PCB ang mga pamamaraan ng mga kable ay patuloy na nagpapabuti, at ang mga kakayahang umangkop na mga diskarte ng mga kable ay maaaring mabawasan ang haba ng kawad at magbakante ng mas maraming puwang ng PCB. Ang maginoo na mga kable ng PCB ay limitado sa pamamagitan ng mga nakapirming mga coordinate ng kawad at ang kakulangan ng mga di-makatwirang anggulong mga wire. Ang pag-aalis ng mga limitasyong ito ay maaaring makabuluhang mapabuti ang kalidad ng mga kable.

Let’s start with some terminology. Tinutukoy namin ang di-makatwirang mga kable ng Angle bilang mga kable ng kawad gamit ang di-makatwirang mga segment ng Angle at mga radian. Ito ay isang uri ng mga wire wire, ngunit hindi limitado sa paggamit lamang ng 90 degree at 45 degree na mga segment ng linya ng Angle. 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. Tukuyin natin ang term na nababaluktot na mga kable bilang mga kawad na kawad nang walang naayos na hugis na nagbibigay-daan sa muling pagkalkula ng hugis ng real-time na koryente upang makamit ang mga sumusunod na posibilidad ng pagbabago. Ang mga arko lamang mula sa mga hadlang at kanilang mga karaniwang tangent ay ginagamit upang mabuo ang hugis ng linya. (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. Ang berde at pula na mga wire ay tumatakbo sa iba’t ibang mga layer ng modelo ng 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. Ang Larawan 1B ay isang modelo ng PCB na gumagamit ng mga arko at di-makatwirang mga anggulo. 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. Nagpapakita ng isang tunay na PCB na binuo noong 1972 ng isang Amerikanong kumpanya na tinatawag na Digibarn para sa kumpletong mga kable ng kamay. This is a PCB board based on Intel8008 computer. Ang di-makatwirang mga kable ng Angle na ipinakita sa Larawan 2 ay talagang magkatulad. Bakit gagamitin ang mga ito ng di-makatwirang mga kable ng Angle? Dahil ang ganitong uri ng mga kable ay maraming kalamangan. Arbitrary Angle wiring has many advantages. Una, ang hindi paggamit ng mga anggulo sa pagitan ng mga segment ng linya ay nakakatipid ng espasyo ng PCB (ang mga polygon ay laging tumatagal ng mas maraming puwang kaysa sa mga tangents). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Gayunpaman, kapag ang mga kable sa anumang Anggulo, may sapat na puwang upang maglatag ng 4 na mga wire sa parehong landas nang hindi lumalabag sa pagsusuri ng panuntunan sa disenyo (DRC). Ipagpalagay na mayroon kaming positibong mode na chip at nais na ikonekta ang mga chip pin sa dalawang iba pang mga pin. Using only 90 degrees takes up a lot of space. Ang paggamit ng di-makatwirang mga kable ng Angle ay maaaring paikliin ang distansya sa pagitan ng maliit na tilad at iba pang mga pin, habang binabawasan ang bakas ng paa. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. Ang pag-ikot ng maliit na tilad sa anumang Angle ay maaari ring magbigay ng mas mahusay na mga resulta. 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. Ito ay hindi lamang isang teorya, ngunit din isang praktikal na solusyon (minsan ang tanging posibleng solusyon). Shows an example of a simple PCB. Ang mga resulta ng topology cabler, habang ang mga awtomatikong resulta ng cabler batay sa pinakamainam na hugis ay mga larawan ng aktwal na PCB. An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. Kailangan mo ng mas maraming lugar, at kung hindi mo paikutin ang mga bahagi, ang aparato ay dapat gawing mas malaki. 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. Kung mayroong isang Angle sa pagitan ng mga segment ng kawad, pagkatapos ng pagtaas ng Angle na ito, ang antas ng crosstalk ay bababa. 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. Isaalang-alang ang sumusunod na tatlong mga pamamaraan ng mga kable. 