|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Московский государственный институт электроники и математикиСтр 1 из 4Следующая ⇒
Московский государственный институт электроники и математики
Кафедра вычислительных систем и сетей
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МЕТРИЧЕСКИХ И ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКТИВНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ НА ЭТАПЕ КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В САПР ЭВА
Методические указания к выполнению самостоятельной работы Москва 2014
Составитель: профессор, д.т.н. А.В. Вишнеков
Предварительная оценка метрических и топологических параметров конструктивно-функциональных модулей на отеле конструкторского проектирования в САПР ЭВМ: Метод. указ. к выполнению самостоятельной работы по направлению 09.03.01 /МИЭМ НИУ ВШЭ; сост. А.В. Вишнеков, Л.С. М., 2014, 30с.
Методические указания для самостоятельного изучения темы: " Предварительная оценка метрических и топологических параметров конструктивно-функциональных модулей" являются составной частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Конструкторско- технологическая подготовка производства ЭВМ».
Табл. 1. Ил. 14. Библиогр.: 8 назв.
Рецензент ст. преп., канд. техн. наук Л.А.Клыгина СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 4
1. Методика предварительной оценки средней длины связи. 5
2. Методика предварительной оценки габаритных размеров 2.1. Построение графовой модели конструктивно-функционального модуля. 9 2.2. Определение веса вершины графовой модели.. 10 2.3. Определение веса ребра графовой модели.. 11 2.4. Оценка числа пересечений межэлементными соединениями вертикальных и горизонтальных сечений модуля. 11 2.5. Оценка числа транзитных проводников. 13 2.6. Определение необходимой площади коммутационного поля модуля. 14 2.7. Влияние расположения внешних выводов модуля на количество соединений в вертикальных и горизонтальных сечениях.. 16
3. Методика предварительной оценки числа межслойных переходов. 21 3.1. Оценка суммарной длины сигнальных соединений.. 22 3.2. Оценка плотности непересекающихся отрезков соединений в канале трассировки. 23 3.3. Оценка количества межслойных переходов, возникающих при трассировке одного соединения. 23 3.4. Оценка общего количества межслойных переходов. 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 24
4. Контрольные вопросы. 24
5. Варианты заданий для выполнения самостоятельной работы.. 25
Библиографический список. 27
ВВЕДЕНИЕ
Анализ тенденций развития технологии производства перспективных образцов ЭВА показывает, что одной из основных тенденций является возрастание сложности разрабатываемых конструктивно-функциональных модулей. Поэтому в последнее время все чаще возникают ситуации, когда конструктор уже не может принимать рациональные решения по выбору конструктивных и технологических параметров модуля на этапе аванпроектирования с точки зрения качества проведения последующих проектных процедур в САПР [1]. Начали удлиняться сроки проектирования, и, что еще хуже, на испытания стали поступать модули все менее и менее соответствующие заданным требованиям. В результате, неизбежные переделки, резкое удорожание устройства и увеличение сроков его реализации. Поэтому, на повестку дня выдвигается проблема принципиального изменения всей технологии проектирования. Её особенность – предварительный анализ принимаемых проектных решений с точки зрения организации последующих проектных процедур, организация человеко-машинных процедур, позволяющих проектировщику до конца использовать свои творческие возможности. Основную трудоемкость при проведении этапа аванпроектирования составляют задачи определения допустимой плотности компоновки элементов, оптимального пространственного расположения элементов и их межсоединений. Значительная трудоемкость этих задач обусловливается следующими признаками: · анализ большого числа вариантов для выбора " базового" решения; · сложными итеративными связями как отдельных задач этапа аванпроектирования, так и всего этапа в целом с другими этапами проектирования; · повторным решением данных задач при изменения отдельных конструктивных и технологических параметров модуля. Учитывая отмеченные выше обстоятельства, решение задачи проектирования конструктивно-функциональных модулей ЭВА интуитивными методами становится нерентабельным. Это приводит к необходимости разработки формальных методов и создания на их основе автоматизированных систем анализа и выбора проектных решений. Ниже представлены методики предварительной оценки ряда параметров, существенно влияющих на выбор конструкторского решения на этапе аванпроектирования. К ним относятся: 1. Средняя длина межэлементных связей. 2. Допустимые габаритные размеры коммутационного поля. 3. Количество межслойных переходов, образующихся при трассировке сигнальных соединений. 1. Методика предварительной оценки средней длины связи.
