ІНТЕРАКТИВНЕ РОЗМІЩЕННЯ КОМПОНЕНТІВ ДРУКОВАНИХ ВУЗЛІВ ТА БАГАТОШАРОВИХ КЕРАМІЧНИХ ПЛАТ . Лабораторна робота з Інші. Робота № 500661

ІНТЕРАКТИВНЕ РОЗМІЩЕННЯ КОМПОНЕНТІВ ДРУКОВАНИХ ВУЗЛІВ ТА БАГАТОШАРОВИХ КЕРАМІЧНИХ ПЛАТ

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Кафедра електронних приладів

Інформація про роботу

Рік:

2015

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Інші

Група:

ЕПП – 11

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” ІНСТИТУТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ, РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ КАФЕДРА ЕЛЕКТРОННИХ ПРИЛАДІВ Лабораторна робота №3 ІНТЕРАКТИВНЕ РОЗМІЩЕННЯ КОМПОНЕНТІВ ДРУКОВАНИХ ВУЗЛІВ ТА БАГАТОШАРОВИХ КЕРАМІЧНИХ ПЛАТ Виконав: ст.гр. ЕПП-11 Перевірив: Львів-2010 р. 1. МЕТА РОБОТИ 1.1. Ознайомитись з алгоритмами розміщення компонентів (послідовним та парних перестановок) за літературою [1] або за конспектом лекцій з дисципліни «Автоматизація проектування елементів та пристроїв електронної техніки». 1.2. Ознайомитись з методикою інтерактивного розміщення компонентів в ГР PCB САПР P-CAD [2]. 1.3. Інтерактивним методом розмістити компоненти багатошарово∙керамічної плати в ГР PCB САПР P-CAD. 2. ЗАВДАННЯ ТА ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ 2.1. Вмикаємо комп'ютер. 2.2. Переконуємось у наявності на диску D папки з іменем групи, наприклад EPP5 . В цій папці має бути файл з розширенням net, ім’я якого відповідає прізвищу студента. 2.3. Виконуємо інтерактивне розміщення компонентів згідно з методикою, наведеною в додатку. 2.4. Показуємо результати виконання роботи викладачу. 2.5. Записуємо результати виконання роботи на диск D в папку EPP5 та на персональний зовнішній носій інформації. 3. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ 3.1. Постановка задачі розміщення компонентів На етапі розміщення компонентів використовуються такі вхідні дані: - електрична принципова схема або список ланцюгів; - конструктивні параметри елементів (форма, геометричні розміри та інші); - параметри робочого монтажного поля (габарити поля, розміри дискретів для розміщення компонентів, координати областей, які заборонені для розміщення компонентів). Основна мета задачі розміщення компонентів полягаєі у створенні найкращих умов для наступного трасування провідників. В більшості випадків як критерій оптимальності на етапі розміщення компонентів використовуїться вимога мінімізації сумарної довжини проввдників. 3.2. Алгоритми розміщення компонентів Алгоритми розміщення компонентів можна розділити на такі основні групи: - послідовні (конструктивні); - на основі математичних та фізичних аналогів; - ітераційні. Для проектування цифрової апаратури найчастіше використовується послідовний алгоритм розміщення компонентів на дискретному робочому полў. При цьому на кожному кроці за допомогою послідовного алгоритму вирішуються дві основні задачі: - вибір чергового компонента для розміщення; - вибір дискрету робочого поля для розміщення даного компонента. При вирішенні першої задачі використовується критерій максимально∙кількості зв'язків поточного компонента з компонентами, які в даний час вже розміщені, другої - мінімальна сумарна довжина провідників, що з'єднують компоненти. Ітераційний алгоритм парних перестановок призначений для покращення початкового розмўщення компонентів, тобто для мінімізації сумарної довжини провідників. У цьому випадку два компоненти міняються місцями в визначається сумарна довжина провідників. Якщо отримана сумарна довжина провідників менша, ніж попередня, компоненти фіксуються на нових місцях, в іншому випадку ця перестановка анулюється і проводиться нова. 3.3. Графічний редактор P-CAD РСВ 3.3.1. Настроюванняконфігурації Після запуску графічного редактора (файл РСВ.