ПХД сымдарды қосу әдістері жетілдірілуде, сымның икемді әдістері сымның ұзындығын қысқартады және ПХД кеңістігін босатады. Кәдімгі ПХД сымдары бекітілген сым координаттарымен және өздігінен бұрылатын сымдардың болмауымен шектеледі. Бұл шектеулерді алып тастау сымдардың сапасын едәуір жақсарта алады.

Let’s start with some terminology. Біз еркін бұрыштық сымдарды бұрыштың сегменттері мен радианды қолданатын сымдар ретінде анықтаймыз. Бұл сымның бір түрі, бірақ тек 90 градус және 45 градус бұрыштық сызық сегменттерін қолданумен шектелмейді. 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. Иілгіш сымдар терминін келесі түрлендіру мүмкіндіктеріне қол жеткізу үшін нақты уақыттағы сым пішінін қайта есептеуге мүмкіндік беретін бекітілген пішіні жоқ сымдар деп анықтайық. Сызық пішінін жасау үшін тек кедергілерден доғалар мен олардың жалпы жанамалары қолданылады. (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. Жасыл және қызыл сымдар ПХД моделінің әр түрлі қабаттарында өтеді. 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. 1В суреті – доғалар мен еркін бұрыштарды қолданатын ПХД моделі. 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. 1972 жылы американдық Digibarn деп аталатын толық қол сымдары үшін жасалған нақты ПХД көрсетеді. This is a PCB board based on Intel8008 computer. 2 -суретте көрсетілген бұрышты сымдар шынымен ұқсас. Неліктен олар ерікті бұрыштық сымдарды қолданды? Өйткені сымның бұл түрінің көптеген артықшылықтары бар. Arbitrary Angle wiring has many advantages. Біріншіден, сызық сегменттері арасындағы бұрыштарды пайдаланбау ПХД кеңістігін үнемдейді (көпбұрыштар әрқашан жанамалардан көп орын алады). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Дегенмен, кез келген бұрышта сым қосқанда, конструкция ережесін тексеруді (DRC) бұзбай, сол жолда 4 сым салу үшін жеткілікті орын бар. Бізде оң режимді чип бар және чиптің түйреуіштерін басқа екі түйреуге қосқымыз келеді делік. Using only 90 degrees takes up a lot of space. Кездейсоқ бұрышты сымдарды қолдану чип пен басқа түйреуіштер арасындағы қашықтықты қысқартады, сонымен бірге ізді азайтады. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. Чипті кез келген бұрышта айналдыру жақсы нәтиже береді. 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. Бұл тек теория ғана емес, сонымен қатар практикалық шешім (кейде жалғыз мүмкін болатын шешім). Shows an example of a simple PCB. Кабельдік топологияның нәтижелері, ал оңтайлы пішінге негізделген автоматты кабельдік нәтижелер – бұл нақты ПХД фотосуреттері. An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. Сізге көбірек аймақ қажет, ал егер сіз компоненттерді айналдырмасаңыз, құрылғыны үлкенірек ету керек. Орналасу өнімділігі параллель сегменттерсіз едәуір жақсарады, олар жиі қиылысудың көзі болып табылады. 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. Егер сым сегменттері арасында бұрыш болса, онда бұл бұрыш өскен сайын қиылысу деңгейі төмендейді. 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. Келесі үш сымдық әдісті қарастырыңыз. 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. Кабель сымның оңтайлы пішінін автоматты түрде есептейді (қажетті қауіпсіздікті ескере отырып). Иілгіш кабельдер топологияны өңдеуге кететін уақытты едәуір қысқартады, шектеулерді қанағаттандыру үшін бірнеше қайта қалпына келтіруді жақсы қолдайды. Бұл тесіктер мен тармақ нүктелері арқылы қозғалатын ПХД дизайнын көрсетеді. Автоматты қозғалыс кезінде сым тармақтарының нүктелері мен тесіктері оңтайлы күйге келтіріледі. 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. Жол табылған кезде ол бекітіліп, лабиринттің бір бөлігіне айналады. Реттік сымның кемшілігі – сымның нәтижесі сымның орналасу тәртібіне байланысты болуы мүмкін. Топологиялық сапа әлі де жетілмеген кезде, «кептеліп қалу» мәселесі жергілікті шағын аудандарда пайда болады. 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. Сым иілу дегеніміз – бір желідегі сым объектіге қол жеткізу үшін басқа желідегі объектінің айналасында айналуы керек құбылысты білдіреді. Rewiring a wire will not correct this. Иілу үлгісі көрсетілген. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Автоматты өңдеу нәтижелері көрсетіледі. 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. Қызыл иілген сымдар ерекшеленеді. Штайнер ағашында барлық жолдар шыңдарға сегменттер ретінде қосылуы керек (соңғы нүктелер мен толықтырулар). Әр жаңа шыңның жоғарғы жағында үш сегмент бірігу керек және үш сегменттен аспауы керек. The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. Осы жеткілікті шартты қасиеттері бар Штайнерді құру өте қиын емес, бірақ ол міндетті түрде минималды емес. Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. Практикалық коммуникация дизайнында әр түрлі кедергілерді ескеру қажет. Олар геометриялық әдістерді қолдана отырып, алгоритмдерді де, Штайнер ағаштарын да қолдана отырып, ең аз ағаштарды салу мүмкіндігін шектейді. 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. Мұндағы негізгі механизм-бұл жаңа шыңдарға әсер ететін күштерді есептейтін және оларды бірнеше рет тепе-теңдік нүктесіне көшіретін күшке негізделген алгоритм (күштердің шамасы мен бағыты көршілес тармақ нүктелеріндегі сымдарға байланысты). Егер шыңға (ұш немесе қосуға) қосылған жұп сызық сегменттерінің арасындағы бұрыш 120 градустан аз болса, тармақ нүктесін қосуға болады, содан кейін шыңның орнын оңтайландыру үшін механикалық алгоритмді қолдануға болады. 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. Бұл сонымен қатар соңғы нүкте қосылуына тыйым салынған аймақтарға мүмкіндік береді және соңғы нүкте түйіндерінің саны ерікті болуы мүмкін.

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. Диаграммадағы кейбір қабаттар сымнан шығып кеткен. 16 -суретте BGA төрттен бірі көрсетілген. Сонымен қатар, «ортадан шетке дейін» сымдау әдісін қолданған кезде, периферияға шығу үшін қажетті арналар саны қабаттан қабатқа өзгермейді. Бұл қабаттардың санын айтарлықтай азайтады. 28х28 мм өлшемді компонент үшін 7 қабат жеткілікті. Үлкен компоненттер үшін бұл жеңіс. 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. Ерікті бұрыштық топологиялық автоматты кабель мұны істей алады. 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.