精華集萃【二】:PCB布線精粹—靈活布線的優勢
發布時間:2015-01-11 責任編輯:echolady
【導讀】PCB布線的方式一直在加速改進,靈活地布線方式也多了起來。現在人們不斷地改進和提高,布線的質量已經有了明顯的提升。PCB布線方式之前已經通過《精華集萃【一】:PCB任意角度布線的巧思及優勢》來闡述,那麼本文要講解的是PCB布線的靈活布線的優勢。
靈活布線的優勢
元件的人工和自動移動不會破壞靈活布線中的走線。布線器會自動計算導線的最佳形狀(考慮必要的安全間隙)。因此靈活布線可以極大地減少編輯拓撲所需的時間,很好地支持因為要滿足限製條件而做的多次重新布線。圖1a顯示的是一個PCB設計,移動過孔和分支點後的結果如圖1b所示。

圖1:自動移動過孔(淡藍色圓)和分支點。(a)原始設計的一部分,(b)移動過孔後的設計,(c)分支點(3條紅色導線)被自動移動到最佳位置。
在自動移動過程中,導線分支點和過孔被調整到最佳位置(如圖1c所示)。在大多數計算機輔助設計(CAD)係統中,布線互連問題被簡化為在焊盤、禁jin布bu區qu和he已yi布bu好hao的de導dao線xian形xing成cheng的de迷mi宮gong中zhong按an順shun序xu尋xun找zhao成cheng對dui點dian之zhi間jian的de路lu徑jing問wen題ti。當dang找zhao到dao一yi條tiao路lu徑jing時shi,它ta就jiu被bei固gu定ding下xia來lai,並bing成cheng為wei迷mi宮gong的de一yi部bu分fen。順shun序xu布bu線xian的de缺que點dian是shi布bu線xian結jie果guo可ke能neng與yu布bu線xian的de順shun序xu有you關guan。
當拓撲質量仍然離完美很遠時,在局部很小的區域將發生“被困住”的問題。但不管你重新布線哪根導線,都無法改善布線的質量。這是在使用順序優化的所有CAD係統中都存在的很嚴重的問題。
zheshiyingyongdawanxiaochuguochengjiuhenyouyongle。daoxiandawanshizhimoutiaowangluozhongdedaoxianxiangyaojierumougewutishibixuweizhelingyitiaowangluoshangdewutisizhouxingzoudexianxiang。zhongxinbuxianyitiaodaoxianbingbunengjiuzhengzhezhongxianxiang。
圖2a顯示了一個打彎的例子。一條點亮的紅色導線圍繞另一條網絡的一個引腳行走,一條未點亮的紅色導線接入這個引腳。圖2b顯示了自動處理結果。在第2種情況中(另一層上),一條點亮的綠色導線通過改變布線層得到了自動調整(重新布線)(從綠色層到紅色層)。


[page]
在Steiner樹中,所有連線都必須以線段方式連接到頂點(終點和新增點)。在每個新增頂點的頂部,三個線段必須彙聚在一起,終點的線段不得超過3個。集中到頂點的線段之間的夾角不得小於120度。構造具有這些充足條件性能的Steiner不是很困難,但沒有必要是最小的。圖3中的灰色Steiner樹不是最優的,但黑色Steiner樹是最優的。

圖3:灰色Steiner樹不是最優的,但黑色Steiner樹是最優的。
在實際通信設計中,必須考慮到存在不同種類的障礙物。它們會限製使用兩種算法構造最小生成樹(圖4a)的能力和使用幾何方法構造Steiner樹(圖4b)的能力。圖中用灰色表示障礙物。
圖4:樹和(灰色顯示的)障礙物。(a)最小生成樹,(b)Steiner樹。
我(wo)們(men)建(jian)議(yi)從(cong)任(ren)意(yi)一(yi)個(ge)終(zhong)結(jie)頂(ding)點(dian)開(kai)始(shi)。如(ru)果(guo)有(you)超(chao)過(guo)一(yi)個(ge)的(de)相(xiang)鄰(lin)終(zhong)結(jie)頂(ding)點(dian),你(ni)應(ying)該(gai)選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)允(yun)許(xu)你(ni)繼(ji)續(xu)使(shi)用(yong)第(di)二(er)個(ge)頂(ding)點(dian)的(de)那(na)個(ge)頂(ding)點(dian)。這(zhe)是(shi)由(you)角(jiao)度(du)決(jue)定(ding)的(de)。這裏的主要機製是一種基於力的算法,它會計算作用在新增頂點上的力,並反複移動它們到一個平衡點(力的幅度和方向取決於鄰近分支點的導線)。如果接入某個頂點(終點或新增點)的一對線段之間的角度小於120度(圖5a和圖5b),可以再增加一個分支點(圖5b和圖5d),然後使用力學算法優化頂點的位置(圖5c和圖5d)。最終結果如圖5e所示。

1.如果頂點增加到其它新增頂點的鄰近位置,要檢查最小的四引腳網絡(圖5a)。
2.如果四引腳網絡不是最小的,選擇一對“對角”(屬於四邊形對角線)終點或虛擬的終端節點(虛擬終端節點-導線彎曲)。
3.連接終點(虛擬終點)到最近的新增頂點的線段被連接終點(虛擬終點)到遠處的新增頂點的線段所代替(圖5b)。
4.使用力學算法優化頂點的位置(圖5c)。

圖5:重新構建四引腳子網(a-c):算法步驟。
zhezhongfangfabingbubaozhenggoujianzuixiaodewangluo,danxiangbiqitafangfa,tabuyongmujujiunengshixianzuixiaodewangluochangdu。tahaikaolvdaolezhongdianlianjiebeijinzhidequyu,bingqiezhongduanjiedianshuliangkeyishirenyide。其它優勢
任ren何he角jiao度du靈ling活huo布bu線xian還hai有you其qi它ta一yi些xie有you趣qu的de優you勢shi。例li如ru,如ru果guo你ni能neng借jie助zhu自zi動dong的de實shi時shi導dao線xian形xing狀zhuang重zhong新xin計ji算suan功gong能neng自zi動dong移yi動dong許xu多duo物wu體ti,你ni可ke以yi創chuang建jian並bing行xing的de蛇she形xing線xian。這zhe種zhong布bu線xian方fang式shi能neng夠gou更geng好hao的de利li用yong空kong間jian,最zui大da限xian度du地di減jian小xiao反fan複fu次ci數shu,並bing且qie允yun許xu靈ling活huo地di使shi用yong容rong差cha(見圖6)。如果有兩條蛇形線相互交織在一起,自動布線器會減小其中一條或同時減小兩條的長度,具體取決於規則優先級。

相關閱讀:
精華集粹【一】:PCB任意角度布線的巧思及優勢
【PCB設計小貼士3】輕鬆搞定“PCB布線設計“的經驗之談
【PCB設計小貼士1】PCB布線設計的經驗之談
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 從土豆電池到精準農業:科學經典的現代回響
- 讓AI更懂生活:貿澤電子EIT係列探索AI在日常產品中的實用化設計
- 從“可演示”到“可部署”:人形機器人全鏈路測試驗證體係構建
- e絡盟與Same Sky簽署全球分銷協議,拓展高性能元器件版圖
- 告別“偏色”煩惱:光譜傳感器如何重塑手機攝影的真實色彩
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索




