Алгоритмы конструкторского проектирования систем управления. Задача, критерии компоновки

компоновка радиоэлектронный алгоритм проектирование

Среди алгоритмов конструкторского проектирования (КП) выделяют два основных класса: конструктивные и итерационные.

Конструктивные алгоритмы формируют проектное решение за ряд последовательных шагов:

выбирается один элемент схемы рассматриваемого уровня;

к выбранному элементу по определенным правилам присоединяется второй;

к полученному комплексу элементов добавляется третий и т.д.

Алгоритмы, использующие подобную методологию, называются последовательными. Алгоритмы, в которых формируются несколько групп элементов в пределах одного шага, называются параллельными.

Итерационные алгоритмы требуют задания начального приближения решения задачи КП, которое затем улучшается. Начальное решение задается инженером-проектировщиком (пользователем САПР) или является результатом работы конструктивного алгоритма.

Анализ процесса конструирования электронных устройств (ЭУ) на основе существующих методов можно проводить, используя разные точки зрения. На входе процесса проектирования ЭУ имеется функциональная схема, которая содержит информацию о базовых элементах (в зависимости от уровня проектирования), о связях между элементами и внешних связях проектируемого ЭУ. Кроме того, задаются технологические параметры, например, при конструировании печатного узла - размер печатной платы, разрешенные для применения в данной разработке серии микросхем, шаг сетки трассировки и т.п. В результате проектирования должен получиться рисунок трассировки.

Общей целевой функцией Ф всего процесса проектирования печатной платы (ПП) следует считать число проведенных связей. Целевая функция Ф зависит от случайных входных параметров ж (например, числа базовых элементов, числа задействованных выводов элементов схем и т.д.), так и от переменных, статистически устойчивых для класса разработок в (размеры ПП, серии микросхем, разрешенных для применения и т.п.). Хотя оптимальный размер ПП может быть определен с достаточной точностью как функция входных параметров, этот вопрос практического применения не нашел, так как изготовление и применения плат различных размеров в одной разработке связано с изменением технологической оснастки производства.

Действия над входными величинами (ж, в) в процессе проектирования можно представить следующим образом. Обозначив совокупность используемых в САПР алгоритмов компоновки К, совокупность алгоритмов размещения Р и совокупность алгоритмов трассировки Т можно представить схему последовательной реализации основных алгоритмов (рис. 1)

Рисунок 1 - Процесс проектирования ЭУ

Возможно использование алгоритмов совместного решения задач компоновки и размещения, размещения и трассировки, компоновки и трассировки (при этом трассировка выполняется на условном коммутационном поле).

Общая задача проектирования формулируется следующим образом: имея заданные условия в и случайные воздействия ж, найти такую совокупность алгоритмов и критериев {К, Р, Т}, которая обеспечивала бы получение максимального конечного значения целевой функции Ф. Таким образом, имеется задача о выборе и принятии решения в условиях неопределенности. Оптимизация решения на каждом шаге отдельно не всегда дает в сумме оптимальное решение, особенно, если на промежуточных этапах слабо учитывается конечный критерий. Указанный недостаток является причиной поиска связей между основными этапами КП.

Задачи компоновки можно представить в виде сложных комбинаторных моделей, для которых в большинстве случаев отсутствуют эффективные точные методы решения даже при использовании ЭВМ. Тем не менее, анализ таких моделей представляет не только методический, но и практический интерес, так как в процессе формализации задачи часто вырабатываются эффективные приближенные алгоритмы ее решения.

Читайте также

Организация сети широкополосного доступа Комсомольского микрорайона г. Краснодара
Сегодня потребность пользователей Интернет в передаче большого объема данных на высокой скорости стремительно растет. Это связано с увеличением качества используемых данных, и как резул ...

Оптоэлектронные технологии
Оптоэлектроника - бурно развивающаяся область науки и техники. Многие ее достижения вошли в быт: индикаторы, дисплеи, лазерные видеопроигрыватели. Разрабатывается твердоте ...

Проектирование аппаратного обеспечения одноплатных микроконтроллеров
Задание: В заданной РЭС осуществить управляющую функцию по одному из заданных параметров с помощью контроллера, построенного на МПК, разработать электрическую принципиальную схему проект ...