PCB усулҳои ноқил такмилро идома медиҳанд ва усулҳои ноқилҳои барқӣ метавонанд дарозии симро кам кунанд ва фазои бештари PCB -ро холӣ кунанд. Ноқилҳои анъанавии PCB бо координатаҳои сими собит ва набудани симҳои худсарона кунҷӣ маҳдуд карда мешаванд. Барҳам додани ин маҳдудиятҳо метавонад сифати ноқилҳоро ба таври назаррас беҳтар созад.

Let’s start with some terminology. Мо сими худсаронаи кунҷиро ҳамчун сими сим бо истифода аз сегментҳои худсаронаи кунҷӣ ва радианҳо муайян мекунем. Ин як навъ ноқилҳои сим аст, аммо бо истифодаи сегментҳои хати кунҷи 90 дараҷа ва 45 дараҷа маҳдуд намешавад. 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. Биёед истилоҳи ноқилҳои фасеҳро сими симдор бидуни шакли собит муайян кунем, ки барои аз нав ҳисоб кардани шакли сим дар вақти воқеӣ барои ноил шудан ба имкониятҳои тағирёбии зерин имкон медиҳад. Барои сохтани шакли хат танҳо камонҳои монеаҳо ва тангентҳои умумии онҳо истифода мешаванд. (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. Симҳои сабз ва сурх дар қабатҳои гуногуни модели PCB кор мекунанд. 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. Тасвири 1В модели PCB бо истифода аз камонҳо ва кунҷҳои худсарона мебошад. 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. PCB -и воқеиро нишон медиҳад, ки соли 1972 аз ҷониби як ширкати амрикоӣ бо номи Digibarn барои ноқилҳои пурраи дастӣ таҳия шудааст. This is a PCB board based on Intel8008 computer. Ноқилҳои худсаронаи кунҷӣ, ки дар расми 2 нишон дода шудааст, воқеан шабеҳанд. Чаро онҳо ноқилҳои худсаронаи кунҷиро истифода мебурданд? Азбаски ин намуди кабел бартариҳои зиёд дорад. Arbitrary Angle wiring has many advantages. Аввалан, истифода нашудани кунҷҳо дар байни сегментҳои хат фазои PCB -ро сарфа мекунад (полигонҳо ҳамеша нисбат ба тангенс фазои бештарро ишғол мекунанд). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Аммо, ҳангоми ноқил дар ҳама гуна кунҷ фазои кофӣ барои гузоштани 4 сим дар як роҳ бидуни вайрон кардани қоидаҳои тарроҳӣ (DRC) мавҷуд аст. Фарз мекунем, ки мо як чипи ҳолати мусбат дорем ва мехоҳем, ки пинҳонҳои чипро ба ду сими дигар пайваст кунем. Using only 90 degrees takes up a lot of space. Истифодаи ноқилҳои худсаронаи кунҷӣ метавонад масофаи байни чип ва дигар пинҳоро кӯтоҳ кунад ва ҳамзамон изи изро коҳиш диҳад. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. Гардиши чип дар ҳама гуна кунҷ инчунин метавонад натиҷаҳои беҳтарро таъмин кунад. 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. Ин на танҳо назария, балки ҳалли амалӣ аст (баъзан ягона роҳи ҳалли имконпазир). Shows an example of a simple PCB. Натиҷаҳои кабели кабелӣ, дар ҳоле ки натиҷаҳои автоматии кабел дар асоси шакли оптималӣ аксҳои PCB -и воқеӣ мебошанд. An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. Ба шумо майдони бештар лозим аст ва агар шумо ҷузъҳоро гардиш накунед, дастгоҳ бояд калонтар карда шавад. 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. Агар байни сегментҳои сим кунҷ мавҷуд бошад, пас бо зиёд шудани ин кунҷ сатҳи кроссткл паст мешавад. 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. Се усули пайвасткунии зеринро баррасӣ кунед. 