PCB elektroinstalācijas metodes turpina uzlaboties, un elastīgas elektroinstalācijas metodes var samazināt stieples garumu un atbrīvot vairāk vietas PCB. Parasto PCB vadu ierobežo fiksētas vadu koordinātas un patvaļīgi leņķveida vadu trūkums. Šo ierobežojumu noņemšana var ievērojami uzlabot elektroinstalācijas kvalitāti.

Sāksim ar kādu terminoloģiju. Patvaļīgu leņķa vadu mēs definējam kā vadu vadu, izmantojot patvaļīgus leņķa segmentus un radiānus. Tas ir sava veida vadu vads, bet neaprobežojas tikai ar 90 grādu un 45 grādu leņķa līniju segmentu izmantošanu. Topoloģiskā elektroinstalācija ir vadu elektroinstalācija, kas neatbilst režģiem un koordinātām un neizmanto regulārus vai neregulārus režģus, piemēram, elektroinstalācijas. Definēsim terminu elastīga elektroinstalācija kā vadu vadu bez fiksētas formas, kas ļauj reālā laika stieples formas pārrēķināšanu, lai sasniegtu šādas transformācijas iespējas. Līnijas formas veidošanai tiek izmantoti tikai šķēršļu loki un to kopīgie pieskares elementi. (Šķēršļi ietver tapas, vara foliju, aizliegtas vietas, caurumus un citus priekšmetus) divu PCB modeļu ķēdes daļa. Zaļie un sarkanie vadi darbojas dažādos PCB modeļa slāņos. Zilie apļi ir perforācijas. Sarkanais elements ir izcelts. There are also some red round pins. Izmantojiet tikai līniju segmentus un modeļus ar 90 grādu leņķi. 1.B attēls ir PCB modelis, izmantojot lokus un patvaļīgus leņķus. Elektroinstalācija jebkurā leņķī var šķist dīvaina, taču tai ir daudz priekšrocību. Vadu savienošanas veids ir ļoti līdzīgs tam, kā inženieri to pirms pusgadsimta ar rokām pieslēdza. Parāda īstu PCB, ko 1972. gadā izstrādāja amerikāņu uzņēmums Digibarn, lai pabeigtu rokas vadus. This is a PCB board based on Intel8008 computer. Patvaļīgā leņķa elektroinstalācija, kas parādīta 2. attēlā, patiesībā ir līdzīga. Kāpēc viņi izmantotu patvaļīgu leņķa vadu? Tā kā šāda veida elektroinstalācijai ir daudz priekšrocību. Patvaļīgam leņķa vadam ir daudz priekšrocību. Pirmkārt, neizmantojot leņķus starp līniju segmentiem, tiek ietaupīta vieta PCB (daudzstūri vienmēr aizņem vairāk vietas nekā pieskares). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Tomēr, veicot elektroinstalāciju jebkurā leņķī, ir pietiekami daudz vietas, lai uz tā paša ceļa novietotu 4 vadus, nepārkāpjot projektēšanas noteikumu pārbaudi (KDR). Pieņemsim, ka mums ir pozitīva režīma mikroshēma un mēs vēlamies savienot mikroshēmas tapas ar divām citām tapām. Izmantojot tikai 90 grādus, tas aizņem daudz vietas. Izmantojot patvaļīgu leņķa vadu, var saīsināt attālumu starp mikroshēmu un citām tapām, vienlaikus samazinot nospiedumu. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. Pagriežot mikroshēmu jebkurā leņķī, var iegūt arī labākus rezultātus. In this case, the area was reduced from 23 square centimeters to 10 square centimeters. Tas parāda īstu PCB. Patvaļīga leņķa elektroinstalācija ar rotējošu mikroshēmas funkciju ir vienīgā šīs shēmas plates elektroinstalācijas metode. Šī ir ne tikai teorija, bet arī praktisks risinājums (dažreiz vienīgais iespējamais risinājums). Parāda vienkāršas PCB piemēru. Kabeļa topoloģijas rezultāti, savukārt automātiskie kabeļtelevīzijas rezultāti, kuru pamatā ir optimāla forma, ir faktiskās PCB fotogrāfijas. Automātiska kabeļa sistēma, kuras pamatā ir optimāla forma, to nevar izdarīt, jo sastāvdaļas tiek pagrieztas patvaļīgā leņķī. Jums ir nepieciešams vairāk laukuma, un, ja jūs negriežat komponentus, ierīce ir jāpadara lielāka. Izkārtojuma veiktspēja ievērojami uzlabotos bez paralēliem segmentiem, kas bieži vien ir šķērsruna. The level of crosstalk increases linearly as the length of parallel wires increases. As the spacing between parallel wires increases, crosstalk decreases quadratic. Iestatīsim šķērsrunas līmeni, ko rada divi paralēli 1 mm vadi, kas izvietoti no d līdz e. Ja starp stiepļu segmentiem ir leņķis, tad, palielinoties šim leņķim, šķērsruna samazināsies. Pārrāvums nav atkarīgs no stieples garuma, bet tikai no leņķa vērtības: kur α apzīmē leņķi starp stieples segmentiem. Apsveriet šādas trīs elektroinstalācijas metodes. 