Лекция «Этап конструкторского проектирования изделий электронно-вычистительной техники (эвт)»




Скачать 42.38 Kb.
НазваниеЛекция «Этап конструкторского проектирования изделий электронно-вычистительной техники (эвт)»
Дата публикации30.03.2013
Размер42.38 Kb.
ТипЛекция
odtdocs.ru > Физика > Лекция

Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ


Лекция 6. «Этап конструкторского проектирования изделий электронно-вычистительной техники (ЭВТ)»

Включает 3 подэтапа:

  1. компоновка конструктивно-функциональных модулей (КФМ — кристалл микросхемы, печатная плата)

  2. размещение элементов на коммутационном поле кристалла или платы

  3. трассировка сигнальных соединений

Компоновка конструктивно-функциональных модулей

Задача компоновки рассматривается как задача распределения элементов принципиальной электрической схемы по платам и далее по корпусам микросхем, устанавливаемых на плате. Задачи компоновки могут касаться компоновки микросхем, плат и блоков устройства. В этом случае говорят о компоновке модулей i-го уровня модулями (i-1)-го уровня. Задача компоновки (качество её выполнения) оценивается по ряду критериев. Формально задачу компоновки можно сформулировать следующим образом: объединить модули низшего (i-1)-го в модули более высокого i-го уровня в соответствии с заданным критерием качества при наличии заданных ограничений. Выделяют две разновидности методов компоновки:

  1. методы, осуществляющие разбиение коммутационной схемы на части с учетом таких ограничений как:
    1. число элементов в блоке
    2. число внешних выводов блока
    3. суммарная площадь, занимаемая элементами и соединениями
    4. электрическая совместимость элементов в блоке
    5. магнитная совместимость элементов в блоке
    6. тепловая совместимость элементов в блоке
    Основными показателями или критериями качества разбиения являются:
    1. число образующихся блоков
    2. число межблочных соединений
    3. величина задержки в распространении сигнала
    4. уровень тепловыделения блока
    Задачи такого вида возникают при разбиении коммутационной схемы на блоки, к которым не предъявлены требования схемной унификации. Это задачи распределения плат по панелям, интегральных микросхем по платам и коммутационных схем по кристаллам интегральных микросхем. Таким образом, к первой разновидности относят такие задачи компоновки, в которых показатели (критерии) качества и ограничения могут быть сведены к определенным конструктивным параметрам, характеризующим расположение отдельных элементов и соответствующих межэлементных соединений. Эти задачи называют задачами компоновки конструктивных модулей или блоков.

  2. методы, в которых наряду с конструктивными характеристиками модулей важны и их функциональные характеристики
    Эти задачи возникают на этапе перехода от функциональных и логических схем к электрическим принципиальным схемам на заданной серии микросхем (задача покрытия заданной серии микросхем электрической принципиальной схемы
    устройства).
    Основными показателями качества для этой разновидности методов являются:
    1. число модулей, необходимых для покрытия исходной схемы (число микросхем)
    2. число межмодульных соединений
    3. число типов используемых модулей (должно стремиться к минимуму)
    4. число используемых элементов в модуле (минимизация числа неиспользуемых элементов в модуле)
    Эта разновидность методов используется для изделий, выпускаемых крупными сериями или для разработки типовых плат. Например, выпуск заказных микросхем. При разработке полузаказных микросхем (матричных БИС) рассматривается вопрос избыточности кристалла.
    Ограничения:
    1. число элементов в блоке
    2. число внешних выводов блока
    3. суммарная площадь, занимаемая элементами и соединениями
    4. электрическая совместимость элементов в блоке
    5. магнитная совместимость элементов в блоке
    6. тепловая совместимость элементов в блоке
    Эти методы называют методами компоновки функциональных блоков.


