פאַרגיכערן און פֿאַרבעסערן מעטהאָדס פון פּקב וויירינג

פּקב וויירינג מעטהאָדס פאָרזעצן צו פֿאַרבעסערן, און פלעקסאַבאַל וויירינג טעקניקס קענען רעדוצירן די דראָט לענג און פריי מער פּקב פּלאַץ. קאַנווענשאַנאַל פּקב וויירינג איז לימיטעד דורך פאַרפעסטיקט דראָט קאָואָרדאַנאַץ און די פעלן פון אַרביטרעראַלי אַנגקאַלד ווירעס. רימוווינג די לימיטיישאַנז קענען באטייטיק פֿאַרבעסערן די קוואַליטעט פון וויירינג.

יפּקב

זאל אונדז אָנהייבן מיט עטלעכע טערמינאָלאָגיע. מיר דעפינירן אַרביטראַריש ווינקל וויירינג ווי דראָט וויירינג ניצן אַרביטרערי אַנגלע סעגמאַנץ און ראַדיאַנס. דאָס איז אַ מין פון דראָט וויירינג, אָבער איז ניט לימיטעד צו די נוצן פון בלויז 90 גראַד און 45 גראַד ווינקל שורה סעגמאַנץ. טאָפּאָלאָגיקאַל וויירינג איז דראָט וויירינג וואָס טוט נישט אַדכיר צו גרידס און קאָואָרדאַנאַץ און טוט נישט נוצן רעגולער אָדער ירעגיאַלער גרידס ווי פאָרעם-באזירט וויירינג. זאל אונדז דעפינירן דעם טערמין פלעקסאַבאַל וויירינג ווי דראָט וויירינג אָן פאַרפעסטיקט פאָרעם, וואָס ינייבאַלז ריקאַלקיאַליישאַן פון דראָט פאָרעם אין פאַקטיש צייט צו דערגרייכן די פאלגענדע טראַנספאָרמאַציע פּאַסאַבילאַטיז. בלויז אַרקס פון מניעות און זייער פּראָסט טאַנגענץ זענען געניצט צו פאָרעם די שורה פאָרעם. (מניעות אַרייַננעמען פּינס, קופּער שטער, פאַרבאָטן געביטן, האָלעס און אנדערע אַבדזשעקץ) טייל פון די קרייַז פון צוויי פּקב מאָדעלס. די גרין און רויט ווירעס לויפן אויף פאַרשידענע לייַערס פון די פּקב מאָדעל. די בלוי קרייזן זענען די פּערפעריישאַנז. די רויט עלעמענט איז כיילייטיד. There are also some red round pins. ניצן בלויז שורה סעגמאַנץ און מאָדעלס מיט אַ ווינקל פון 90 דיגריז צווישן זיי. פיגורע 1 ב איז אַ פּקב מאָדעל מיט אַרקס און אַרביטראַריש אַנגלעס. וויירינג אין קיין ווינקל קען ויסקומען מאָדנע, אָבער עס האט פילע אַדוואַנטידזשיז. די וועג עס איז ווייערד איז זייער ענלעך צו ווי ענדזשאַנירז ווייערד עס מיט האַנט אַ האַלב יאָרהונדערט צוריק. ווייזט אַ פאַקטיש פּקב דעוועלאָפּעד אין 1972 דורך אַן אמעריקאנער פירמע גערופֿן דיגיבאַרן פֿאַר גאַנץ האַנט וויירינג. This is a PCB board based on Intel8008 computer. די אַרביטראַריש ווינקל וויירינג געוויזן אין פיגורע 2 איז אַקשלי ענלעך. פארוואס וואָלט זיי נוצן אַרביטרערי ווינקל וויירינג? ווייַל דעם טיפּ פון וויירינג האט פילע אַדוואַנטידזשיז. אַרביטראַריש ווינקל וויירינג האט פילע אַדוואַנטידזשיז. ערשטער, נישט ניצן די אַנגלעס צווישן שורה סעגמאַנץ סאַוועס פּקב פּלאַץ (פּאָליגאָנס שטענדיק נעמען מער פּלאַץ ווי טאַנגענץ). Traditional automatic cablers can place only three wires between adjacent components (see left and center in Figure 3). אָבער, ווען וויירינג אין קיין ווינקל, עס איז גענוג פּלאַץ צו לייגן 4 ווירעס אויף דער זעלביקער דרך אָן ווייאַלייטינג די פּלאַן הערשן קאָנטראָלירונג (DRC). רעכן מיר האָבן אַ positive מאָדע שפּאָן און ווילן צו פאַרבינדן די שפּאָן פּינס צו צוויי אנדערע פּינס. בלויז 90 דיגריז נעמט אַ פּלאַץ פון פּלאַץ. ניצן אַרביטראַריש ווינקל וויירינג קענען פאַרקירצן די דיסטאַנסע צווישן די שפּאָן און אנדערע פּינס און רידוסט די שפּור. In this case, the area was reduced