PCB გაყვანილობის მეთოდები კვლავაც გაუმჯობესებულია და მოქნილი გაყვანილობის ტექნიკას შეუძლია შეამციროს მავთულის სიგრძე და გაათავისუფლოს მეტი PCB სივრცე. ჩვეულებრივი PCB გაყვანილობა შეზღუდულია ფიქსირებული მავთულის კოორდინატებით და თვითნებურად დახრილი მავთულის არარსებობით. ამ შეზღუდვების ამოღებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს გაყვანილობის ხარისხი.

Let’s start with some terminology. ჩვენ განვსაზღვრავთ თვითნებური კუთხის გაყვანილობას, როგორც მავთულის გაყვანილობას თვითნებური კუთხის სეგმენტებისა და რადიანის გამოყენებით. ეს არის ერთგვარი მავთულის გაყვანილობა, მაგრამ არ შემოიფარგლება მხოლოდ 90 გრადუსიანი და 45 გრადუსიანი კუთხის სეგმენტების გამოყენებით. 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. მოდით განვსაზღვროთ ტერმინი მოქნილი გაყვანილობა, როგორც მავთულის გაყვანილობა ფიქსირებული ფორმის გარეშე, რომელიც რეალურ დროში მავთულის ფორმის გადაანგარიშებას შესაძლებელს გახდის შემდეგი ტრანსფორმაციის შესაძლებლობების მისაღწევად. მხოლოდ დაბრკოლებების რკალები და მათი საერთო ტანგენსი გამოიყენება ხაზის ფორმის შესაქმნელად. (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. მწვანე და წითელი მავთულები გადის PCB მოდელის სხვადასხვა ფენებზე. 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. ფიგურა 1B არის PCB მოდელი რკალებისა და თვითნებური კუთხეების გამოყენებით. 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. აჩვენებს ნამდვილ PCB- ს, რომელიც შემუშავებულია 1972 წელს ამერიკული კომპანიის მიერ Digibarn– ის მიერ ხელის სრული გაყვანილობისთვის. This is a PCB board based on Intel8008 computer. სურათი 2 -ში ნაჩვენები თვითნებური კუთხის გაყვანილობა რეალურად მსგავსია. Why would they use arbitrary Angle wiring? იმის გამო, რომ ამ ტიპის გაყვანილობას ბევრი უპირატესობა აქვს. Arbitrary Angle wiring has many advantages. First, not using the angles between line segments saves PCB space (polygons always take up more space than tangents). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). თუმცა, ნებისმიერი კუთხის გაყვანილობისას, საკმარისი ადგილია იმავე ხაზზე 4 მავთულის დასაყენებლად, დიზაინის წესის შემოწმების (DRC) დარღვევის გარეშე. დავუშვათ, რომ ჩვენ გვაქვს პოზიტიური რეჟიმის ჩიპი და გვინდა ჩიპის ქინძისთავების დაკავშირება ორ სხვა პინთან. Using only 90 degrees takes up a lot of space. თვითნებური კუთხის გაყვანილობის გამოყენებამ შეიძლება შეამციროს მანძილი ჩიპსა და სხვა ქინძისთავებს შორის, ხოლო ნაკვალევის შემცირება. 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. ეს არ არის მხოლოდ თეორია, არამედ პრაქტიკული გადაწყვეტა (ზოგჯერ ერთადერთი შესაძლო გამოსავალი). Shows an example of a simple PCB. ტოპოლოგიის საკაბელო შედეგები, ხოლო ავტომატური კაბელის შედეგები ოპტიმალურ ფორმაზე დაყრდნობით არის ნამდვილი PCB- ის ფოტოები. An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. თქვენ გჭირდებათ მეტი ფართობი და თუ არ გადაატრიალებთ კომპონენტებს, მოწყობილობა უნდა გახადოთ უფრო დიდი. 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. თუ მავთულის სეგმენტებს შორის არის კუთხე, მაშინ როდესაც ეს კუთხე იზრდება, ჯვრისწერის დონე შემცირდება. 