Дерево целей [1] для оценки средней длины связи, полученное на основе декомпозиции поставленной задачи представлено на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Дерево целей для оценки средней длины связи S0 – оценка средней длины связи, S1 – оценка средней площади связности элементов на коммутационном поле, S2 – оценка коэффициента связности элементов.
Оценку средней длины связи проведем для элементов, расположенных матричным способом на коммутационном поле прямоугольной формы. Длину проводника, соединяющего точки с координатами (хi, уi) и (xj, уj; ) в дальнейшем будем определять как манхеттенову длину [6], то есть:
Рассмотрим модуль с элементами, расположенными матричным способом (в узлах прямоугольной решетки), представленный на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Модуль с элементами, расположенными матричным способом. Разобьём площадь коммутационного поля на прямоугольники в соответствии с числом посадочных мест для элементов (рис. 1.2). В дальнейших рассуждениях в качестве единицы измерения площади будем принимать площадь одного такого прямоугольника. Введем понятие средней площади связности элементов. Под площадью связности элементов понимается площадь, занимаемая на плате данным элементом и элементами непосредственно с ним связанными. Среднюю площадь связности элементов определим по формуле:
где Si – площадь связности i-го элемента, N – общее количество элементов на коммутационном поле.
Анализ алгоритмов размещения, используемых в современных САПР показывает, что при оценке средней длины связи проектируемого модуля, необходимо выделять два случая размещения элементов. Случай 1. Элементы размещаются по критерию минимальной суммарной длины связей, т.е. элементы, связанные между собой, располагаются ближе друг к другу на коммутационном поле. Случай 2. Связанные между собой элементы располагаются случайным образом на коммутационном поле. В общем случае эта ситуация соответствует таким критериям размещения элементов как равномерность плотности размещения связей, равномерность распределения мощности, рассеиваемой компонентами в различных областях плоскости размещения. Рассмотрим методику предварительной оценки средней длины межэлементной связи для двух вышеуказанных случаев. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленные методики предварительной оценки средней длины межэлементных связей, допустимых габаритных размеров конструктивно-функционального модуля и количества межслойных переходов позволят конструктору на этапе аванпроектирования осуществить обоснованный выбор следующих конструктивных и технологических параметров: · ширину печатных соединений, · допустимое расстояние между соседними печатными соединениями, · количество элементов, размещаемых на коммутационном поле модуля, · шаг размещения элементов по оси X и по оси Y. А также выбрать ориентацию элементов на коммутационном поле и сторону расположения разъёма. Необходимо подчеркнуть, что в случае применения адаптивных САПР оценка указанных выше параметров обеспечивает возможность настройки САПР на решение конкретной задачи конструкторского проектирования, что позволяет в целом оптимизировать весь процесс проектирования конструктивно-функционального модуля.
4. Контрольные вопросы.
1. Чем обусловлена необходимость автоматизации этапа аванпроектирования конструктивно-функциональных модулей ЭВА? 2. Какие параметры являются наиболее существенными при выборе конструкторского решения модулей ЭВА? 3. Из каких основных этапов состоит методика предварительной оценки средней длины межэлементной связи? 4. Как определяется манхеттенова длина сигнального соединения? 5. От чего зависит средняя площадь связности элементов? 6. Как зависит величина средней длины связи от критерия размещения элементов на коммутационном поле? 7. Приведите основные этапы методики оценки габаритных размеров коммутационного поля. 8. Как строится графовая модель конструктивно-функционального модуля? 9. Как определить вес вершины и вес ребра графовой модели? 10. Как по графовой модели определить число пересечений межэлементными соединениями вертикальных и горизонтальных сечений модуля? 11. Чем определяются габаритные размеры коммутационного поля? 12. Как влияет расположение и количество внешних выборов модуля на его габаритные размеры? 13. Назовите основные этапы методики предварительной оценки числа межслойных переходов. 14. Как определяется суммарная длина сигнальных соединений? 15. От чего зависит плотность непересекающихся отрезков соединений в канале трассировки? 16. Чем определяется качество межслойных переходов, возникающих при трассировке одного соединения?