from 30 square centimeters to 23 square centimeters. ראָוטייטינג די שפּאָן אין קיין ווינקל קענען אויך צושטעלן בעסער רעזולטאַטן. In this case, the area was reduced from 23 square centimeters to 10 square centimeters. עס ווייזט אַ פאַקטיש פּקב. אַרביטראַריש ווינקל וויירינג מיט ראָוטייטינג שפּאָן פונקציע איז דער בלויז וויירינג אופֿן פֿאַר דעם קרייַז ברעט. דאָס איז נישט בלויז אַ טעאָריע, אָבער אויך אַ פּראַקטיש לייזונג (מאל די בלויז מעגלעך לייזונג). ווייזט אַ ביישפּיל פון אַ פּשוט פּקב. טאָפּאָלאָגי קאַבלער רעזולטאַטן, בשעת אָטאַמאַטיק קאַבלער רעזולטאַטן באזירט אויף אָפּטימאַל פאָרעם זענען פאָטאָס פון די פאַקטיש פּקב. א אָטאַמאַטיק קאַבלער באזירט אויף אָפּטימאַל פאָרעם קען נישט טאָן דאָס ווייַל די קאַמפּאָונאַנץ זענען ראָוטייטיד אין אַרביטראַריש אַנגלעס. איר דאַרפֿן מער שטח, און אויב איר טאָן נישט דרייען די קאַמפּאָונאַנץ, די מיטל איז צו זיין ביגער. אויסלייג פאָרשטעלונג וואָלט זיין ימפּרוווד שטארק אָן פּאַראַלעל סעגמאַנץ, וואָס זענען אָפט אַ מקור פון קראָססטאַלק. The level of crosstalk increases linearly as the length of parallel wires increases. As the spacing between parallel wires increases, crosstalk decreases quadratic. לאָמיר באַשטימען די הייך פון קראָססטאַלק געשאפן דורך צוויי פּאַראַלעל 1 מם ווירעס ספּייסט ד צו E. אויב עס איז אַ ווינקל צווישן די דראָט סעגמאַנץ, ווי די ווינקל ינקריסיז, די קראָססטאַלק מדרגה וועט זיין רידוסט. די קראָססטאַלק איז נישט אָפענגיק אויף די לענג פון די דראָט, אָבער בלויז אויף די ווינקל ווערט: ווו α רעפּראַזענץ די ווינקל צווישן די דראָט סעגמאַנץ. באַטראַכטן די פאלגענדע דריי וויירינג מעטהאָדס. אויף די לינקס זייַט פון פיגורע 8 (90 גראַד אויסלייג), עס איז די מאַקסימום דראָט לענג און די מאַקסימום עמי ווערט רעכט צו פּאַראַלעל שורה סעגמאַנץ. In the middle of Figure 8 (45 degree layout), the wire length and emi values are reduced. אויף די רעכט זייַט (אין קיין ווינקל) די דראָט לענג איז שאָרטיסט און עס זענען קיין פּאַראַלעל דראָט סעגמאַנץ, אַזוי די ינטערפיראַנס ווערט איז נעגלאַדזשאַבאַל. So arbitrary Angle wiring helps to reduce the total wire length and significantly reduce electromagnetic interference. איר אויך געדענקען די ווירקונג אויף סיגנאַל פאַרהאַלטן (קאָנדוקטאָרס זאָל נישט זיין פּאַראַלעל און זאָל נישט זיין פּערפּענדיקולאַר צו די פּקב פייבערגלאַס). Advantages of flexible wiring Manual and automatic movement of components does not destroy the wiring in flexible wiring. די קאַבלע אויטאָמאַטיש קאַלקיאַלייץ די אָפּטימאַל פאָרעם פון די דראָט (גענומען אין חשבון די נייטיק זיכערקייַט רעשוס). פלעקסאַבאַל קאַבלע קענען דעריבער שטארק רעדוצירן די צייט פארלאנגט צו רעדאַגירן די טאַפּאַלאַדזשי, נייסלי שטיצן קייפל ריקאַבלינג צו טרעפן קאַנסטריינץ. דאָס ווייַזן אַ פּקב פּלאַן וואָס מאָוועס דורך האָלעס און צווייַג פונקטן. בעשאַס אָטאַמאַטיק באַוועגונג, דראָט צווייַג פונקטן און דורך-האָלעס זענען אַדזשאַסטיד צו די אָפּטימאַל שטעלע. 