PCB зымдоо ыкмалары өркүндөтүүнү улантууда жана ийкемдүү өткөргүч техникасы зымдын узундугун кыскартып, ПХБдан көбүрөөк орун бошотушу мүмкүн. Кадимки PCB зымдары туруктуу зым координаттары жана өзүм билемдик менен бурчтуу зымдардын жоктугу менен чектелген. Бул чектөөлөрдү алып салуу зымдардын сапатын кыйла жакшырта алат.

Келгиле, терминологиядан баштайлы. Биз ээнбаш бурчтук зымдарды бурчтуктун сегменттин жана радиандардын колдонулган зымдары катары аныктайбыз. Бул зымдын бир түрү, бирок 90 градус жана 45 градус бурчтук линия сегменттерин колдонуу менен чектелбейт. Топологиялык зым-бул торлорго жана координаттарга карама-каршы келбеген жана формаларга негизделген зымдар сыяктуу үзгүлтүксүз же бирдей эмес торлорду колдонбогон зым зымдары. Келгиле, ийкемдүү зым терминин анык формасы жок зым зымдары катары аныктайлы, бул реалдуу убакытта зымдын формасын кайра эсептөөнү төмөнкү трансформация мүмкүнчүлүктөрүнө жетүүгө мүмкүндүк берет. Сызыктын формасын түзүү үчүн тоскоолдуктардан жана алардын жалпы тангенттеринен гана жаа колдонулат. (Тоскоолдуктарга казыктар, жез фольга, тыюу салынган жерлер, тешиктер жана башка нерселер кирет) эки ПХБ моделинин схемасынын бөлүгү. Жашыл жана кызыл зымдар ПХБ моделинин ар кандай катмарларында иштейт. Көк чөйрөлөр тешиктер болуп саналат. Кызыл элемент баса белгиленет. There are also some red round pins. Бир гана линия сегменттерин жана моделдерин 90 градус бурч менен колдонуңуз. Figure 1B – догаларды жана ээнбаш бурчтарды колдонгон ПХБ модели. Кандайдыр бир бурчта зым тартуу кызыктай көрүнүшү мүмкүн, бирок анын көптөгөн артыкчылыктары бар. Кабелдештирүү ыкмасы инженерлердин жарым кылым мурун аны кол менен зым менен байланыштырганына абдан окшош. 1972 -жылы Digibarn аттуу америкалык компания тарабынан толук кол зымдары үчүн иштелип чыккан чыныгы ПХБны көрсөтөт. This is a PCB board based on Intel8008 computer. 2 -сүрөттө көрсөтүлгөн ээнбаш бурч зымдары чындыгында окшош. Эмне үчүн алар бурчтуу зымдарды колдонушат? Анткени зымдардын бул түрү көптөгөн артыкчылыктарга ээ. Ээнбаш бурч зымдары көптөгөн артыкчылыктарга ээ. Биринчиден, линия сегменттеринин ортосундагы бурчтарды колдонбоо ПХБ мейкиндигин үнөмдөйт (көп бурчтуктар ар дайым тангенстерге караганда көбүрөөк орунду ээлейт). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Бирок, каалаган бурчка зым салганда, дизайн эрежесин текшерүүнү (DRC) бузбастан, ошол эле жолдо 4 зым салуу үчүн жетиштүү орун бар. Бизде оң режим чипи бар жана чип казыктарын башка эки казыкка туташтыргыңыз келет дейли. Болгону 90 градусту колдонуу көп орунду ээлейт. Ээнбаш бурч зымдарын колдонуу чип менен башка казыктардын ортосундагы аралыкты кыскартып, издин изин азайтууга мүмкүндүк берет. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. Чипти каалаган бурчка буруу дагы жакшы жыйынтыктарды бере алат. In this case, the area was reduced from 23 square centimeters to 10 square centimeters. Бул чыныгы PCB көрсөтөт. Айлануучу чип функциясы бар өзүм билемдик бурчу зымдары бул схеманын бирден -бир өткөрүүчү ыкмасы. Бул бир гана теория эмес, ошондой эле практикалык чечим (кээде жалгыз мүмкүн болгон чечим). Жөнөкөй ПХБнын мисалын көрсөтөт. Кабелдик топологиянын натыйжалары, оптималдуу формага негизделген автоматтык кабелдик жыйынтыктар чыныгы ПКБнын сүрөттөрү. Оптималдуу формага негизделген автоматтык кабель муну жасай албайт, анткени компоненттер каалагандай бурчта айланат. Сизге көбүрөөк аянт керек, эгер сиз компоненттерди айландырбасаңыз, анда түзмөктү чоңойтуу керек. Макаланын иштеши көбүнчө кайчылашуунун булагы болгон параллелдүү сегменттерсиз эле жакшырмак. The level of crosstalk increases linearly as the length of parallel wires increases. As the spacing between parallel wires increases, crosstalk decreases quadratic. Келгиле, d менен e аралыгындагы эки параллелдүү 1мм зымдар өндүргөн кросс -стелдин деңгээлин коёлу. Эгерде зым сегменттеринин ортосунда Бурч болсо, анда бул Бурч чоңойгондо кросс -стелдин деңгээли төмөндөйт. Кросс -трек зымдын узундугуна көз каранды эмес, бир гана Бурчтук маанисине көз каранды: бул жерде α зым сегменттеринин ортосундагы Бурчту билдирет. Төмөндөгү үч зым ыкмасын карап көрөлү. Figure 8 (90 градус макети) сол жагында, максималдуу зым узундугу жана параллелдүү линия сегменттерине байланыштуу максималдуу emi мааниси бар. In the middle of Figure 8 (45 degree layout), the wire length and emi values are reduced. Оң тарапта (каалаган бурчта) зымдын узундугу эң кыска жана параллелдүү зым сегменттери жок, андыктан интерференциянын мааниси анча чоң эмес. So arbitrary Angle wiring helps to reduce the total wire length and significantly reduce electromagnetic interference. Сиз ошондой эле сигналдын кечигүүсүнө болгон таасирди эстейсиз (өткөргүчтөр параллель болбошу керек жана ПХБ стекловолокно перпендикуляр болбошу керек). Advantages of flexible wiring Manual and automatic movement of components does not destroy the wiring in flexible wiring. Кабель автоматтык түрдө зымдын оптималдуу формасын эсептейт (керектүү коопсуздукту эске алуу менен). Ийкемдүү кабелдик чектөөлөрдү канааттандыруу үчүн бир нече рекаблингди колдоп, топологияны оңдоого керектүү убакытты кыскартат. Бул тешиктерден жана бутактардан өтүүчү PCB дизайнын көрсөтөт. Автоматтык кыймыл учурунда зым бутактары жана тешиктер оптималдуу абалга туураланат. 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 табылганда, ал оңдолуп, лабиринттин бир бөлүгү болуп калат. Кезектештирилген зымдардын кемчилиги, зымдын жыйынтыгы зымдын тартибине жараша болушу мүмкүн. Топологиялык сапат дагы эле кемчиликсиз болгондо, “тыгылып калуу” көйгөйү жергиликтүү кичинекей жерлерде пайда болот. Бирок кайсыл зымды кайра ороп берсеңиз да, ал зымдардын сапатын жакшырта албайт. Бул ырааттуу оптимизацияны колдонгон бардык CAD системаларында олуттуу көйгөй. Бул жерде ийилүүнү жоюу процесси пайдалуу. Зым ийилүү – бул бир тармактагы зым объектке кирүү үчүн башка тармактагы объектти айланып өтүшү керек деген көрүнүштү билдирет. Rewiring a wire will not correct this. Ийилүүнүн мисалы көрсөтүлөт. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Автоматтык иштетүүнүн жыйынтыктары көрсөтүлөт. Экинчи учурда (башка катмарда), жарыктандырылган жашыл зым зым катмарын өзгөртүү менен автоматтык түрдө кайра өткөрүлөт (жашылдан кызылга). Зымдын формасын автоматтык түрдө оптималдаштыруу аркылуу зымдын ийилүүсүн жок кылыңыз (жаа жок бурчтук мисалдарын көрсөтүү үчүн сызык сегменттери менен болжолдуу жаа). (жогорку) оригиналдуу дизайн, (асты) ийилген дизайнды жок кылгандан кийин. Кызыл ийилген зымдар баса белгиленет. Штайнер дарагында бардык линиялар чокуларга (акыркы чекиттер жана толуктоолор) сегменттер катары туташтырылышы керек. Ар бир жаңы чокунун үстүндө үч сегмент биригиши керек жана үчтөн ашык сегмент бүтпөшү керек. Чокуга жакындаган сызык сегменттеринин ортосундагы бурч 120 градустан кем болбошу керек. Бул жетиштүү шарттуу касиеттери бар Штайнерди куруу өтө кыйын эмес, бирок ал сөзсүз түрдө минималдуу эмес. Боз Штайнер дарактары оптималдуу эмес, бирок кара Штейнер дарактары. Практикалык байланыш дизайнында ар кандай тоскоолдуктар каралышы керек. Алар геометриялык ыкмаларды колдонуу менен алгоритмдерди жана Штайнер дарактарын колдонуп минималдуу жайылган дарактарды куруу мүмкүнчүлүгүн чектешет. Тоскоолдуктар боз түстө көрсөтүлгөн жана каалаган чокудан баштоону сунуштайбыз. Эгерде бир нече чектеш чекит чокусу болсо, анда экинчи чокуну колдонууну улантууга мүмкүндүк берген бирин тандашыңыз керек. Бул бурчтан көз каранды. Бул жердеги негизги механизм-бул жаңы чокуларда аракеттенген күчтөрдү эсептеп, аларды кайра-кайра тең салмактуу чекитке жылдыруучу күчкө негизделген алгоритм (күчтөрдүн чоңдугу жана багыты чектеш бутак чекиттериндеги зымдарга көз каранды). Эгерде чокуга (терминуска же кошууга) туташкан жуп сегменттердин ортосундагы бурч 120 градустан аз болсо, анда бутак чекитин кошууга болот, андан кийин чокунун ордун оптималдаштыруу үчүн механикалык алгоритм колдонулушу мүмкүн. 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. Жаңы түйүн кошкондон кийин, төрт казыктан турган кичи тармактын минимумун текшеришиңиз керек:

1. Эгерде чоку жаңы кошулган башка чокунун жанына кошулса, эң кичинекей төрт пиндүү тармакты текшериңиз.

2. Эгерде төрт пиндүү тармак минималдуу болбосо, анда “диагоналдуу” (төрт бурчтуу диагональга таандык) акыркы чекиттерди же виртуалдык терминалдык түйүндөрдү (виртуалдык терминалдык түйүндөр-зым ийилүүсү) тандаңыз.

3. Акыркы чекитти (виртуалдык чекитти) эң жакынкы жаңы чекитке туташтырган линия сегментин акыркы чекитти (виртуалдык чекитти) алыскы жаңы чекитке туташтырган сызык сегментине алмаштырылат.

4. Use mechanical algorithms to optimize vertex positions.

Бул ыкма эң кичинекей тармакты курууга кепилдик бербейт, бирок башка методдорго салыштырмалуу эң кичине тармак узундугуна мал багуусуз эле жете алат. Бул ошондой эле акыркы чекиттин туташуусуна тыюу салынган жерлерге мүмкүнчүлүк берет жана чекит түйүндөрүнүн саны каалагандай болушу мүмкүн.

Каалаган бурчта ийкемдүү зым башка кызыктуу артыкчылыктарга ээ. Мисалы, эгер сиз автоматтык түрдө реалдуу убакытта зымдын формасын кайра эсептөөнүн жардамы менен көптөгөн объекттерди жылдыра алсаңыз, параллелдүү серпентин линияларын түзө аласыз. Бул кабелдик ыкма мейкиндикти жакшыраак пайдаланат, кайталоолордун санын азайтат жана толеранттуулукту ийкемдүү колдонууга мүмкүндүк берет. Эгерде бири -бири менен чырмалышкан эки жылан сызыгы болсо, автоматтык кабель эреженин артыкчылыгына жараша биринин же экөөнүн узундугун кыскартат.

BGA компоненттеринин зымдарын карап көрөлү. Кадимки перифериядан борборго карата мамиледе, ар бир кийинки катмар менен периферияга каналдардын саны 8ге кыскарат (периметрдин кыскарышынан улам). Мисалы, 28 төөнөгүчтүү 28×784 мм компонент 10 катмарды талап кылат. Диаграммадагы кээ бир катмарлар зымдан качып кеткен. 16 -сүрөттө БГАнын төрттөн бир бөлүгү көрсөтүлгөн. Ошол эле учурда, “борбордон периферияга” зымдоо ыкмасын колдонууда, периферияга чыгуу үчүн керектүү каналдардын саны катмардан катмарга өзгөрбөйт. Бул катмарлардын санын абдан азайтат. 28×28мм өлчөмдөгү компонент үчүн 7 катмар жетиштүү. Чоңураак компоненттер үчүн бул жеңиш. 17 -сүрөттө БГАнын төрттөн бир бөлүгү көрсөтүлгөн. BGA кабелдеринин мисалы көрсөтүлгөн. “Четинен борборго” кабелдик ыкмасын колдонуп жатканда, биз бардык тармактардын кабелин бүтүрө алабыз. Ээнбаш бурч топологиялык автоматтык кабель муну кыла алат. Салттуу автоматтык кабелдер бул мисалды багыттай албайт. Чыныгы ПХБнын мисалын көрсөтөт, анда инженер сигнал катмарларынын санын 6дан 4кө чейин төмөндөткөн (спецификацияга салыштырмалуу). Кошумчалай кетсек, ПХБнын зымдарын бүтүрүү үчүн инженерлерге жарым күн гана керектелген.