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. კაბელი ავტომატურად ითვლის მავთულის ოპტიმალურ ფორმას (უსაფრთხოების აუცილებელი კლირენსის გათვალისწინებით). Flexible cabling can therefore greatly reduce the time required to edit the topology, nicely supporting multiple recabling to meet constraints. ეს გვიჩვენებს PCB დიზაინს, რომელიც მოძრაობს ხვრელებსა და ტოტების წერტილებში. ავტომატური მოძრაობის დროს, მავთულის განშტოების წერტილები და ხვრელები მორგებულია ოპტიმალურ პოზიციაზე. 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. როდესაც ბილიკი მოიძებნება, ის ფიქსირდება და ხდება ლაბირინთის ნაწილი. თანმიმდევრული გაყვანილობის მინუსი ის არის, რომ გაყვანილობის შედეგი შეიძლება იყოს დამოკიდებული გაყვანილობის წესრიგზე. როდესაც ტოპოლოგიური ხარისხი ჯერ კიდევ შორს არის სრულყოფილებისგან, პრობლემა “დავრჩებით” წარმოიქმნება ადგილობრივ მცირე რაიონებში. 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. მავთულის მოხრა ეხება იმ ფენომენს, რომ ერთ ქსელში მავთულხლართმა უნდა გაიაროს ობიექტის გარშემო სხვა ქსელში, რათა შევიდეს ობიექტზე. Rewiring a wire will not correct this. მოღუნვის მაგალითი ნაჩვენებია. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. ნაჩვენებია დამუშავების ავტომატური შედეგები. 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. ხაზგასმულია წითელი მოხრილი მავთულები. შტაინერის ხეში ყველა ხაზი უნდა იყოს დაკავშირებული სეგმენტებად წვეროებთან (საბოლოო წერტილები და დამატებები). ყოველი ახალი მწვერვალის თავზე სამი სეგმენტი უნდა შეკრიბოს და არაუმეტეს სამი სეგმენტი უნდა დასრულდეს. The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. ეს არ არის ძალიან რთული შტაინერის აგება ამ საკმარისი პირობითი თვისებებით, მაგრამ ის სულაც არ არის მინიმალური. Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. კომუნიკაციის პრაქტიკულ დიზაინში უნდა განიხილებოდეს სხვადასხვა სახის დაბრკოლებები. ისინი ზღუდავენ მინიმალური დაფარული ხეების აგების შესაძლებლობას როგორც ალგორითმების, ისე შტაინერის ხეების გეომეტრიული მეთოდების გამოყენებით. 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. აქ მთავარი მექანიზმი არის ძალაზე დაფუძნებული ალგორითმი, რომელიც ითვლის ახალ წვეროებზე მოქმედ ძალებს და არაერთხელ გადააქვს ისინი წონასწორობის წერტილში (ძალების სიდიდე და მიმართულება დამოკიდებულია მიმდებარე განშტოების წერტილების მავთულხლართებზე). თუ მწვერვალთან (ტერმინალთან ან დამატებასთან) დაკავშირებული კუთხე წყვილ სეგმენტებს შორის 120 გრადუსზე ნაკლებია, შეიძლება დაემატოს ფილიალის წერტილი, შემდეგ კი მექანიკური ალგორითმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას წვერის პოზიციის ოპტიმიზაციისთვის. 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. ის ასევე იძლევა ადგილებს, სადაც აკრძალულია ბოლო წერტილის კავშირები, ხოლო ბოლო წერტილის კვანძების რაოდენობა შეიძლება იყოს თვითნებური.

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. სურათი 16 გვიჩვენებს BGA- ს მეოთხედს. At the same time, when using the “center to periphery” wiring method, the number of channels required to exit to the periphery does not change from layer to layer. ეს მნიშვნელოვნად შეამცირებს ფენების რაოდენობას. 28×28 მმ კომპონენტის ზომისთვის საკმარისია 7 ფენა. უფრო დიდი კომპონენტებისთვის, ეს არის მომგებიანი. 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. თვითნებური კუთხის ტოპოლოგიურ ავტომატურ კაბელს შეუძლია ამის გაკეთება. 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.