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. Кабел ба таври худкор шакли оптималии симро ҳисоб мекунад (бо дарназардошти тозакунии зарурии бехатарӣ). Аз ин рӯ, кабелҳои чандир метавонанд вақти заруриро барои таҳрири топология хеле коҳиш диҳанд ва дубора барқароркунии чандкаратаро барои қонеъ кардани маҳдудиятҳо хуб дастгирӣ кунанд. Ин тарҳи PCB -ро нишон медиҳад, ки аз сӯрохиҳо ва нуқтаҳои филиал ҳаракат мекунад. Ҳангоми ҳаракати автоматӣ нуқтаҳои шохаҳои сим ва сӯрохиҳо ба мавқеи оптималӣ танзим карда мешаванд. 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. Вақте ки роҳ пайдо мешавад, он собит мешавад ва ба як қисми лабиринт мубаддал мешавад. Камбудии ноқилҳои пайдарпай дар он аст, ки натиҷаи ноқил метавонад аз тартиби ноқил вобаста бошад. Ҳангоме ки сифати топологӣ ҳоло ҳам аз комилият дур аст, мушкили “мондан” дар минтақаҳои хурди маҳаллӣ ба вуҷуд меояд. 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. Печиши сим ба падидае ишора мекунад, ки сим дар як шабака барои дастрасӣ ба ашё бояд дар атрофи объекти шабакаи дигар давр занад. Rewiring a wire will not correct this. Намунаи каҷкунӣ нишон дода шудааст. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Натиҷаҳои коркарди автоматӣ нишон дода мешаванд. 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. Симҳои хамидашудаи сурх таъкид карда мешаванд. Дар дарахти Штайнер, ҳама хатҳо бояд ҳамчун сегментҳо ба қуллаҳо пайваст шаванд (нуқтаҳои ниҳоӣ ва иловаҳо). Дар болои ҳар як қуллаи нав, се сегмент бояд ба ҳам наздик шаванд ва на бештар аз се сегмент хотима ёбанд. The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. Сохтани Штайнер бо ин хосиятҳои кофии шартӣ чандон душвор нест, аммо он ҳатман кам нест. Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. Дар тарҳрезии амалии коммуникатсия, намудҳои гуногуни монеаҳо бояд ба назар гирифта шаванд. Онҳо қобилияти сохтани дарахтҳои ҳадди аққалро бо истифода аз алгоритмҳо ва дарахтони Штайнер бо усулҳои геометрӣ маҳдуд мекунанд. 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. Механизми асосӣ дар ин ҷо алгоритми ба қувва асосёфта мебошад, ки қувваҳоеро, ки дар қуллаҳои нав амал мекунанд, ҳисоб мекунад ва такроран онҳоро ба нуқтаи мувозинат интиқол медиҳад (бузургӣ ва самти қувваҳо аз симҳои нуқтаҳои шохаҳои ҳамсоя вобаста аст). Агар кунҷ байни ҷуфт сегментҳои хати ба қулла (терминус ё илова) пайвастшуда камтар аз 120 дараҷа бошад, нуқтаи шохаро илова кардан мумкин аст ва он гоҳ барои оптимизатсияи мавқеи қуллаи алгоритми механикӣ истифода бурдан мумкин аст. 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. Он инчунин ба минтақаҳое имкон медиҳад, ки пайвастшавии нуқтаи ниҳоӣ манъ аст ва шумораи гиреҳҳои нуқтаи ниҳоӣ худсарона буда метавонад.

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. Баъзе қабатҳои диаграмма аз ноқилҳо халос шудаанд. Дар расми 16 чоряки BGA нишон дода шудааст. Ҳамзамон, ҳангоми истифодаи усули васлкунии “марказ ба периферия”, шумораи каналҳое, ки барои баромадан ба канори атроф лозиманд, аз як қабат ба қабат тағир намеёбанд. Ин шумораи қабатҳои хеле кам хоҳад кард. Барои андозаи ҷузъи 28х28мм, 7 қабат кофӣ аст. Барои ҷузъҳои калон, ин бурднок аст. 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. Кабели автоматии топологии худсаронаи кунҷ метавонад ин корро кунад. 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.