3.Расчет числа внутренних связей

При проектировании типовых конструкций функциональных узлов и блоков расчет числа внутренних связей имеет важное значение, так как с помощью этого параметра при известных средних длинах связей можно определять длину цепей и время распространения сигнала в них, суммарную длину связей, плотность электромонтажа и трассировочную способность конструкций печатных плат и в конечном итоге определять требования к технологии производства печатных плат, узлов и блоков.

Кроме того, зная число внутренних связей, можно определять длину связей в блоках и устройствах, использующих проводной и кабельный электромонтаж, и оценить суммарную длину проводов и кабелей, необходимых для изготовления блоков и устройств ЭВМ.

Число внутренних связей в типовой конструкции узла зависит:

1)от суммарного числа логических контактов в схеме;

2)от нагрузочной способности цепей в общем случае при использовании только микросхем (ИМС или БИС) определяется выражением:

Ν = m * M *n /(n +1) na ,

где

na - общее число внутренних связей в узле, подлежащих трассировке в печатной плате;

M - число микросхем в узле;

m - среднее число задействованных логических контактов в микросхеме, используемое схемой узла;

n - среднее число нагрузок микросхем (или, что-то же самое, среднее число связей) в цепи.

В типовых конструкциях быстродействующих функциональных узлов на ЭСЛ, кроме микросхем, в качестве согласующих элементов используются, как правило, резисторные или резисторно-конденсаторные блоки, которые в значительной мере могут увеличивать число связей в узле. Для таких узлов общее число внутренних связей, подлежащих трассировке в плате, na ≈m * M.

4.Расчет средней длины связи в типовых конструкциях эвм

Методика расчета средней длины связи основана на использовании модели электрической схемы, характеризующейся тремя основными условиями:1)все элементы схемы равномерно связаны друг с другом простыми (однозвенными) связями; 2)выводы каждого элемента сведены в одну точку, располагаемую в центре элемента; 3)внешние связи узла отсутствуют.

При использовании данной методики средняя длина в узле определяется простой формулой: l na= P/3

где Ρ - полупериметр зоны трассировки элементов на печатной плате узла(Ρ = x L + y L), где x L и y L - размеры трассировочного поля печатной платы).

Эта формула отражает особенность используемой модели схемы, заключающейся в том, что все элементы связаны по принципу “каждый с каждым” и только однозвенными цепями. Это означает, что при любом (произвольном) размещении элементов в такой модели средняя длина связи остается неизменной. В реальных схемах имеют место существенные отличия от исходной схемы. Они заключаются в том, что в реальных схемах наравне с однозвенными цепями присутствует большое число многозвенных соединений (цепей). Это обстоятельство существенно влияет на длину связи, так как в результате нарушения использованного в модели принципа соединения элементов появляется возможность оптимизировать как трассировку соединений, так и размещение элементов на плате с целью сокращения связей, повышения их “быстродействия” и реализуемости печатным монтажом в ДПП или МПП.

Целенаправленная трассировка многозвенных цепей позволяет уменьшить среднюю длину связи путем рационального выбора последовательности обхода контактов цепи (т.е. целенаправленной трассировки многозвенных цепей). Оптимизация же размещения элементов позволяет уменьшить среднюю длину связи, прежде всего путем группировки и более близкого расположения элементов, связанными между собой в первую очередь многозвенными цепями.

В общем случае с учетом оптимизации средняя длина связи в типовой конструкции узла:

l na = (Ρ/ 3)/ K O = (Ρ/ 3)/( K 0* K d)

где

K 0= Kt ⋅Kp - общий коэффициент оптимизации связей в конструкции;

Kt - коэффициент оптимизации трассировки многозвенных цепей;

Kp - коэффициент оптимизации размещения элементов.

Для узлов, построенных на типовых конструкциях ЕС ЭВМ, значение K O, полученное на основе статистического анализа связей в конструкциях ЕС ЭВМ, выражается зависимостью K 0 ≈ 0,8 M , где M - число элементов ИС, БИС.