PCB laidų metodai ir toliau tobulėja, o lankstūs laidų sujungimo būdai gali sumažinti laido ilgį ir atlaisvinti daugiau vietos PCB. Įprastą PCB laidą riboja fiksuotos vielos koordinatės ir savavališkai pakreiptų laidų trūkumas. Šių apribojimų pašalinimas gali žymiai pagerinti laidų kokybę.

Let’s start with some terminology. Savavališkus kampinius laidus apibrėžiame kaip laidų laidus, naudojant savavališkus kampo segmentus ir radianus. Tai yra vielos laidų rūšis, tačiau neapsiriboja tik 90 ir 45 laipsnių kampinių linijų segmentų naudojimu. 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. Apibrėžkime lanksčių laidų sąvoką kaip vielos laidus be fiksuotos formos, kuri leidžia perskaičiuoti laido formą realiuoju laiku, kad būtų pasiektos šios transformacijos galimybės. Formuojant liniją naudojami tik lankai iš kliūčių ir jų bendrųjų liestinių. (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. Žali ir raudoni laidai veikia skirtinguose PCB modelio sluoksniuose. 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. 1B paveikslas yra PCB modelis, kuriame naudojami lankai ir savavališki kampai. 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. Parodo tikrą PCB, kurią 1972 m. Sukūrė amerikiečių kompanija „Digibarn“, skirta visiškam rankiniam prijungimui. This is a PCB board based on Intel8008 computer. 2 paveiksle parodyta savavališka kampo instaliacija iš tikrųjų yra panaši. Why would they use arbitrary Angle wiring? Kadangi tokio tipo laidai turi daug privalumų. Arbitrary Angle wiring has many advantages. Pirma, nenaudojant kampų tarp linijų segmentų, sutaupoma vietos PCB (daugiakampiai visada užima daugiau vietos nei liestinės). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Tačiau, kai laidai yra bet kokiu kampu, yra pakankamai vietos nutiesti 4 laidus tuo pačiu keliu, nepažeidžiant projektavimo taisyklių tikrinimo (KDR). Tarkime, kad turime teigiamo režimo lustą ir norime prijungti lusto kaiščius prie dviejų kitų kaiščių. Using only 90 degrees takes up a lot of space. Naudojant savavališkus kampinius laidus, galima sutrumpinti atstumą tarp lusto ir kitų kaiščių, tuo pačiu sumažinant pėdsaką. 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. Tai ne tik teorija, bet ir praktinis sprendimas (kartais vienintelis galimas sprendimas). Shows an example of a simple PCB. Topologijos kabelio rezultatai, o automatiniai kabelio rezultatai, pagrįsti optimalia forma, yra tikrosios PCB nuotraukos. An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. Jums reikia daugiau ploto, o jei nesukate komponentų, įrenginys turi būti padidintas. 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. Jei tarp vielos segmentų yra kampas, padidėjus šiam kampui, perėjimo lygis sumažės. 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. Apsvarstykite šiuos tris laidų prijungimo būdus. 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. Kabelis automatiškai apskaičiuoja optimalią laido formą (atsižvelgdamas į būtiną saugos atstumą). Todėl lankstus kabelių sujungimas gali žymiai sutrumpinti laiką, reikalingą topologijai redaguoti, ir puikiai palaiko kelis pakartotinius įrenginius, kad būtų patenkinti suvaržymai. Tai rodo PCB dizainą, kuris juda per skyles ir šakos taškus. Automatinio judėjimo metu vielos šakų taškai ir skylės sureguliuojamos į optimalią padėtį. 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. Radus kelią, jis yra fiksuotas ir tampa labirinto dalimi. Nuoseklių laidų trūkumas yra tas, kad laidų rezultatas gali priklausyti nuo laidų tvarkos. Kai topologinė kokybė dar toli gražu nėra tobula, „įstrigimo“ problema atsiranda vietiniuose mažuose plotuose. 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. Vielos lenkimas reiškia reiškinį, kai viela viename tinkle turi vaikščioti aplink kito tinklo objektą, kad galėtų pasiekti objektą. Rewiring a wire will not correct this. Parodytas lenkimo pavyzdys. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Rodomi automatinio apdorojimo rezultatai. 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. Išryškinti raudonai sulenkti laidai. Steinerio medyje visos linijos turi būti sujungtos kaip segmentai su viršūnėmis (galiniai taškai ir papildymai). Kiekvienos naujos viršūnės viršuje turi susilieti trys segmentai ir ne daugiau kaip trys segmentai. The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. Sukurti „Steiner“ su šiomis pakankamomis sąlyginėmis savybėmis nėra labai sunku, tačiau tai nebūtinai yra minimali. Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. Praktiškai kuriant komunikaciją reikia atsižvelgti į įvairias kliūtis. Jie riboja galimybę sukurti minimalius apimančius medžius naudojant algoritmus ir Steiner medžius naudojant geometrinius metodus. 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. Pagrindinis mechanizmas čia yra jėga pagrįstas algoritmas, kuris apskaičiuoja jėgas, veikiančias naujas viršūnes, ir pakartotinai jas perkelia į pusiausvyros tašką (jėgų dydis ir kryptis priklauso nuo laidų gretimuose šakos taškuose). Jei kampas tarp poros linijų segmentų, sujungtų su viršūne (galas arba papildymas), yra mažesnis nei 120 laipsnių, galima pridėti atšakos tašką, o tada viršūnės padėčiai optimizuoti galima naudoti mechaninį algoritmą. 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. Tai taip pat leidžia sritis, kuriose galinio taško jungtys yra draudžiamos, o galinių taškų skaičius gali būti savavališkas.

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. 16 paveiksle pavaizduotas ketvirtadalis BGA. Tuo pačiu metu, naudojant laidų prijungimo metodą „nuo centro iki periferijos“, kanalų, reikalingų išėjimui į periferiją, skaičius nesikeičia. Tai labai sumažins sluoksnių skaičių. 28×28 mm dydžio komponentui pakanka 7 sluoksnių. Didesniems komponentams tai naudinga. 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. Tai gali padaryti savavališkas kampinis topologinis automatinis kabelis. 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.