5. Варианты заданий для выполнения самостоятельной работы
Произвести предварительную оценку средней длины связи, габаритных размеров печатной платы (сравнить заданные габариты печатной платы с полученными в результате оценки) и количества межслойных переходов при заданных параметрах.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Таблица 2.22 Варианты для заданий 1-2
Таблица 2.23 Варианты для заданий 3-7
Таблица 2.24 Спецификация элементов схемы (рис. 2.57)
Таблица 2.25 Спецификация элементов схемы (рис. 2.58)
Таблица 2.26 Спецификация элементов схемы (рис. 2.59)
Таблица 2.27 Спецификация элементов схемы (рис. 2.60)
Таблица 2.28 Спецификация элементов схемы (рис. 2.61)
Таблица 2.29 Спецификация элементов схемы (рис. 2.62)
Таблица 2.30 Спецификация элементов схемы (рис. 2.63)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Варианты схем
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Московский государственный институт электроники и математики
Кафедра вычислительных систем и сетей
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МЕТРИЧЕСКИХ И ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКТИВНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ НА ЭТАПЕ КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В САПР ЭВА
Методические указания к выполнению самостоятельной работы Москва 2014
Составитель: профессор, д.т.н. А.В. Вишнеков
Предварительная оценка метрических и топологических параметров конструктивно-функциональных модулей на отеле конструкторского проектирования в САПР ЭВМ: Метод. указ. к выполнению самостоятельной работы по направлению 09.03.01 /МИЭМ НИУ ВШЭ; сост. А.В. Вишнеков, Л.С. М., 2014, 30с.
Методические указания для самостоятельного изучения темы: " Предварительная оценка метрических и топологических параметров конструктивно-функциональных модулей" являются составной частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Конструкторско- технологическая подготовка производства ЭВМ».
Табл. 1. Ил. 14. Библиогр.: 8 назв.
Рецензент ст. преп., канд. техн. наук Л.А.Клыгина СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 4
1. Методика предварительной оценки средней длины связи. 5
2. Методика предварительной оценки габаритных размеров 2.1. Построение графовой модели конструктивно-функционального модуля. 9 2.2. Определение веса вершины графовой модели.. 10 2.3. Определение веса ребра графовой модели.. 11 2.4. Оценка числа пересечений межэлементными соединениями вертикальных и горизонтальных сечений модуля. 11 2.5. Оценка числа транзитных проводников. 13 2.6. Определение необходимой площади коммутационного поля модуля. 14 2.7. Влияние расположения внешних выводов модуля на количество соединений в вертикальных и горизонтальных сечениях.. 16
3. Методика предварительной оценки числа межслойных переходов. 21 3.1. Оценка суммарной длины сигнальных соединений.. 22 3.2. Оценка плотности непересекающихся отрезков соединений в канале трассировки. 23 3.3. Оценка количества межслойных переходов, возникающих при трассировке одного соединения. 23 3.4. Оценка общего количества межслойных переходов. 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 24
4. Контрольные вопросы. 24
5. Варианты заданий для выполнения самостоятельной работы.. 25
Библиографический список. 27
ВВЕДЕНИЕ
Анализ тенденций развития технологии производства перспективных образцов ЭВА показывает, что одной из основных тенденций является возрастание сложности разрабатываемых конструктивно-функциональных модулей. Поэтому в последнее время все чаще возникают ситуации, когда конструктор уже не может принимать рациональные решения по выбору конструктивных и технологических параметров модуля на этапе аванпроектирования с точки зрения качества проведения последующих проектных процедур в САПР [1]. Начали удлиняться сроки проектирования, и, что еще хуже, на испытания стали поступать модули все менее и менее соответствующие заданным требованиям. В результате, неизбежные переделки, резкое удорожание устройства и увеличение сроков его реализации. Поэтому, на