В процессе разработки радиоэлектронной аппаратуры
В процессе разработки радиоэлектронной аппаратуры различного назначения этап технического или конструкторского проектирования является одним из самых трудоемких, длительных и ответственных [1-2]. На этом этапе осуществляется переход от функционально-логического описания к конструкторской реализации аппаратуры в виде законченных изделий (плат, блоков, кассет, стоек и т.п.) с оформлением конструкторской и технологической документации. От качества и сроков работы на этом этапе в значительной мере зависит качество готового изделия.
Исходной информацией для конструкторского проектирования является принципиальная электрическая схема устройства с детализацией до уровня базовых конструкторских элементов. Последними могут быть: дискретные радиодетали, микросхемы, микромодули, объемные модули и функциональные неделимые узлы на печатном монтаже. Выходной информацией является полный комплект рабочих чертежей и другой технической документации на все вошедшие в изделие сборочные единицы и детали, пригодный для передачи в производство.
Сложность алгоритмизации конструкторского проектирования РЭА привела к тому, что в настоящее время возникла определенная потребность выделять три основные задачи в этой области.
Это задачи: 1) компоновка, 2) размещение элементов и 3) проектирование монтажа (трассировка).
Процесс проектирования электрических соединений - трассировка - является наиболее сложным и трудоемким как при ручном труде, так и в машинном конструировании, так как современные радиотехнические устройства содержат до нескольких сотен тысяч различных соединений, обеспечивающих прохождение сигналов по всем цепям.
Цель трассировки заключается в прокладке этих соединений объемными или печатными проводниками так, чтобы все контакты конструктивных элементов и разъемов были связаны согласно электрической схеме.
Сложность задачи трассировки значительно зависит как от уровня конструктивных элементов, для которых проектируются монтажные соединения, так и от способа выполнения монтажа.
Большинство классических систем трассировки печатных плат при построении трасс используют сетку [3-5]. Для повышения качества разводки применяются различные искусственные методы, однако получить результат лучше, чем позволяют алгоритмы, лежащие в основе системы, невозможно. Сетка – естественное ограничение произвольного расположения трасс. Рассмотрим одну из первых неклассических систем трассировки FreeStyle Router [6-7]. FreeStyle Router - это прежде всего метод гибкой топологической трассировки, включающий в себя ряд этапов, каждый из которых содержит несколько процедур, при этом применяются различные модели объектов и используется многокритериальность [8-9]. Отказ от применения прямоугольной координатной сетки и локальный характер большинства процедур позволяют существенно уменьшить размерность задачи и, как следствие, сократить требуемое для ее решения время. В свою очередь, малое время решения задачи позволяет организовать направленный поиск оптимальных вариантов за счет многократного использования проектных процедур.
Рассмотрим структуру данной системы, ее основные преимущества и недостатки, особенности, связанные с использованием новейших алгоритмов, дадим подробное описание принципов работы и в заключение приведем ряд практических результатов.