Классификация алгоритмов компоновки

  1. Алгоритмы компоновки конструктивных блоков
    1. Алгоритмы, основанные на математических методах
    В этих алгоритмах используются метод ветвей и границ, решается задача о назначениях. Состоит из следующих этапов:
    а) Определяется нижняя оценка разбиения графа на заданное число частей
    б) Задача разбиения графа на части сводится к задаче о назначениях, при этом ищется вариант назначения кандидатов (вершин графа) в части, дающие минимальные суммарные затраты (под затратами могут пониматься любые показатели качества размещения). Каждая вершина (элемент) может быть назначена только в одну часть.
    2. Последовательные алгоритмы (комбинаторные алгоритмы)
    Вводится последовательный процесс компоновки частей, на каждом шаге которого в очередную часть добавляется один из элементов, выбираемый по определенному приоритету, например, по наибольшей связности с элементами, уже расположенными в данной части.
    3. Параллельно-последовательные алгоритмы — методы парных перестановок
    В этих алгоритмах сначала выделяется исходное множество групп элементов, которые соответствуют различным частям (платам), далее элементы попарно переставляются между частями с целью улучшения выбранного показателя (критерия качества).
    4. Итерационные алгоритмы — методы групповых перестановок
    Служат для улучшения начального варианта компоновки в соответствии с заданным показателем (критерием качества). При использовании этих алгоритмов граф схемы сначала разбивается на заданное число частей произвольным образом, например, с помощью последовательного алгоритма. Затем по некоторым правилам производится перестановка групп вершин графа из одной части в другую с целью минимизации числа внешних ребер (межмодульных соединений).

  2. Алгоритмы компоновки функциональных блоков
    1. Алгоритмы покрытия
    Решается задача определения необходимого числа элементов для покрытия исходной схемы с минимальной стоимостью и минимальной избыточностью.
    2. Алгоритмы типизации — получения типовых функциональных ячеек
    Это разбиение схемы на части с учетом минимума числа типов используемых элементов (микросхем).

^ Размещение элементов на коммутационном поле кристалла или платы

С точки зрения математической постановки задачи, задача размещения состоит в следующем: имеется фиксированный набор (множество) позиций для установки элементов и фиксированный набор самих элементов. Необходимо найти такое соответствие между этими наборами, чтобы выполнялись следующие показатели (критерии качества размещения):

  1. равномерность плотности сигнальных соединений на различных участках платы

  2. минимум средней длины сигнальных соединений

  3. минимум суммарной длины сигнальных соединений

  4. совместимость элементов с точки зрения тепловыделения различных участков схемы

  5. совместимость с точки зрения минимизации электромагнитных помех

  6. рациональное размещение внешних выводов модуля

  7. равномерность размещения элементов по полю конструктива (платы)

1, 2 и 3 показатели призваны обеспечить более легкую 100% трассировку сигнальных соединений.

Классификация алгоритмов размещения

  1. Непрерывно-дискретные алгоритмы
    а) градиентные методы
    б) методы построения динамических моделей

  2. Дискретные алгоритмы
    а) методы случайного поиска
    б) методы назначения
    в) эвристические методы

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Уроков по теме «История ЭВМ и устройство компьютера»
...

О проведении открытого аукциона в электронной форме
«На оказание услуг по сервисному, техническому обслуживанию и ремонту офисной и электронно – вычислительной техники для нужд Управления...

Билет 8 Средства защиты информации
К аппаратным средствам защиты относятся различные электронные, электронно-механические, электронно-оптические устройства. К настоящему...

Билет 8 Средства защиты информации
К аппаратным средствам защиты относятся различные электронные, электронно-механические, электронно-оптические устройства. К настоящему...

Техническое задание наименование изделий, ассортимент, технические...

Структура процесса проектирования и классификация проектных процедур
Проектное решение — описание проектируемого объекта, достаточное для перехода к любому этапу проектирования или для завершения процесса...

Структура процесса проектирования и классификация проектных процедур
Проектное решение — описание проектируемого объекта, достаточное для перехода к любому этапу проектирования или для завершения процесса...

О подписании Соглашения о сотрудничестве государств членов Евразийского...
О подписании Соглашения о сотрудничестве государств членов Евразийского экономического сообщества в сфере обращения лекарственных...

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
odtdocs.ru
Главная страница