повестку дня выдвигается проблема принципиального изменения всей технологии проектирования. Её особенность – предварительный анализ принимаемых проектных решений с точки зрения организации последующих проектных процедур, организация человеко-машинных процедур, позволяющих проектировщику до конца использовать свои творческие возможности. Основную трудоемкость при проведении этапа аванпроектирования составляют задачи определения допустимой плотности компоновки элементов, оптимального пространственного расположения элементов и их межсоединений. Значительная трудоемкость этих задач обусловливается следующими признаками: · анализ большого числа вариантов для выбора " базового" решения; · сложными итеративными связями как отдельных задач этапа аванпроектирования, так и всего этапа в целом с другими этапами проектирования; · повторным решением данных задач при изменения отдельных конструктивных и технологических параметров модуля. Учитывая отмеченные выше обстоятельства, решение задачи проектирования конструктивно-функциональных модулей ЭВА интуитивными методами становится нерентабельным. Это приводит к необходимости разработки формальных методов и создания на их основе автоматизированных систем анализа и выбора проектных решений. Ниже представлены методики предварительной оценки ряда параметров, существенно влияющих на выбор конструкторского решения на этапе аванпроектирования. К ним относятся: 1. Средняя длина межэлементных связей. 2. Допустимые габаритные размеры коммутационного поля. 3. Количество межслойных переходов, образующихся при трассировке сигнальных соединений. 1. Методика предварительной оценки средней длины связи.
Дерево целей [1] для оценки средней длины связи, полученное на основе декомпозиции поставленной задачи представлено на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Дерево целей для оценки средней длины связи S0 – оценка средней длины связи, S1 – оценка средней площади связности элементов на коммутационном поле, S2 – оценка коэффициента связности элементов.
Оценку средней длины связи проведем для элементов, расположенных матричным способом на коммутационном поле прямоугольной формы. Длину проводника, соединяющего точки с координатами (хi, уi) и (xj, уj; ) в дальнейшем будем определять как манхеттенову длину [6], то есть:
Рассмотрим модуль с элементами, расположенными матричным способом (в узлах прямоугольной решетки), представленный на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Модуль с элементами, расположенными матричным способом. Разобьём площадь коммутационного поля на прямоугольники в соответствии с числом посадочных мест для элементов (рис. 1.2). В дальнейших рассуждениях в качестве единицы измерения площади будем принимать площадь одного такого прямоугольника. Введем понятие средней площади связности элементов. Под площадью связности элементов понимается площадь, занимаемая на плате данным элементом и элементами непосредственно с ним связанными. Среднюю площадь связности элементов определим по формуле:
где Si – площадь связности i-го элемента, N – общее количество элементов на коммутационном поле.
Анализ алгоритмов размещения, используемых в современных САПР показывает, что при оценке средней длины связи проектируемого модуля, необходимо выделять два случая размещения элементов. Случай 1. Элементы размещаются по критерию минимальной суммарной длины связей, т.е. элементы, связанные между собой, располагаются ближе друг к другу на коммутационном поле. Случай 2. Связанные между собой элементы располагаются случайным образом на коммутационном поле. В общем случае эта ситуация соответствует таким критериям размещения элементов как равномерность плотности размещения связей, равномерность распределения мощности, рассеиваемой компонентами в различных областях плоскости размещения. Рассмотрим методику предварительной оценки средней длины межэлементной связи для двух вышеуказанных случаев. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 722; Нарушение авторского права страницы
(1.1)
, (1.2)
