Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. Одной из главных задзч общей проблемы автоматизации проектирования и конструирования является автоматизация топологического синтеза ^mкpoэлeктpoнннx устройств (МЭУ). О ростом интеграции МЭУ наблюдается устойчивая тенденция :с увеличении сроков их проектирования и ускорению их морального старения. Единственным способом частично разрешить данное противоречий является применение при проектіфовании высокопроизводительные ЭВМ і» высокоэффективных оптимизационных алгоритмов.
Робота ориентирована ча МЭУ с регулярным расположением топологически?, фрагментов: матричные БИС, гибридные БИС, много-'криотпгьние микросберки (МК МСБ). Характерными чертами рассматриваемых изделий явпяется высокая .степень интеграции и плотность печатного монтажа, значительно усложняющие процесс проектирования. Регулярность конструкторских решения создает-условия для разработки алгоритмов автоматического проектирования топологии, обладающих достаточным быстродействием v высокой эффективностью.
Наиболее' сложным этапом топологического егчтбза остается задача трассировки соединений. Для снигеник ее размерности используют иерархический прилгут, которому также споссбстзует' регулярность структури коммутационного пространства. Однако дане разделение этапа трассировки на предварительную (глобальную) и окончательную (детальную) но позволяет эффективно использовать мощные оптимизационные срадотка из-за значительных затрат вычислительных ресурсов. Е< сутествущкх в настояш.ее время САПР используются алгоритмы, ориентированные на определенный технологический процесс изготовления МЭУ. При изменении.технологии производства МЭУ необходимо переходить на новую систему проектирования или дорабатывать имелдиеся системы. Кроме того, в известного канальные алгоритмы заложен последовательный принцип трассировки. Эффективность применяемых алгоритмов может оыть существенно повышена тепел*,зеванием методов с элементами звр'лстіїк и методов искусственного интеллекта, применение которых тормозится отсутствием фгрмзлкзовалшх кнанхй.
Ііель работы. Целью диссертационной работа является разработка и исследование оптимизационных алгоритмов трассировки, адаптивных к конструкторским и технологически ограничениям, и реализация предложенных моделей к алгоритмов в подсистеме конструкторского проектирования.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
1.Разработка единой комбинаторной модели для различиях задач канальной трассировки.
2.Исследование системы ограничений задати канальной трассировки с целью выявления допустимого относительного расположения цепей в канале.
3.Разработка схемы итерационных алгоритмов канальной трассировки, ориентированной на общую постановку задачи.
4.Апробация разработанных алгоритмов путем исследования их вффективности на тестовых и практических задачах.
Методы исследований. При решении указанных задач использован аппарат теории оптимизации, теории графов, теории множеств. При разработке программного ооеспачения использовались методы структурного ігрограммирования.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
1.Предложена общая комбинаторная постановка для различных задач, канальной трассировки.
2.Разработан способ вычисления нижних оценок тгассируемос-ти множества цепей в канале, позволивший получить ряд нижних оценок, эффективность которых проверена на практических примерах.
3.Разработана система решающих правил, позволяющая уменьшить область поиска допустимого решения и, за счет этого, повысить эффективность применяемых огітимизаідеошшх процедур.
4.Разработана схема построения итерационных алгоритмов канальной трассировки для решения задач в указанной постановке и на ее основе - оригинальные алгоритми р-зшеякя рассматриваемых задач, адаптивных к конструкторским и технологическим ограничениям.
5.Найдены условия трассировки пглаиарлой схема в однослойном четырехстороннем канале.
Практичоская ценность работы заключается в программной реализации предложенных моделей и алгоритмов в подснстома конструкторского проектирования, внедрение и промышленная эксплуатация которой позволили повысить качество проектируемых схем, сократить сроки и стоимость проектирования.
Работа выполнена в соответствия': о планами ЮЗ? Хзрьковоко-го института радиоэлектроники;.с работами по темам проблемы' 01.08.02 Ц0Л5ВОЙ комплексной программы МВССО УССР на 1986 -1990 года (»6 ГГ 18601200224);с программой ШССО УССР "Созданное развитие СА)Т? и их подсистем" (утворидена приказом ШССО УССР Государственной программой 6.4.Способи создания компьютерных интегрированных производств (раздел 6.4.1.Интегрированные компьютерные технологии проектирования і ГКНТ Украины 1992 г.
Реализация л внедрение результатов исследовании. В результате вдюлн«нных исследований разработано прогряумноэ обеспечение подсистемы конструкторского проектирования, которое язляет-ся составной частые комплекса программ сквозного проектирования РЭА. Экспериментальные результаты диссертаїионной работы- использованы в трех хоздоговорных темах, ном.гос.per.01840050668, 018900811034, '019000509^0. Результаты работы вн&лрены на одном из приборостроительных предприятий г.Харькова, а тэкже используются з учебном процессе Харьковского института радиоэлектроники.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Единая комбинаторная модель для различных задач канальной трассировки.
-
Способ построения нижних оценок трассируоности мнонэст-ва цепей в двух- л трехслойном каналах.
3. Система решэгамх правил, направленная на уменьшение области поиска допустимого решения задачи КТ, позволяющая повысить эффективность применяемых оптимизационных процедур.
-
Итерационный алгоритм канальной трассировки, адаптивный к конструкторским и технологическим ограничениям.
-
Условно трассировки пленарной схемы в однослойном четырехстороннем канале.
-
Программное обеспечение подсистемы канальной трассиров-
-є-
киг входящее в комплекс программ сквозного проектирования радиоэлектронной аппаратуры.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на гональной научно-технической конференции "Автоматизация конструкторского проектирования РЭА и ЭВА", (Пенза, 1939-1992гг.); Всеооюзной конференции "Теория и
практика построения интеллвктуалышх интегрированных САПР РЭА и БИС", (Звенигород, 1989г.); Всесоюзном семинаре "Дискретная оптимизация'и исследование опараций", (Новосибирск, 1990г.); школе-семинаре "Автоматизация проектирования топологии СБИС и конструкций РЭА", (Славское, 1990г.); Всесоюзной конференции
, "Математическое и имитационное моделирование в системах проектирования и управления", (Чернигов, 1990г.); четвертой Всесоюзной школе "Проектирование автоматизированных систем контроля и управления сложными объектами", (Туапсе, 1990г.); Международной школа "Проектирование автоматизированных систем контроля и управления сложными объектами", (Туапсе, 1992г.); республиканском семинаре Научного Совета АН УССР по проблеме "Техническая электротехника и электронное моделирование" (Харьков, 1989-1990 гг.).
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в И печатных 'работах, в том число 2 работы включены в Государственный фонд алгоритмов и программ и зарегистрированы в РФАП ИК АН Украины, 1 работа - в отраслевой фонд алгоритмов и программ НИИ ВШ ГК СССР по народному образованию.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.