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. ווען אַ דרך איז געפֿונען, עס איז פאַרפעסטיקט און ווערט טייל פון די מייז. די כיסאָרן פון סאַקווענטשאַל וויירינג איז אַז די וויירינג רעזולטאַט קען אָפענגען אויף די וויירינג סדר. אויב טאָפּאָלאָגיקאַל קוואַליטעט איז נאָך ווייַט פון שליימעסדיק, די פּראָבלעם פון “סטאַק” אַקערז אין לאָוקאַלי קליין געביטן. אָבער קיין ענין וואָס דראָט איר רירעוודיק, עס וועט נישט פֿאַרבעסערן די קוואַליטעט פון די וויירינג. דאָס איז אַ ערנסט פּראָבלעם אין אַלע CAD סיסטעמען מיט סאַקווענטשאַל אַפּטאַמאַזיישאַן. דאָס איז ווו די בענדינג ילימאַניישאַן פּראָצעס איז נוציק. ווירע בענדינג רעפערס צו דער דערשיינונג אַז אַ דראָט אין איין נעץ מוזן גיין אַרום אַ כייפעץ אויף אן אנדער נעץ צו אַקסעס אַ כייפעץ. Rewiring a wire will not correct this. א ביישפּיל פון בענדינג איז געוויזן. A lit red wire travels around a pin in the other network, and an unlit red wire connects to this pin. אָטאַמאַטיק פּראַסעסינג רעזולטאַטן זענען געוויזן. אין די רגע פאַל (אויף אן אנדער שיכטע), אַ לייטאַנד גרין דראָט איז אויטאָמאַטיש ריווירד דורך טשאַנגינג די וויירינג שיכטע (פֿון גרין צו רויט). עלימינירן דראָט בענדינג דורך אויטאָמאַטיש אָפּטימיזינג די דראָט פאָרעם (דערנענטערנ אַרקס מיט שורה סעגמאַנץ נאָר צו ווייַזן ביישפילן פון אַנגלעס אָן אַרקס). (שפּיץ) אָריגינעל פּלאַן, (דנאָ) נאָך ילימאַנייטינג בענדינג פּלאַן. רויט בענט ווירעס זענען כיילייטיד. אין אַ סטיינער בוים, אַלע שורות מוזן זיין פארבונדן ווי סעגמאַנץ צו ווערטיסעס (ענדפּוינץ און אַדישאַנז). אין די שפּיץ פון יעדער נייַ ווערטעקס, דריי סעגמאַנץ מוזן קאַנווערדזש און ניט מער ווי דריי סעגמאַנץ מוזן סוף. די ווינקל צווישן די שורה סעגמאַנץ וואָס קאַנווערדזש צו די ווערטעקס זאָל נישט זיין ווייניקער ווי 120 דיגריז. עס איז נישט זייער שווער צו בויען אַ סטיינער מיט די גענוג קאַנדישאַנאַל פּראָפּערטיעס, אָבער דאָס איז נישט דאַווקע מינימאַל. גריי סטעינער ביימער זענען נישט אָפּטימאַל, אָבער שוואַרץ סטעינער ביימער. אין פּראַקטיש קאָמוניקאַציע פּלאַן, פאַרשידענע מינים פון מניעות מוזן זיין קאַנסידערד. זיי באַגרענעצן די פיייקייט צו בויען מינימום ספּאַנינג ביימער מיט ביידע אַלגערידאַמז און סטעינער ביימער מיט דזשיאַמעטריק מעטהאָדס. די מניעות זענען געוויזן אין גרוי און מיר רעקאָמענדירן סטאַרטינג אין קיין סוף ווערטעקס. אויב עס איז מער ווי איין שכייניש טערמאַנייטינג ווערטעקס, איר זאָל קלייַבן איינער וואָס אַלאַוז איר צו פאָרזעצן ניצן די רגע ווערטעקס. עס דעפּענדס אויף די ווינקל. די הויפּט מעקאַניזאַם דאָ איז אַ קראַפט-באזירט אַלגערידאַם וואָס קאַלקיאַלייץ די פאָרסעס וואָס אַרבעט אויף די נייַ ווערטיסעס און ריפּיטידלי מאָוועס זיי צו אַ יקוואַליבריאַם פונט (די גרייס און ריכטונג פון די פאָרסעס אָפענגען אויף די ווירעס ביי די שכייניש צווייַג פונקטן). אויב די ווינקל צווישן אַ פּאָר פון שורה סעגמאַנץ פארבונדן צו אַ ווערטעקס (טערמינוס אָדער אַדישאַן) איז ווייניקער ווי 120 דיגריז, אַ צווייַג פונט קענען זיין מוסיף, און אַ מעטשאַניקאַל אַלגערידאַם קענען ווערן גענוצט צו אַפּטאַמייז די ווערטעקס שטעלע. 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. נאָך אַדינג אַ נייַ נאָדע, איר זאָל קאָנטראָלירן די מינימום פון אַ סובנעט קאַנסיסטינג פון פיר פּינס:

