पीसीबी वायरिंग पद्धती सुधारत राहतात आणि लवचिक वायरिंग तंत्र वायरची लांबी कमी करू शकतात आणि पीसीबीची अधिक जागा मोकळी करू शकतात. पारंपारिक पीसीबी वायरिंग फिक्स्ड वायर कोऑर्डिनेट्स आणि अनियंत्रित अँगल वायरच्या कमतरतेमुळे मर्यादित आहे. या मर्यादा काढून टाकल्याने वायरिंगची गुणवत्ता लक्षणीयरीत्या सुधारू शकते.

Let’s start with some terminology. आम्ही अनियंत्रित अँगल वायरिंगची अनियंत्रित कोन विभाग आणि रेडियन वापरून वायर वायरिंग म्हणून व्याख्या करतो. हा एक प्रकारचा वायर वायरिंग आहे, परंतु केवळ 90 डिग्री आणि 45 डिग्री अँगल लाइन विभाग वापरण्यापुरता मर्यादित नाही. 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. चला लवचिक वायरिंग ही संज्ञा निश्चित आकाराशिवाय वायर वायरिंग म्हणून परिभाषित करू ज्यामुळे खालील परिवर्तन शक्यता प्राप्त करण्यासाठी रिअल-टाइम वायर आकार पुनर्मूल्यांकन सक्षम होते. अडथळ्यांपासून फक्त चाप आणि त्यांची सामान्य स्पर्शरेषा रेषा आकार तयार करण्यासाठी वापरली जातात. (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. पीसीबी मॉडेलच्या वेगवेगळ्या स्तरांवर हिरव्या आणि लाल वायर्स चालतात. 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. आकृती 1 बी हे पीसीबी मॉडेल आहे जे चाप आणि अनियंत्रित कोन वापरते. 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. डिजीबार्न नावाच्या अमेरिकन कंपनीने संपूर्ण हात वायरिंगसाठी 1972 मध्ये विकसित केलेला वास्तविक पीसीबी दर्शवितो. This is a PCB board based on Intel8008 computer. आकृती 2 मध्ये दर्शविलेले अनियंत्रित अँगल वायरिंग प्रत्यक्षात समान आहे. ते अनियंत्रित अँगल वायरिंग का वापरतील? कारण या प्रकारच्या वायरिंगचे अनेक फायदे आहेत. Arbitrary Angle wiring has many advantages. प्रथम, रेषाखंडांमधील कोन न वापरल्याने पीसीबीची जागा वाचते (बहुभुज नेहमी स्पर्शिकांपेक्षा जास्त जागा घेतात). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). तथापि, कोणत्याही कोनावर वायरिंग करताना, डिझाइन नियम तपासणी (डीआरसी) चे उल्लंघन न करता एकाच वाटेवर 4 तारा घालण्यासाठी पुरेशी जागा आहे. समजा आमच्याकडे पॉझिटिव्ह मोड चिप आहे आणि चिप पिनला इतर दोन पिनशी जोडायचे आहे. Using only 90 degrees takes up a lot of space. अनियंत्रित अँगल वायरिंगचा वापर केल्याने चिप आणि इतर पिनमधील अंतर कमी करता येते, तर पदचिन्ह कमी होते. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. चिप कोणत्याही कोनात फिरवल्याने चांगले परिणामही मिळू शकतात. 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. हा केवळ एक सिद्धांतच नाही तर एक व्यावहारिक उपाय देखील आहे (कधीकधी एकमेव संभाव्य उपाय). Shows an example of a simple PCB. टोपोलॉजी केबलर परिणाम, तर इष्टतम आकारावर आधारित स्वयंचलित केबल परिणाम वास्तविक पीसीबीचे फोटो आहेत. An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. आपल्याला अधिक क्षेत्राची आवश्यकता आहे आणि आपण घटक फिरवत नसल्यास, डिव्हाइस मोठे बनवावे लागेल. समांतर विभागांशिवाय लेआउट कार्यप्रदर्शन मोठ्या प्रमाणात सुधारले जाईल, जे बर्याचदा क्रॉसस्टॉकचे स्त्रोत असतात. 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. जर वायर विभागांमधील कोन असेल तर हा कोन जसजसा वाढेल तसतसे क्रॉसस्टॉकची पातळी कमी होईल. 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. खालील तीन वायरिंग पद्धतींचा विचार करा. 