Друкована плата методи проводки продовжують удосконалюватися, а гнучкі методи проводки можуть зменшити довжину дроту та звільнити більше місця на друкованій платі. Звичайна проводка на друкованій платі обмежена фіксованими координатами проводів та відсутністю проводів з довільним кутом нахилу. Зняття цих обмежень може значно покращити якість проводки.

Почнемо з деякої термінології. Ми визначаємо довільну кутову проводку як проводову, використовуючи довільні кутові сегменти та радіани. Це свого роду дротова проводка, але не обмежується використанням лише сегментів лінії кута 90 і 45 градусів. Топологічна проводка-це дротова проводка, яка не зчеплюється з сітками та координатами та не використовує звичайні або неправильні сітки, такі як формована проводка. Давайте визначимо термін гнучка проводка як дротова проводка без фіксованої форми, що дозволяє перерахувати форму дроту в режимі реального часу для досягнення наступних можливостей трансформації. Для формування форми лінії використовуються лише дуги від перешкод та їх загальні дотичні. (До перешкод належать шпильки, мідна фольга, заборонені зони, отвори та інші предмети) частина схеми двох моделей друкованих плат. Зелений і червоний дроти проходять на різних шарах моделі друкованої плати. Сині кола – це перфорація. Червоний елемент виділено. There are also some red round pins. Використовуйте лише сегменти ліній та моделі з кутом 90 градусів між ними. Малюнок 1В – це модель друкованої плати з використанням дуг і довільних кутів. Електропроводка під будь -яким кутом може здатися дивною, але вона має багато переваг. Спосіб підключення дуже схожий на те, як інженери підключили його вручну півстоліття тому. Показує справжню друковану плату, розроблену в 1972 році американською компанією Digibarn для повного ручного підключення. This is a PCB board based on Intel8008 computer. Довільна кутова проводка, показана на малюнку 2, насправді схожа. Чому вони використовують довільну кутову проводку? Оскільки цей вид розводки має багато переваг. Проводка з довільним кутом має багато переваг. По -перше, невикористання кутів між відрізками ліній економить простір друкованої плати (полігони завжди займають більше місця, ніж дотичні). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). Однак, під час підключення під будь -яким кутом, є достатньо місця для прокладання 4 проводів на одному шляху без порушення перевірки правил проектування (DRC). Припустимо, у нас є чіп з позитивним режимом і ми хочемо з’єднати штирі мікросхеми з двома іншими контактами. Використання лише 90 градусів займає багато місця. Використання довільної кутової проводки може скоротити відстань між мікросхемою та іншими штифтами, зменшивши при цьому відстань. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. Поворот чіпа під будь -яким кутом також може дати кращі результати. In this case, the area was reduced from 23 square centimeters to 10 square centimeters. Він показує справжню друковану плату. Довільна кутова проводка з функцією обертання мікросхеми – єдиний метод підключення для цієї плати. Це не тільки теорія, але й практичне рішення (іноді єдине можливе рішення). Наведено приклад простої друкованої плати. Результати топології кабелю, тоді як результати автоматичного кабелю на основі оптимальної форми є фотографіями фактичної друкованої плати. Автоматичний кабель на основі оптимальної форми не може цього зробити, оскільки компоненти повертаються під довільними кутами. Вам потрібно більше площі, і якщо ви не повертаєте компоненти, пристрій потрібно збільшити. Продуктивність макета була б значно покращена без паралельних сегментів, які часто є джерелом перехресних перешкод. The level of crosstalk increases linearly as the length of parallel wires increases. Зі збільшенням відстані між паралельними проводами перехресні перешкоди зменшуються квадратично. Давайте встановимо рівень перехресних перешкод, що утворюється двома паралельними 1 -міліметровими дротами, розташованими від d до e. Якщо між сегментами дроту є кут, то зі збільшенням цього кута рівень перехресних перешкод зменшиться. Перехресні перешкоди залежать не від довжини дроту, а лише від значення кута: де α являє собою кут між відрізками дроту. Розглянемо наступні три способи підключення. Ліворуч на Малюнку 8 (макет 90 градусів) розміщено максимальну довжину дроту та максимальне значення emi через паралельні відрізки лінії. In the middle of Figure 8 (45 degree layout), the wire length and emi values are reduced. З правого боку (під будь-яким кутом) довжина дроту найкоротша і немає паралельних відрізків дроту, тому значення перешкод незначне. So arbitrary Angle wiring helps to reduce the total wire length and significantly reduce electromagnetic interference. Ви також пам’ятаєте вплив на затримку сигналу (провідники не повинні бути паралельними і не повинні бути перпендикулярними до скловолокна друкованої плати). Advantages of flexible wiring Manual and automatic movement of components does not destroy the wiring in flexible wiring. Кабельний кабель автоматично розраховує оптимальну форму дроту (з урахуванням необхідного зазору безпеки). Таким чином, гнучка кабельна система може значно скоротити час, необхідний для редагування топології, і чудово підтримує багаторазове повторне підключення для задоволення обмежень. Це показує конструкцію друкованої плати, яка рухається через отвори та точки розгалуження. Під час автоматичного переміщення точки відведення дроту та наскрізні отвори регулюються до оптимального положення. 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. Коли шлях знайдено, він фіксується і стає частиною лабіринту. Недоліком послідовного підключення є те, що результат розведення може залежати від порядку підключення. Коли топологічна якість ще далека від ідеальної, проблема “застрявання” виникає на локально невеликих територіях. Але незалежно від того, який провід ви перемотуєте, це не покращить якість проводки. Це серйозна проблема у всіх САПР, що використовують послідовну оптимізацію. Тут процес усунення вигину є корисним. Згинання дроту відноситься до явища, коли провід в одній мережі повинен обходити об’єкт в іншій мережі, щоб отримати доступ до об’єкта. Rewiring a wire will not correct this. Наведено приклад згинання. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. Відображаються результати автоматичної обробки. У другому випадку (на іншому шарі) підсвічений зелений провід автоматично перепроводиться шляхом зміни шару проводки (з зеленого на червоний). Усуньте згинання дроту, автоматично оптимізувавши форму дроту (приблизні дуги з відрізками ліній, щоб лише показати будь -які приклади кутів без дуг). (зверху) оригінальний дизайн, (знизу) після усунення конструкції згинання. Червоні зігнуті дроти виділяються. У дереві Штейнера всі лінії повинні бути з’єднані як відрізки з вершинами (кінцевими точками та доповненнями). У верхній частині кожної нової вершини три сегменти повинні сходитися і не більше трьох відрізків повинні закінчуватися. Кут між відрізками прямих, які сходяться до вершини, не повинен бути меншим за 120 градусів. Побудувати Штейнера з цими достатніми умовними властивостями не дуже складно, але це не обов’язково мінімально. Сірі дерева Штейнера не є оптимальними, але чорні дерева Штейнера є. У практичному дизайні комунікації необхідно враховувати різні види перешкод. Вони обмежують можливість побудови мінімальних охоплюючих дерев за допомогою алгоритмів та дерев Штейнера за допомогою геометричних методів. Перешкоди позначені сірим кольором, і ми рекомендуємо починати з будь -якої кінцевої вершини. Якщо є декілька сусідніх кінцевих вершин, слід вибрати ту, яка дозволяє продовжувати використовувати другу вершину. Це залежить від кута нахилу. Основним механізмом тут є силовий алгоритм, який обчислює сили, що діють на нові вершини, і неодноразово переміщає їх до точки рівноваги (величина та напрямок сил залежать від проводів у сусідніх точках відгалуження). Якщо кут між парою відрізків лінії, з’єднаних з вершиною (кінцем або додаванням), менший за 120 градусів, можна додати точку відгалуження, а потім можна використати механічний алгоритм для оптимізації положення вершини. 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. Після додавання нового вузла слід перевірити мінімум підмережі, що складається з чотирьох штифтів:

1. Якщо вершина додається до сусідства з іншою нещодавно доданою вершиною, перевірте наявність найменшої чотириконтактної мережі.

2. Якщо чотирьохконтактна мережа не є мінімальною, виберіть пару кінцевих точок “діагоналі” (що належать до чотирикутної діагоналі) або віртуальних кінцевих вузлів (віртуальні кінцеві вузли-вигини проводів).

3. Відрізок лінії, що з’єднує кінцеву точку (віртуальну кінцеву точку) з найближчою новою вершиною, замінюється відрізком лінії, що з’єднує кінцеву точку (віртуальну кінцеву точку) з далекою новою вершиною.

4. Use mechanical algorithms to optimize vertex positions.

Цей метод не гарантує створення найменшої мережі, але в порівнянні з іншими методами він може досягти найменшої довжини мережі без випасу. Він також допускає зони, де з’єднання кінцевих точок заборонено, а кількість вузлів кінцевих точок може бути довільною.

Гнучка проводка під будь -яким кутом має деякі інші цікаві переваги. Наприклад, якщо ви можете автоматично переміщати багато об’єктів за допомогою автоматичного перерахунку форми дроту в режимі реального часу, ви можете створити паралельні зміїні лінії. Цей метод прокладання кабелів дозволяє краще використовувати простір, мінімізує кількість ітерацій та дозволяє гнучко використовувати допуски. Якщо є дві змієподібні лінії, переплетені між собою, автоматичний кабель зменшить довжину однієї або обох, залежно від пріоритету правила.

Розглянемо підключення компонентів BGA. У традиційному підході “периферія до центру” кількість каналів до периферії зменшується на 8 з кожним наступним шаром (через зменшення периметра). Наприклад, для компонента 28×28 мм із 784 контактами потрібно 10 шарів. Деякі шари на діаграмі розірвані. На малюнку 16 зображено чверть BGA. У той же час, при використанні методу підключення “від центру до периферії”, кількість каналів, необхідних для виходу на периферію, не змінюється від шару до шару. Це значно зменшить кількість шарів. Для розміру компонента 28×28 мм достатньо 7 шарів. Для більших компонентів це безпрограшний виграш. На малюнку 17 показана чверть BGA. Наведено приклад електропроводки BGA. При використанні кабельного підходу “від центру до периферії” ми можемо завершити підключення всіх мереж. Топологічний автоматичний кабельний кабель із довільним кутом може це зробити. Традиційні автоматичні кабельні кабелі не можуть маршрутизувати цей приклад. Наведено приклад реальної друкованої плати, де інженер зменшив кількість шарів сигналу з 6 до 4 (порівняно зі специфікацією). Крім того, інженерам знадобилося всього пів дня, щоб завершити розводку друкованої плати.