پی سی بی وائرنگ کے طریقوں کو بہتر بنانا جاری ہے ، اور لچکدار وائرنگ کی تکنیک تار کی لمبائی کو کم کر سکتی ہے اور پی سی بی کی مزید جگہ کو خالی کر سکتی ہے۔ روایتی پی سی بی کی وائرنگ فکسڈ تار کوآرڈینیٹس اور من مانی زاویوں والی تاروں کی کمی سے محدود ہے۔ ان حدود کو دور کرنے سے وائرنگ کے معیار میں نمایاں بہتری آسکتی ہے۔

Let’s start with some terminology. ہم صوابدیدی زاویہ کی وائرنگ کو صوابدیدی زاویہ حصوں اور ریڈینز کا استعمال کرتے ہوئے وائر وائرنگ کے طور پر متعین کرتے ہیں۔ یہ ایک قسم کی وائر وائرنگ ہے ، لیکن صرف 90 ڈگری اور 45 ڈگری اینگل لائن سیگمنٹ استعمال کرنے تک محدود نہیں ہے۔ 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. آئیے ہم لچکدار وائرنگ کی اصطلاح کو بغیر تار کے وائرنگ کے طور پر متعین کرتے ہیں جو ریئل ٹائم وائر شکل کی دوبارہ گنتی کے قابل بناتا ہے تاکہ مندرجہ ذیل تبدیلی کے امکانات کو حاصل کیا جا سکے۔ صرف رکاوٹوں سے آرکس اور ان کی مشترکہ ٹینجینٹس لائن کی شکل بنانے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ (Obstacles include pins, copper foil, forbidden areas, holes and other objects) part of the circuit of two PCB models. سبز اور سرخ تاریں پی سی بی ماڈل کی مختلف تہوں پر چلتی ہیں۔ 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. شکل 1B ایک پی سی بی ماڈل ہے جس میں آرکس اور صوابدیدی زاویے استعمال ہوتے ہیں۔ 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. ایک حقیقی پی سی بی کو دکھاتا ہے جو 1972 میں ایک امریکی کمپنی نے تیار کیا تھا جسے Digibarn کہا جاتا ہے تاکہ مکمل ہینڈ وائرنگ کی جا سکے۔ This is a PCB board based on Intel8008 computer. شکل 2 میں دکھایا گیا صوابدیدی زاویہ وائرنگ دراصل اسی طرح کی ہے۔ وہ من مانی اینگل وائرنگ کیوں استعمال کریں گے؟ کیونکہ اس قسم کی وائرنگ کے بہت سے فوائد ہیں۔ Arbitrary Angle wiring has many advantages. سب سے پہلے ، لائن حصوں کے درمیان زاویوں کا استعمال نہ کرنے سے پی سی بی کی جگہ بچ جاتی ہے (کثیرالاضلاع ہمیشہ ٹینجنٹس سے زیادہ جگہ لیتے ہیں)۔ Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). تاہم ، جب کسی بھی زاویہ پر وائرنگ ہوتی ہے تو ، ڈیزائن رول چیکنگ (DRC) کی خلاف ورزی کیے بغیر ایک ہی راستے پر 4 تاریں بچھانے کے لیے کافی جگہ ہوتی ہے۔ فرض کریں کہ ہمارے پاس ایک مثبت موڈ چپ ہے اور چپ پنوں کو دو دیگر پنوں سے جوڑنا چاہتے ہیں۔ Using only 90 degrees takes up a lot of space. صوابدیدی زاویہ وائرنگ کا استعمال چپ اور دیگر پنوں کے درمیان فاصلے کو کم کر سکتا ہے جبکہ پاؤں کے نشان کو کم کر سکتا ہے۔ In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. چپ کو کسی بھی زاویے پر گھمانے سے بھی بہتر نتائج مل سکتے ہیں۔ 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. یہ نہ صرف ایک نظریہ ہے ، بلکہ ایک عملی حل بھی ہے (بعض اوقات واحد ممکنہ حل)۔ Shows an example of a simple PCB. ٹوپولوجی کیبلر کے نتائج ، جبکہ بہترین شکل پر مبنی خودکار کیبلر کے نتائج اصل پی سی بی کی تصاویر ہیں۔ An automatic cabler based on optimal shape cannot do this because the components are rotated at arbitrary angles. آپ کو مزید علاقے کی ضرورت ہے ، اور اگر آپ اجزاء کو نہیں گھماتے ہیں تو ، آلہ کو بڑا بنانا ہوگا۔ متوازی حصوں کے بغیر لے آؤٹ کی کارکردگی کو بہت بہتر بنایا جائے گا ، جو اکثر کراس اسٹاک کا ذریعہ ہوتے ہیں۔ 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. اگر تار کے حصوں کے درمیان ایک زاویہ ہے ، تو جیسے جیسے یہ زاویہ بڑھے گا ، کراس اسٹاک کی سطح کم ہو جائے گی۔ 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. مندرجہ ذیل تین وائرنگ طریقوں پر غور کریں۔ 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. کیبلر خود بخود تار کی بہترین شکل کا حساب لگاتا ہے (ضروری حفاظتی کلیئرنس کو مدنظر رکھتے ہوئے)۔ لہذا لچکدار کیبلنگ ٹوپولوجی میں ترمیم کرنے کے لیے درکار وقت کو بہت کم کر سکتی ہے ، رکاوٹوں کو پورا کرنے کے لیے ایک سے زیادہ ری ایکبلنگ کی مدد کر سکتی ہے۔ یہ ایک پی سی بی ڈیزائن دکھاتا ہے جو سوراخوں اور شاخوں کے راستوں سے گزرتا ہے۔ خودکار نقل و حرکت کے دوران ، تار شاخ پوائنٹس اور سوراخ کو زیادہ سے زیادہ پوزیشن میں ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ 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. جب کوئی راستہ مل جاتا ہے تو وہ طے ہو جاتا ہے اور بھولبلییا کا حصہ بن جاتا ہے۔ ترتیب وارنگ کا نقصان یہ ہے کہ وائرنگ کا نتیجہ وائرنگ آرڈر پر منحصر ہوسکتا ہے۔ جب ٹاپولوجیکل کوالٹی ابھی بھی کامل سے دور ہے ، “پھنس جانے” کا مسئلہ مقامی طور پر چھوٹے علاقوں میں ہوتا ہے۔ 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. وائر موڑنے سے مراد وہ رجحان ہے کہ ایک نیٹ ورک میں موجود تار کو کسی دوسرے نیٹ ورک پر کسی شے کے گرد گھومنا پڑتا ہے۔ Rewiring a wire will not correct this. موڑنے کی ایک مثال دکھائی گئی ہے۔ A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. خودکار پروسیسنگ کے نتائج دکھائے جاتے ہیں۔ 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. سرخ جھکی ہوئی تاریں نمایاں ہیں۔ سٹینر ٹری میں ، تمام لائنوں کو بطور حصوں (اختتامی نکات اور اضافے) سے منسلک ہونا ضروری ہے۔ ہر نئے سرے کے اوپری حصے میں ، تین حصوں کو اکٹھا ہونا چاہیے اور تین سے زیادہ حصوں کو ختم نہیں ہونا چاہیے۔ The Angle between the line segments that converge to the vertex shall not be less than 120 degrees. ان کافی مشروط خصوصیات کے ساتھ سٹینر بنانا بہت مشکل نہیں ہے ، لیکن یہ ضروری نہیں کہ کم سے کم ہو۔ Gray Steiner trees are not optimal, but black Steiner trees are. عملی مواصلاتی ڈیزائن میں ، مختلف قسم کی رکاوٹوں پر غور کرنا ضروری ہے۔ وہ جیومیٹرک طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے الگورتھم اور سٹینر درختوں کا استعمال کرتے ہوئے کم سے کم پھیلے ہوئے درختوں کی تعمیر کی صلاحیت کو محدود کرتے ہیں۔ 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. یہاں کا بنیادی طریقہ کار ایک قوت پر مبنی الگورتھم ہے جو کہ نئی چوٹیوں پر کام کرنے والی قوتوں کا حساب لگاتا ہے اور بار بار انہیں ایک توازن نقطہ پر منتقل کرتا ہے (قوتوں کی وسعت اور سمت ملحقہ شاخ کے مقامات پر تاروں پر منحصر ہوتی ہے)۔ اگر ورٹیکس (ٹرمینس یا ایڈیشن) سے منسلک لائن حصوں کے جوڑے کے درمیان زاویہ 120 ڈگری سے کم ہے تو ، ایک برانچ پوائنٹ شامل کیا جاسکتا ہے ، اور پھر عمودی پوزیشن کو بہتر بنانے کے لئے ایک مکینیکل الگورتھم استعمال کیا جاسکتا ہے۔ 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. یہ ان علاقوں کی بھی اجازت دیتا ہے جہاں اختتامی نقطہ کنکشن ممنوع ہیں ، اور اختتامی نوڈس کی تعداد صوابدیدی ہوسکتی ہے۔

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. ڈایاگرام کی کچھ تہیں وائرنگ سے بچ گئی ہیں۔ شکل 16 بی جی اے کا ایک چوتھائی حصہ دکھاتی ہے۔ ایک ہی وقت میں ، جب “سینٹر ٹو پیریفیری” وائرنگ کا طریقہ استعمال کرتے ہیں تو ، دائرے سے باہر نکلنے کے لیے درکار چینلز کی تعداد پرت سے پرت میں تبدیل نہیں ہوتی ہے۔ اس سے تہوں کی تعداد بہت کم ہو جائے گی۔ 28x28mm کے جزو کے سائز کے لیے 7 تہیں کافی ہیں۔ بڑے اجزاء کے لیے ، یہ ایک جیت ہے۔ 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. صوابدیدی زاویہ ٹوپولوجیکل خودکار کیبلر ایسا کر سکتا ہے۔ 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.