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. केबलर स्वयंचलितपणे वायरच्या इष्टतम आकाराची गणना करतो (आवश्यक सुरक्षा मंजुरी विचारात घेऊन). लवचिक केबलिंगमुळे टोपोलॉजी संपादित करण्यासाठी लागणारा वेळ मोठ्या प्रमाणावर कमी होऊ शकतो, ज्यामध्ये अडथळे पूर्ण करण्यासाठी एकाधिक रीकॅबलिंगचे समर्थन केले जाते. हे एक पीसीबी डिझाइन दर्शविते जे छिद्र आणि शाखा बिंदूंमधून फिरते. स्वयंचलित हालचाली दरम्यान, वायर शाखा बिंदू आणि थ्रू-होल्स इष्टतम स्थितीत समायोजित केले जातात. 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. जेव्हा एखादा मार्ग सापडतो, तो निश्चित केला जातो आणि चक्रव्यूहाचा भाग बनतो. अनुक्रमिक वायरिंगचा तोटा म्हणजे वायरिंगचा परिणाम वायरिंग ऑर्डरवर अवलंबून असू शकतो. जेव्हा टोपोलॉजिकल गुणवत्ता अद्याप परिपूर्ण नाही, तेव्हा “अडकण्याची” समस्या स्थानिक पातळीवर लहान भागात उद्भवते. 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. वायर बेंडिंग ही घटना दर्शवते की एका नेटवर्कमधील वायरने ऑब्जेक्टमध्ये प्रवेश करण्यासाठी दुसऱ्या नेटवर्कवर ऑब्जेक्टभोवती फिरणे आवश्यक आहे. Rewiring a wire will not correct this. वाकणे एक उदाहरण दाखवले आहे. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. स्वयंचलित प्रक्रियेचे परिणाम प्रदर्शित केले जातात. 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. लाल वाकलेल्या तारा हायलाइट केल्या आहेत. स्टेनरच्या झाडामध्ये, सर्व रेषा शिरोबिंदू (शेवटचे बिंदू आणि जोड) म्हणून विभाग म्हणून जोडल्या पाहिजेत. प्रत्येक नवीन शिरोबिंदूच्या शीर्षस्थानी, तीन विभाग एकत्र होणे आवश्यक आहे आणि तीनपेक्षा जास्त विभाग समाप्त होणे आवश्यक नाही. The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. या पुरेशा सशर्त गुणधर्मांसह स्टेनर बांधणे फार कठीण नाही, परंतु ते किमान असणे आवश्यक नाही. Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. व्यावहारिक संप्रेषण डिझाइनमध्ये, विविध प्रकारचे अडथळे विचारात घेतले पाहिजेत. ते भौगोलिक पद्धती वापरून अल्गोरिदम आणि स्टेनर झाडे दोन्ही वापरून किमान पसरलेली झाडे बांधण्याची क्षमता मर्यादित करतात. 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. येथे मुख्य यंत्रणा एक बल-आधारित अल्गोरिदम आहे जी नवीन शिरोबिंदूंवर कार्य करणाऱ्या शक्तींची गणना करते आणि त्यांना वारंवार समतोल बिंदूकडे वळवते (सैन्याची परिमाण आणि दिशा शेजारच्या शाखा बिंदूंवर तारांवर अवलंबून असते). जर शिरोबिंदू (टर्मिनस किंवा जोड) शी जोडलेल्या रेषाखंडांच्या जोडीमधील कोन 120 अंशांपेक्षा कमी असेल, तर शाखा बिंदू जोडला जाऊ शकतो आणि नंतर शिरोबिंदू स्थिती अनुकूल करण्यासाठी यांत्रिक अल्गोरिदम वापरला जाऊ शकतो. 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. हे अशा क्षेत्रांना देखील परवानगी देते जेथे एंडपॉइंट कनेक्शन प्रतिबंधित आहेत आणि एंडपॉइंट नोड्सची संख्या अनियंत्रित असू शकते.

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. आकृतीमधील काही थर वायरिंगमधून सुटले आहेत. आकृती 16 BGA चा एक चतुर्थांश भाग दर्शवते. त्याच वेळी, “सेंटर टू पेरिफेरी” वायरिंग पद्धत वापरताना, परिघावर बाहेर पडण्यासाठी आवश्यक असलेल्या चॅनेलची संख्या लेयर ते लेयर बदलत नाही. यामुळे थरांची संख्या मोठ्या प्रमाणात कमी होईल. 28×28 मिमीच्या घटक आकारासाठी, 7 स्तर पुरेसे आहेत. मोठ्या घटकांसाठी, हे एक विजय-विजय आहे. 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. अनियंत्रित कोन टोपोलॉजिकल स्वयंचलित केबलकार हे करू शकतो. 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.