PCB metodat e telave vazhdojnë të përmirësohen, dhe teknikat fleksibël të telave mund të zvogëlojnë gjatësinë e telit dhe të lirojnë më shumë hapësirë ​​PCB. Instalimet konvencionale të PCB -ve janë të kufizuara nga koordinatat e telave fikse dhe mungesa e telave me kënd arbitrar. Heqja e këtyre kufizimeve mund të përmirësojë ndjeshëm cilësinë e instalimeve elektrike.

Let’s start with some terminology. Ne përcaktojmë instalime arbitrare të Këndit si tela me tela duke përdorur segmente dhe radianë arbitrare të Këndit. Shtë një lloj instalime elektrike me tela, por nuk kufizohet vetëm në përdorimin e segmenteve të linjës së këndit me 90 gradë dhe 45 gradë. 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. Le të përcaktojmë termin instalime elektrike fleksibël si tela me tela pa formë fikse që mundëson rillogaritjen e formës së telit në kohë reale për të arritur mundësitë e mëposhtme të transformimit. Vetëm harqet nga pengesat dhe tangjentet e tyre të zakonshme përdoren për të formuar formën e vijës. (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. Telat e gjelbër dhe të kuq kalojnë në shtresa të ndryshme të modelit PCB. 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. Figura 1B është një model PCB që përdor harqe dhe kënde arbitrare. 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. Tregon një PCB të vërtetë të zhvilluar në 1972 nga një kompani amerikane e quajtur Digibarn për instalime elektrike të plota të duarve. This is a PCB board based on Intel8008 computer. Instalimet arbitrare të Këndit të paraqitura në Figurën 2 janë në të vërtetë të ngjashme. Why would they use arbitrary Angle wiring? Sepse ky lloj instalime elektrike ka shumë përparësi. Arbitrary Angle wiring has many advantages. Së pari, mos përdorimi i këndeve midis segmenteve të linjës kursen hapësirë ​​në PCB (poligonet zënë gjithmonë më shumë hapësirë ​​sesa tangjentët). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Sidoqoftë, kur instaloni tela në çdo kënd, ka hapësirë ​​të mjaftueshme për të vendosur 4 tela në të njëjtën rrugë pa shkelur kontrollin e rregullave të projektimit (DRC). Supozoni se kemi një çip të modalitetit pozitiv dhe duam të lidhim kunjat e çipit me dy kunja të tjerë. Using only 90 degrees takes up a lot of space. Përdorimi i telave arbitrarë të Këndit mund të shkurtojë distancën midis çipit dhe kunjave të tjerë, duke zvogëluar gjurmën e këmbës. 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. Kjo nuk është vetëm një teori, por edhe një zgjidhje praktike (ndonjëherë zgjidhja e vetme e mundshme). Shows an example of a simple PCB. Rezultatet e topologjisë cabler, ndërsa rezultatet automatike cabler bazuar në formën optimale janë fotografi të PCB aktuale. An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. Keni nevojë për më shumë zonë dhe nëse nuk i rrotulloni përbërësit, pajisja duhet të bëhet më e madhe. 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. Nëse ekziston një Kënd midis segmenteve të telit, atëherë me rritjen e këtij Këndi, niveli i kryqëzimit do të ulet. 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. Konsideroni tre metodat e mëposhtme të instalimeve elektrike. 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. Kabllo llogarit automatikisht formën optimale të telit (duke marrë parasysh pastrimin e nevojshëm të sigurisë). Prandaj, kabllot fleksibël mund të zvogëlojnë shumë kohën e kërkuar për të redaktuar topologjinë, duke mbështetur bukur ripërtëritjen e shumëfishtë për të përmbushur kufizimet. Kjo tregon një dizajn PCB që lëviz nëpër vrima dhe pikat e degëve. Gjatë lëvizjes automatike, pikat e degëzimit të telit dhe vrimat janë rregulluar në pozicionin optimal. 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. Kur gjendet një shteg, ajo fiksohet dhe bëhet pjesë e labirintit. Disavantazhi i instalimeve elektrike vijuese është se rezultati i instalimeve elektrike mund të varet nga rendi i instalimeve elektrike. Kur cilësia topologjike është ende larg përsosmërisë, problemi i “ngecjes” shfaqet në zona të vogla në nivel lokal. 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. Përkulja e telave i referohet fenomenit që një tel në një rrjet duhet të ecë rreth një objekti në një rrjet tjetër për të hyrë në një objekt. Rewiring a wire will not correct this. Një shembull i përkuljes është treguar. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Rezultatet e përpunimit automatik shfaqen. 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. Telat e kuq të përkulur janë të theksuara. Në një pemë Steiner, të gjitha linjat duhet të lidhen si segmente me kulme (pikat përfundimtare dhe shtesat). Në krye të çdo kulmi të ri, tre segmente duhet të konvergojnë dhe jo më shumë se tre segmente duhet të përfundojnë. The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. Nuk është shumë e vështirë të ndërtosh një Shtajner me këto veti të mjaftueshme të kushtëzuara, por nuk është domosdoshmërisht minimal. Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. Në hartimin praktik të komunikimit, duhet të merren parasysh lloje të ndryshme të pengesave. Ato kufizojnë aftësinë për të ndërtuar pemë minimale që përdorin të dy algoritmet dhe pemët Steiner duke përdorur metoda gjeometrike. 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. Mekanizmi kryesor këtu është një algoritëm i bazuar në forcë që llogarit forcat që veprojnë në kulmet e reja dhe i lëviz ato në mënyrë të përsëritur në një pikë ekuilibri (madhësia dhe drejtimi i forcave varen nga telat në pikat ngjitur të degëve). Nëse Këndi midis një palë segmentesh të linjës të lidhur me një kulm (terminus ose shtesë) është më pak se 120 gradë, mund të shtohet një pikë degë, dhe më pas mund të përdoret një algoritëm mekanik për të optimizuar pozicionin e kulmit. 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. Gjithashtu lejon zonat ku lidhjet e pikave përfundimtare janë të ndaluara, dhe numri i nyjeve të pikës përfundimtare mund të jetë arbitrar.

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. Figura 16 tregon një të katërtën e një BGA. Në të njëjtën kohë, kur përdorni metodën e instalimeve elektrike “qendra në periferi”, numri i kanaleve të kërkuara për të dalë në periferi nuk ndryshon nga shtresa në shtresë. Kjo do të zvogëlojë shumë numrin e shtresave. Për një madhësi përbërëse prej 28x28mm, 7 shtresa janë të mjaftueshme. Për komponentët më të mëdhenj, është e favorshme. 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. Kabllot automatike topologjike të Këndit Arbitrar mund ta bëjnë këtë. 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.