ЕХЕ) необхідно настроїти його конфігурацію, параметри якої встановлюються в поточному файлі і зберігаються для подальших сеансів проектування ДП. Настройка параметрів проводиться при виклику відповідних опцій меню Options в закладках General, Online DRC, Route і Manufacturing. У області Units закладки General вибирається система одиниць. У області Workspase Size вказується розмір робочої області для розміщення компонентів і трасування електричних з'єднань. Завдання кроку сітки виконується командою Options/Grid. 3.3.2. Структура шарів друкованої плати Шари можна використати по замовчуванню, а також створювати і видаляти після виконання команди Options/Layers. У закладці Layers в області Туре шари плати поділяються на три типи і позначаються: Signal - шар разводки провідників, позначажється першим символом S. Plane - шар металізації, позначається першим символом Р. Non Signal - допоміжні шари, позначаються першим символом N. Список шарів проекту вказується в стовпці Layers: Тор - провідники на верхній стороні плати (сторона установки компонентів); Top Assy - атрибути на верхній стороні плати (текстові позначення компонентів); Top Silk -шовкографія на верхній стороні плати (позиційні позначення компонентів); Top Paste - графіка пайки на верхній стороні плати; Top Mask - графіка маски пайки на верхній стороні плати; Bottom - провідники на нижній стороні плати; Bot Mask - графіка маски пайки на нижній стороні плати; Bot Paste - графіка пайки на нижній стороні плати; Bot Silk -шовкография на нижній стороні плати; Bot Assy - атрибути на нижній стороні плати; Board - границі плати. Кожний шар може бути включений (Enable, символ Е) або вимкнений (Disable, символ D). Вказані установки проводяться після виділення імені шара і натисненні відповідних кнопок, які знаходяться в правій частині панелі. Всі шари (крім поточного) можна вимкнути кнопкою Disable All, a включити - кнопкою Enable All. 3.3.3. Упаковування схеми на друковану плату В шарі Board потрібно намалювати замкнений контур плати. Рисування проводиться за допомогою команд Place/Line. Командою Utils/Load Netlist завантажується файл списку з'єднань (розширення - net) ДП. Прапорець Optimize Nets - включає режим оптимізації довжин з'єднань шляхом «перестановки» логічно еквівалентних вентилів і контактів. Якщо цей режим вимкнений, то зв'язки проводяться в тому порядку, в якому вони записані в списку з'єднань. Прапорець рекомендується включити після впорядкування розміщення компонентів вручну або по команді Utils/Optimize Nets; Прапорець Reconnect Cooper - дозволяє підключати до ланцюгів схеми дільниці металізації, що є на платі. Якщо цей режим вимкнений, т о екрани, що є на платі розглядаються як вільні області; Прапорець Check for Cooper Sharing - включає режим перевірки наявності помилок на платі із заздалегідь розміщеними компонентами і частиною заздалегідь проведених з'єднань. У результаті частина електричних з'єднань вважається вже відтрасованою або підлягає до трасування. Прапорець Create Pseudo Pattern - допускає завантаження списку з'єднань, що містить посилання на компоненти, що не мають приєднаних корпусів. 3.3.4. Розміщення компонентів на платі Після упаковки схеми на ДП можна приступати до впорядкованого (з точки зору розробника) розміщення компонентів на площині плати. Спроби розробки алгоритмів для автоматичного розміщення компонентів на плату, на жаль, не привели до прийнятних результатів, що задовольняють розробника. Дуже багато умов, які не піддаються формалізації, виникає при розробці кожного проекту. Тому затвердилася практика розміщувати компоненти на плату вручну. «Павутина» ліній зв'язків, що з'являється між компонентами, дозволяє розробнику орієнтуватися при розміщенні компонентів. При переміщенні компонентів вказана «павутина» переміщається разом з компонентом. Компоненти при установці можна розвертати (клавіша R) або перенести на протилежну сторону плати (клавіша F). При розміщенні компонентів можна приховати або зробити видимими електричні зв'язки для одного або декількох кіл, можна перейменувати одне коло або групу кіл, можна відредагувати значення атрибутів. Для цих і інших цілей служить діалогове вікно команди Edit/Nets. У вікні Nets відображені імена всіх кола проекту,а в вікні Nodes вказані імена компонентів і номери їх контактів, пов'язані з виділеним колом. Можна виділити всі кола списку (кнопка Set All Nets). Або після натиснення