8. attēla kreisajā pusē (90 grādu izkārtojums) ir norādīts maksimālais stieples garums un maksimālā emi vērtība paralēlu līniju segmentu dēļ. In the middle of Figure 8 (45 degree layout), the wire length and emi values are reduced. Labajā pusē (jebkurā leņķī) stieples garums ir īsākais un nav paralēlu stieples segmentu, tāpēc traucējumu vērtība ir niecīga. So arbitrary Angle wiring helps to reduce the total wire length and significantly reduce electromagnetic interference. Jūs arī atceraties ietekmi uz signāla aizkavi (vadītājiem nevajadzētu būt paralēliem un perpendikulāriem PCB stikla šķiedrai). Advantages of flexible wiring Manual and automatic movement of components does not destroy the wiring in flexible wiring. Kabelis automātiski aprēķina stieples optimālo formu (ņemot vērā nepieciešamo drošības attālumu). Elastīgi kabeļi tādējādi var ievērojami samazināt topoloģijas rediģēšanai nepieciešamo laiku, labi atbalstot vairākus atkārtotus darbus, lai izpildītu ierobežojumus. Tas parāda PCB dizainu, kas pārvietojas caur caurumiem un atzarojuma punktiem. Automātiskās kustības laikā stieples atzarojuma punkti un caurumi tiek noregulēti optimālā stāvoklī. 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. Kad ceļš tiek atrasts, tas tiek fiksēts un kļūst par labirinta daļu. Secīgās elektroinstalācijas trūkums ir tāds, ka elektroinstalācijas rezultāts var būt atkarīgs no elektroinstalācijas secības. Ja topoloģiskā kvalitāte vēl nav tālu no perfekta, “iestrēgšanas” problēma rodas lokāli nelielās teritorijās. Bet neatkarīgi no tā, kuru vadu jūs pārkārtojat, tas neuzlabos elektroinstalācijas kvalitāti. Tā ir nopietna problēma visās CAD sistēmās, kurās tiek izmantota secīga optimizācija. Šajā gadījumā lieces likvidēšanas process ir noderīgs. Stiepļu liekšana attiecas uz parādību, ka viena tīkla vadam ir jāiet apkārt objektam citā tīklā, lai piekļūtu objektam. Rewiring a wire will not correct this. Tiek parādīts liekšanas piemērs. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Tiek parādīti automātiskās apstrādes rezultāti. Otrajā gadījumā (citā slānī) izgaismots zaļš vads tiek automātiski pārvilkts, mainot elektroinstalācijas slāni (no zaļas uz sarkanu). Novērsiet stieples saliekšanu, automātiski optimizējot stieples formu (aptuvenie loki ar līniju segmentiem, lai parādītu visus leņķa piemērus bez lokiem). (augšējais) oriģinālais dizains, (apakšā) pēc liekšanas dizaina likvidēšanas. Sarkani saliekti vadi ir izcelti. Steinera kokā visām līnijām jābūt savienotām kā segmentiem ar virsotnēm (galapunkti un papildinājumi). Katras jaunas virsotnes augšpusē trīs segmentiem ir jāsaplūst un ne vairāk kā trim segmentiem. Leņķis starp līniju segmentiem, kas saplūst ar virsotni, nedrīkst būt mazāks par 120 grādiem. Nav ļoti grūti izveidot Steineru ar šīm pietiekamajām nosacījuma īpašībām, taču tas nav obligāti minimāls. Pelēkie Šteinera koki nav optimāli, bet melni Šteinera koki. Praktiskajā komunikācijas dizainā jāņem vērā dažādi šķēršļi. Tie ierobežo iespēju veidot minimālos aptverošos kokus, izmantojot gan algoritmus, gan Šteinera kokus, izmantojot ģeometriskas metodes. Šķēršļi ir parādīti pelēkā krāsā, un mēs iesakām sākt no jebkura gala virsotnes. Ja blakus ir vairāk nekā viena gala virsotne, jums jāizvēlas tā, kas ļauj turpināt izmantot otro virsotni. Tas ir atkarīgs no leņķa. Galvenais mehānisms šeit ir uz spēku balstīts algoritms, kas aprēķina spēkus, kas iedarbojas uz jaunajām virsotnēm, un atkārtoti pārvieto tos uz līdzsvara punktu (spēku lielums un virziens ir atkarīgs no vadiem blakus esošajos zaru punktos). Ja leņķis starp līniju segmentu pāri, kas savienots ar virsotni (galapunkts vai papildinājums), ir mazāks par 120 grādiem, var pievienot atzarojuma punktu un pēc tam izmantot mehānisku algoritmu, lai optimizētu virsotnes stāvokli. 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. Pēc jauna mezgla pievienošanas jums jāpārbauda apakštīkla minimums, kas sastāv no četrām tapām:

1. Ja virsotne tiek pievienota citas nesen pievienotas virsotnes tuvumam, pārbaudiet, vai nav mazākā četru kontaktu tīkla.

2. Ja četru kontaktu tīkls nav minimāls, izvēlieties pāri “diagonāli” (pieder četrstūra diagonālei) galapunktu vai virtuālo terminālu mezglu (virtuālie termināļu mezgli-stiepļu līkumi).

3. Līnijas segmentu, kas savieno galapunktu (virtuālo galapunktu) ar tuvāko jauno virsotni, aizstāj ar līnijas segmentu, kas savieno galapunktu (virtuālo galapunktu) ar tālo jauno virsotni.

4. Use mechanical algorithms to optimize vertex positions.

Šī metode negarantē vismazākā tīkla izveidi, taču, salīdzinot ar citām metodēm, tā var sasniegt mazāko tīkla garumu bez ganībām. Tas pieļauj arī apgabalus, kuros galapunkta savienojumi ir aizliegti, un galapunktu mezglu skaits var būt patvaļīgs.

Elastīgai elektroinstalācijai jebkurā leņķī ir dažas citas interesantas priekšrocības. Piemēram, ja jūs varat automātiski pārvietot daudzus objektus, izmantojot automātisko reālā laika stieples formas pārrēķinu, varat izveidot paralēlas serpentīna līnijas. Šī kabeļu metode labāk izmanto telpu, samazina atkārtojumu skaitu un ļauj elastīgi izmantot pielaides. Ja ir savstarpēji savienotas divas serpentīna līnijas, automātiskais kabelis samazinās vienas vai abu garumu atkarībā no kārtulas prioritātes.

Apsveriet BGA komponentu vadus. Tradicionālajā pieejā no perifērijas līdz centram kanālu skaits uz perifēriju tiek samazināts par 8 ar katru nākamo slāni (perimetra samazināšanās dēļ). Piemēram, 28x28mm detaļai ar 784 tapām nepieciešami 10 slāņi. Daži diagrammas slāņi ir izbēguši no vadiem. 16. attēlā parādīta ceturtā daļa BGA. Tajā pašā laikā, izmantojot elektroinstalācijas metodi “no centra uz perifēriju”, kanālu skaits, kas nepieciešams, lai izietu uz perifēriju, nemainās no slāņa uz slāni. Tas ievērojami samazinās slāņu skaitu. Komponenta izmēram 28x28mm pietiek ar 7 slāņiem. Lielākiem komponentiem tas ir abpusēji izdevīgs. 17. attēlā parādīta ceturtā daļa BGA. Tiek parādīts BGA elektroinstalācijas piemērs. Izmantojot kabeļu pieeju “no centra uz perifēriju”, mēs varam pabeigt visu tīklu kabeļošanu. Patvaļīgs leņķa topoloģiskais automātiskais kabelis to var izdarīt. Tradicionālie automātiskie kabeļi nevar novirzīt šo piemēru. Parāda īsta PCB piemēru, kurā inženieris samazināja signāla slāņu skaitu no 6 līdz 4 (salīdzinājumā ar specifikāciju). Turklāt inženieriem bija nepieciešama tikai puse dienas, lai pabeigtu PCB elektroinstalāciju.