0. 6.3 Алгоритми компоновки

Задача компонування елементів пристрою в блоки звичайно ставиться як задача оптимальної розбивки (розрізування) пристрою, для якого задана функціональна, логічна або принципова схема. Це значить, що відомо набір елементів і їхні з'єднання в майбутній апаратурі. Необхідно розбити задану множину елементів А на множину R груп елементів A_i, таких, що

де N-число груп елементів (блоків, панелей або ТЭЗ-ів у залежності від рівня, на якому здійснюється розбивка).

Потрібно, щоб розбивка R була по своїй сутності оптимальною з точки зору реалізуємості, технологічності, надійності, ремонтоздатності, вартості виробництва і т.д. Обмеження можуть трансформуватися в критерії оптимізації і навпаки, у результаті чого існує цілий ряд різних формулювань задачі компонування.

При формулюванні задач компонування використовуються наступні умови (критерії оптимізації або обмеження).

1. Кожен блок містить не більш Р компонентів і не більш Q

виводів.

2. Кожен блок розміщується в заданому об'ємі V_i і має довжину

зовнішніх зв'язків не більшу E_i (це модифікація першої вимоги).

3. Загальне число з'єднань між N блоками мінімально.

4. Число блоків N мінімальне.

5. Блоки вибираються з числа стандартних, що складають

бібліотеку еталонних елементів (задача покриття схеми сукупністю елементів стандартного набору).

6. Число типів використовуваних блоків мінімально (це задача

типізації, рішення якої спрямоване на прискорення проектування, здешевлення виробництва, зручність обслуговування в експлуатації).

7. Число виводів у кожнім блоці мінімально (ця вимога

спрямована на мінімізацію найбільшої затримки проходження сигналу через систему в припущенні, що кожне зовнішнє з'єднання вносить істотну затримку, а внутрішні з'єднання вносять малу затримку, якою можна знехтувати).

8. Виконуються задані обмеження на затримки поширення

сигналів.

9. Забезпечується зручність тестування, доступність елементів

у блоках і низька вартість ремонту.

Задача компонування (оптимальної розбивки) принципово не може мати загального алгоритму автоматизованого проектування через великий розмір і різноманітність умов компонування. Складність цієї задачі також у труднощах формалізації сукупності критеріїв, частина яких є немонотонними, як і самі конструктивні параметри.

6.4 Алгоритми розміщення

Після компонування елементів РЕА потрібно здійснити для кожного стандартного або унікального блоку оптимальне розміщення елементів у регулярному або нерегулярному монтажному просторі. У загальному випадку потрібно знайти на множині позицій монтажного простору блока A_i таке розміщення компонентів {T₁,T₂, ... , T_n}_i, що належать цьому блоку, при якому досягається мінімум заданого критерію якості розміщення.

Особливістю критеріїв, використовуваних у задачі розміщення, є їхній евристичний характер, тому що усі вони побічно відображають основну мету розміщення — максимальне спрощення наступного процесу трасування і мінімізацію числа непроведених трас. Крім того, критерії якості розміщення враховують такі фактори, як часові затримки, виникнення перешкод, ослаблення сигналу, тощо .

У задачах розміщення використовуються наступні критерії

якості.

1. Мінімальна сумарна довжина провідників.

2. Мінімальна довжина провідників, що з'єднують дві найбільш

віддалені точки кожної траси.

2. Мінімальна довжина провідників, що з'єднують джерело

сигналу з найбільш віддаленим навантаженням.

4. Мінімальна сумарна площа зон реалізації всіх трас

(забезпечує мінімізацію часових затримок між компонентами).

2. Мінімальне число провідників, довжина яких перевищує

задану величину.

6. Мінімальна найбільша довжина провідників.

7. Максимально близьке розміщення компонентів, що мають

найбільше число загальних трас, з урахуванням припустимої відстані між елементами.