на кнопку Set Nets By Attribute виділити всі кола, що мають однакове значення атрибута (наприклад, однакову ширину провідника Width). Виділення кіл по атрибуту виконується в діалоговому вікні, що з'явилося. Зняття виділення всіх кіл проводиться кнопкою Clear All Nets. Потрібне коло можна виділити за його ім'ям. Кнопка Set Nets By Node Count дозволяє вибрати кола з мінімальним і максимальним числом контактів, значення яких встановлюються у вікнах Min і Мах. Кнопка Edit Attributes дозволяє перейти до редагування або установки атрибутів виділеного кола. Кнопка View Attributes відкриває редактор Notepad для перегляду встановлених атрибутів кола. 3.3.5. Оптимізація електричних зв'язків Дана операція проводиться перед початком трасування з'єднань на ДП з метою мінімізації загальної довжини фізичних зв'язків між компонентами і оптимізації гістограми густини з'єднань. Для цієї мети застосовується команда Utils/Optimize Nets. У області Method можна вибрати режим оптимізації: Auto - автоматична оптимізація; Manuel Gate Swap - ручна парна перестановка еквівалентних вентилів; Manuel Pin Swap - ручна парна перестановка еквівалентних виводів. При виборі автоматичного методу розміщення в області Auto Options доступні наступні опції: Gate Swap - перестановка еквівалентних вентилів; Pin Swap - перестановка еквівалентних виводів; Entire Design - оптимізація зв'язків в межах всього проекту (після виділення всіх компонентів). Опція Selected Objects оптимізує зв'язки між заздалегідь вибраними об'єктами. При перестановці виводів повинні дотримуватися певні умови: величина логічної еквівалентності виводу Pin Eg не повинна бути дорівнює нулю. І це значення повинне бути однаковим для двох виводів, що переставляються. Перестановка нееквівалентних виводів проводиться тільки вручну; при приєднаному до вивода кола або області металізації перестанрвка виводів не проводиться; якщо коло, що приєднане до виводу, має атрибут Optimize= "No" (коло не оптимізується), то перестановка виводів не проводиться; якщо компонент має атрибут Noswap= "Yes" (заборона перестановки компонента), то перестановка виводів не проводиться. При перестановці вентилів повинні дотримуватися певні умови: вентилі повинні бути логічно еквівалентними і належати до компонентів одного і того ж типу (Туре) і номінала (Value). Ця умова дозволяє переставляти дискретні компоненти - резистори, конденсатори тощо; якщо коло, приєднане до виводу, має атрибут Optimize= "No", то перестановка вентилів не проводиться; якщо компонент має атрибут Noswap= "Yes", то перестановка вентилів не проводиться; при приєднаному до виводу вентиля провідника або області металізації перестановка вентилів не проводиться. Після натиснення кнопки ОК відбувається оптимізація електричних з'єднань і з'являється повідомлення, в якому вказуються параметри оптимізації кіл (Setting), поточний стан процесу оптимізації (Current Status) і звіт про результати оптимізації (Cumulative Status): Numbers of gates Swapped - число переставлених вентилів; Numbers of pins Swapped - число переставлених виводів; All net total length before - загальна довжина кіл до оптимізації; All net total length after - загальна довжина кіл після оптимізації; All net total length changed - відносна зміна загальної довжини кіл після оптимізації; Selected net total length before - довжина вибраних кіл до оптимізації; Selected net total length after - довжина вибраних кіл після оптимізації; Selected net total length changed - відносна зміна вибраних кіл після оптимізації. Для ручної перестановки вентилів у вікні Utils/Optimize Nets включають прапорець Manual Gate Swap і натискають кнопку ОК. Курсор приймає форму діагонального перехрестя. Відміняється режим перестановки натисненням правої кнопки миші або клавіші Esc. Потім клацають по контактній площадці першого вентиля, що переставляється. У результаті всі кола, приєднані до вибраного вентиля, забарвлюються в блакитний колір. А всі кола і виводи, належні еквівалентним вентилям, забарвлюються в фіолетовий колір. Далі клацають по виводу вентиля, який треба переставити з першим вибраним вентилем. З'являється діалогове вікно, в якому, відображається поточна довжина кіл (стовпець Manhattan Length) і можлива зміна їх відносної (стовпець Percent change) довжини при перестановці вентилів. Натисніть кнопку Swap, якщо вирішилися зробити перестановку. У разі спроби перестановки нееквівалентних вентилів лунає застережливий звуковий сигнал. Всі перестановки необхідно зафіксувати в файлі змін (ЕСО-файл) після виконання команди Utils/Record ECOs. Цей файл використовується для подальшої корекції схеми. 