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. Awtomatikong kinakalkula ng cabler ang pinakamainam na hugis ng kawad (isinasaalang-alang ang kinakailangang clearance sa kaligtasan). Ang nababaluktot na paglalagay ng kable ay maaaring mabawasan nang labis ang oras na kinakailangan upang mai-edit ang topolohiya, mahusay na sumusuporta sa maraming recabling upang matugunan ang mga hadlang. Ipinapakita nito ang isang disenyo ng PCB na gumagalaw sa mga butas at mga puntos ng sangay. Sa panahon ng awtomatikong paggalaw, ang mga point ng branch ng wire at through-hole ay nababagay sa pinakamainam na posisyon. 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. Kapag natagpuan ang isang landas, naayos ito at naging bahagi ng maze. Ang kawalan ng sunud-sunod na mga kable ay ang resulta ng mga kable ay maaaring depende sa pagkakasunud-sunod ng mga kable. Kapag ang kalidad ng topological ay malayo pa rin mula sa perpekto, ang problema ng “makaalis” ay nangyayari sa mga lokal na maliit na lugar. 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. Ang baluktot ng wire ay tumutukoy sa hindi pangkaraniwang bagay na ang isang kawad sa isang network ay dapat maglakad sa paligid ng isang bagay sa isa pang network upang ma-access ang isang bagay. Rewiring a wire will not correct this. Ipinapakita ang isang halimbawa ng baluktot. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Ipinapakita ang mga awtomatikong resulta ng pagproseso. 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. Ang mga pulang baluktot na wire ay naka-highlight. Sa isang puno ng Steiner, ang lahat ng mga linya ay dapat na konektado bilang mga segment sa mga vertex (mga endpoint at karagdagan). Sa tuktok ng bawat bagong tuktok, tatlong mga segment ang dapat na magtipon at hindi hihigit sa tatlong mga segment ang dapat magtapos. The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. Hindi napakahirap na bumuo ng isang Steiner na may sapat na mga kondisyonal na pag-aari, ngunit hindi ito kinakailangang minimal. Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. Sa praktikal na disenyo ng komunikasyon, dapat isaalang-alang ang iba’t ibang mga uri ng mga hadlang. Nililimitahan nila ang kakayahang bumuo ng pinakamaliit na sumasaklaw na mga puno gamit ang parehong mga algorithm at mga Steiner tree gamit ang mga geometric na pamamaraan. 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. Ang pangunahing mekanismo dito ay isang algorithm na nakabatay sa puwersa na kinakalkula ang mga puwersang kumikilos sa mga bagong vertex at paulit-ulit na inililipat sila sa isang punto ng balanse (ang lakas at direksyon ng mga puwersa ay nakasalalay sa mga wire sa mga katabing puntos ng sangay). Kung ang Angle sa pagitan ng isang pares ng mga segment ng linya na konektado sa isang vertex (terminus o karagdagan) ay mas mababa sa 120 degree, maaaring idagdag ang isang branch point, at pagkatapos ay maaaring magamit ang isang mechanical algorithm upang ma-optimize ang posisyon ng vertex. 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. Pinapayagan din nito ang mga lugar kung saan ipinagbabawal ang mga koneksyon ng endpoint, at ang bilang ng mga endpoint node ay maaaring di-makatwiran.

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. Ang ilan sa mga layer sa diagram ay nakatakas sa mga kable. Ipinapakita ng Figure 16 ang isang-kapat ng isang BGA. Sa parehong oras, kapag gumagamit ng “center to periphery” na paraan ng mga kable, ang bilang ng mga channel na kinakailangan upang lumabas sa periphery ay hindi nagbabago mula sa isang layer hanggang sa isang layer. Ito ay lubos na mabawasan ang bilang ng mga layer. Para sa isang sukat ng bahagi ng 28x28mm, 7 mga layer ay sapat. Para sa mas malaking mga bahagi, ito ay isang win-win. 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. Magagawa ito ng Arbitrary na Angle ng topological na awtomatikong cabler. 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.