1. אויב אַ ווערטעקס איז מוסיף צו דער געגנט פון אן אנדער נייע ווערטעקס, טשעק פֿאַר די קלענסטער פיר-שפּילקע נעץ.

2. אויב די פיר-שפּילקע נעץ איז נישט מינימאַל, סעלעקטירן אַ פּאָר פון “דיאַגאָנאַל” (בילאָנגינג צו די פירעק-דיאַגאָנאַל) ענדפּוינץ אָדער ווירטואַל וואָקזאַל נאָודז (ווירטואַל וואָקזאַל נאָודז-דראָט בענדס).

3. די שורה אָפּשניט וואָס קאַנעקץ די ענדפּוינט (ווירטואַל ענדפּוינט) צו די ניראַסט נייַ ווערטעקס איז ריפּלייסט דורך די שורה אָפּשניט וואָס קאַנעקץ די ענדפּוינט (ווירטועל ענדפּוינט) צו די ווייַט נייַ ווערטעקס.

4. Use mechanical algorithms to optimize vertex positions.

דער מעטאָד קען נישט גאַראַנטירן די בויען פון דער קלענסטער נעץ, אָבער קאַמפּערד מיט אנדערע מעטהאָדס, עס קען דערגרייכן די סמאָלאַסט נעץ לענג אָן גרייזינג. עס אויך אַלאַוז אַרעאַס ווו ענדפּוינט קאַנעקשאַנז זענען פּראָוכיבאַטאַד, און די נומער פון ענדפּוינט נאָודז קענען זיין אַרביטרערי.

פלעקסאַבאַל וויירינג אין קיין ווינקל האט אנדערע טשיקאַווע אַדוואַנטידזשיז. למשל, אויב איר קענען אויטאָמאַטיש מאַך פילע אַבדזשעקץ מיט אָטאַמאַטיק ריאַלקיאַליישאַן פון דראָט פאָרעם אין פאַקטיש צייט, איר קענען מאַכן פּאַראַלעל סערפּאַנטיין שורות. דעם קאַבלינג אופֿן ניצט בעסער פּלאַץ, מינאַמייזאַז די נומער פון יטעריישאַנז און אַלאַוז פלעקסאַבאַל טאָלעראַנץ. אויב עס זענען צוויי סערפּאַנטיין שורות ינטערלייסט מיט יעדער אנדערע, די אָטאַמאַטיק קאַבלע וועט רעדוצירן די לענג פון איין אָדער ביידע, דיפּענדינג אויף די בילכערקייַט פון די הערשן.

באַטראַכטן די וויירינג פון BGA קאַמפּאָונאַנץ. אין דעם טראדיציאנעלן פּעריפעראַל-צו-צענטער צוגאַנג, די נומער פון טשאַנאַלז צו די פּעריפעריע איז רידוסט מיט 8 מיט יעדער סאַקסעסיוו שיכטע (רעכט צו אַ רעדוקציע אין פּערימעטער). למשל, אַ 28 קס 28 מם קאָמפּאָנענט מיט 784 פּינס ריקווייערז 10 לייַערס. עטלעכע פון ​​די לייַערס אין די דיאַגראַמע האָבן אנטרונען וויירינג. פיגורע 16 ווייזט XNUMX/XNUMX פון אַ BGA. אין דער זעלביקער צייט, מיט די וויירינג מעטאָד “צענטער צו פּעריפעריע”, די נומער פון טשאַנאַלז פארלאנגט צו אַרויסגאַנג צו די פּעריפעריע קען נישט טוישן פֿון שיכטע צו שיכטע. דאָס וועט שטארק רעדוצירן די נומער פון לייַערס. פֿאַר אַ קאָמפּאָנענט גרייס פון 28 קס 28 מם, 7 לייַערס זענען גענוג. פֿאַר גרעסערע קאַמפּאָונאַנץ, דאָס איז אַ געווינען-געווינען. פיגורע 17 ווייזט XNUMX/XNUMX פון די BGA. א ביישפּיל פון BGA וויירינג איז געוויזן. אויב איר נוצן די “צענטער צו פּעריפעריע” קאַבלינג צוגאַנג, מיר קענען פאַרענדיקן די קאַבלינג פון אַלע נעטוואָרקס. אַרביטראַריש ווינקל טאָפּאָלאָגיקאַל אָטאַמאַטיק קאַבלע קענען טאָן דאָס. טראַדיציאָנעל אָטאַמאַטיק קייבאַלז קענען נישט פירן דעם ביישפּיל. ווייזט אַ ביישפּיל פון אַ פאַקטיש פּקב, וווּ דער ינזשעניר רידוסט די נומער פון סיגנאַל לייַערס פֿון 6 צו 4 (קאַמפּערד מיט די באַשרייַבונג). אין אַדישאַן, ענדזשאַנירז בלויז האַלב אַ טאָג צו פאַרענדיקן די וויירינג פון די פּקב.