4.Методика виконання лабораторної роботи 4.1. З «робочого столу» завантажуємо програму Shematic. 4.2. Активізовуємо команду Utils/P-CAD PCB. 4.3. Активізовуємо команду Options/Configure. В опції Units установлюємо одиниці вивірювання в мм (рис. 1). Активізовуємо кнопку OK. Рис. 1. Вікно команди Options/Configure 4.4. Активізовуємо команду Options/Grids. У вікні Grid Spaning установлюємо значення сітки переміщення курсора 0.500. Активізовуємо кнопку ADD (рис. 2). Активізовуємо кнопку OK. Переконуємось, що крок сітки (величина у нижньому рядку після параметра ABS) стала рівною 0.500. Рис. 2. Вікно команди Options/Grids 4.5. Активізовуємо команду View. Установлюємо прапорець Snap to Grid. 4.6. Активізовуємо команду Options/Layers. У Current Layers устоновлюємо поточний шар Board (рис 3). Активізовуємо кнопку Close. Рис. 3. Вікно команди Options/Layers 4.7. Командою View/Zoom Window вирізаємо вікно з координатами правої верхньої вершини приблизно (100;100). 4.8. Командою Place/Line нарисуємо лініями контур підкладки – прямокутник з координатами діагональних вершин (10;10); (70;58). 4.9. Активізуємо команду Lybrary/Setup. При необхідності за допомогою кнопки ADD установлюємо бібліотеку SAPR. Активізовуємо кнопку «Открыть» і отримаємо вікно, показане на рис. 4. Активізовуємо кнопку OK. Рис. 4. Вікно командуLybrary/Setup 4.10. Активізовуємо команду Utils/Load Netlist. У вікні Netlist Filename знаходимо на диску D у папці EPP5 файл *.net (де * - прізвище студента). Результат показаний на рис. 5. Рис. 5. Вікно команди Utils/Netlist Filename У вікні, що з’явиться, вимикаємо прапорці Optimize Net i Reconnect Coper (рис. 6) та активізуємо кнопку OK. Поза межами контура підкладки з‘явиться зображення компонентів та електричних зв‘язків між ними, виділених синім кольором (рис. 7). Рис. 6. Вікно результатів виконання команди Utils/Netlist Filename Рис.7. Зображення компонентів та електричних зв‘язків між ними. 4.11. Активізовуємо кнопку «стрілка» та розмістимо компоненти в межах контура плати. В процесі розміщення потрібно виконуємо такі рекомендації: з’єднувач Х1 розміщуємо з лівого боку підкладки, Х2 – з правого; по осі ординат з’єднувачі Х1 та Х2 повинні знаходитися приблизно на одному рівні; відстань від краю підкладки до контактних площадок з’єднувача повинна бути порядку 1 мм; компоненти (мікросхеми) на підкладці повинні бути розташовані рівномірно; компоненти, які мають між собою велику кількість зв’язків, повинні бути розташовані як можна ближче один до іншого. 4.12.Командою File/Save As записуємо схему (файл з розширенням *.pcb) на диск D в папку EPP5 та на персональний носій інформації. Як ім’я файла вказати прізвище студента (до 5 латинських літер). 5.Результати pоботи (рисунок розміщення компонентів). Висновок: на лабораторній роботі ми ознайомилися з алгоритмами розміщення компонентів (послідовних та парних перестановок) за літературою [1] або за конспектом лекцій з дисципліни «Автоматизація проектування елементів та пристроїв електронної техніки». Ознайомилися з методикою інтерактивного розміщення компонентів в ГР PCB САПР P-CAD [2]. Інтерактивним методом розмістили компоненти багатошарової керамічної плати в ГР PCB САПР P-CAD. ЛІТЕРАТУРА 1. Курейчик В.М. Математическое обеспечение конструкторского и ехнологического проектирования с применением САПР.- М.: Радио и связь, 1990.- 352 с. 2. Уваров A. P-CAD 2000, ACCEL EDA. Конструирование печатных плат. Учебный курс. - СПб.:Питер, 2001. - 320с.

Лабораторна робота Інші

2015

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись