանք սահմանափակում են նվազագույն ընդգրկող ծառեր կառուցելու հնարավորությունը ՝ օգտագործելով ինչպես ալգորիթմները, այնպես էլ Շտայների ծառերը ՝ օգտագործելով երկրաչափական մեթոդներ: 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. Հիմնական մեխանիզմը ուժի վրա հիմնված ալգորիթմն է, որը հաշվարկում է նոր գագաթների վրա գործող ուժերը և դրանք բազմիցս տեղափոխում հավասարակշռության կետ (ուժերի մեծությունն ու ուղղությունը կախված են հարակից ճյուղի կետերի լարերից): Եթե ​​գագաթնակետին միացված զույգ գծերի հատվածների միջև ընկած անկյունը 120 աստիճանից փոքր է, կարող է ավելացվել ճյուղի կետ, այնուհետև մեխանիկական ալգորիթմ կարող է օգտագործվել գագաթի դիրքի օպտիմալացման համար: 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. Այն նաև թույլ է տալիս տարածքներ, որտեղ վերջնակետային միացումներն արգելված են, և վերջնակետային հանգույցների թիվը կարող է կամայական լինել:

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. Դիագրամում որոշ շերտեր խուսափել են լարերից: Նկար 16 -ը ցույց է տալիս BGA- ի քառորդ մասը: Միևնույն ժամանակ, «կենտրոնը դեպի ծայրամաս» էլեկտրագծերի մեթոդը օգտագործելիս, ծայրամաս դուրս գալու համար անհրաժեշտ ալիքների քանակը շերտից շերտ չի փոխվում: Սա մեծապես կնվազեցնի շերտերի քանակը: 28×28 մմ չափի բաղադրիչի համար բավարար է 7 շերտ: Ավելի մեծ բաղադրիչների դեպքում դա հաղթանակ-շահույթ է: 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. Կամայական անկյան տոպոլոգիական ավտոմատ մալուխը կարող է դա անել: 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.