Реферат: Основы комплексной автоматизации и проектирования ЭВМ
Лабораторные работы № 1- 4
По дисциплине:
«Автоматизация проектирования ЭВМ»
Содержание
Лабораторная работа № 1
Электрическая функциональная схем
Матрица цепей схемы
Вариант ручного разбиения
Сравнительный анализ ручного и машинного разбиения по времени и качеству работы
Лабораторная работа № 2
2.1 Мультиграф схемы
Матрица связности мультиграфа
Сравнительный анализ полученного разбиения с результатами ручного разбиения и с помощью последовательного алгоритма
Лабораторная работа № 3
Исходная схема, предназначенная для размещения
Граф схемы
Матрица связности графа схемы
Матрица расстояний платы
Вариант ручного размещения с определением суммарной длины связей
Сравнительный анализ ручного и машинного размещения по времени и качеству размещения
Лабораторная работа № 4
Сравнительный анализ результатов работы алгоритма попарных перестановок с результатами ручного и последовательного размещения по времени и качеству
размещения
Литература
Приложения:
Листинг машинного решения лабораторных работ
Лабораторная работа №1
Лабораторная работа №2
Лабораторная работа №3
Лабораторная работа №4
1. Лабораторная работа № 1
Тема: Исследование алгоритма последовательного заполнения конструктивно-законченных частей. (Компоновка последовательным алгоритмом)
Цель работы:
Ознакомление студента с методами автоматизированной компоновки на этапе конструкторского проектирования.
Анализ преимущества автоматизации проектирования по сравнению с ручным способом.
Закрепление практических навыков на персональном компьютере (ПЭВМ) в диалоговом режиме.
Электрическая функциональная схема
1.2
Матрица цепей
Где:
X – множество элементов схемы;
К – максимальное количество контактов микросхемы;
|
Z = |
Контакт Элемент |
Ki1 |
Ki2 |
Ki3 |
Ki4 |
Ki5 |
|
X1 |
4 |
5 |
0 |
0 |
0 |
|
|
X2 |
6 |
7 |
0 |
0 |
0 |
|
|
X3 |
5 |
7 |
9 |
0 |
0 |
|
|
X4 |
5 |
6 |
10 |
0 |
0 |
|
|
X5 |
7 |
4 |
11 |
0 |
0 |
|
|
X6 |
4 |
6 |
12 |
0 |
0 |
|
|
X7 |
9 |
13 |
0 |
0 |
0 |
|
|
X8 |
10 |
14 |
0 |
0 |
0 |
|
|
X9 |
11 |
15 |
0 |
0 |
0 |
|
|
X10 |
12 |
16 |
0 |
0 |
0 |
|
|
X11 |
1 |
13 |
17 |
0 |
0 |
|
|
X12 |
2 |
14 |
18 |
0 |
0 |
|
|
X13 |
3 |
15 |
19 |
0 |
0 |
|
|
X14 |
16 |
8 |
20 |
0 |
0 |
|
|
X15 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
Таб.1
Матрица цепей, описывающая схему (Рис.1)
Дано:
N = 15 (элементов)
K = 5 (контактов)
P = 2 (плат)
n max = 8 (элементов)
Где:
N – число элементов схемы;
K – максимальное число выводов элементов;
P – число плат, на которых нужно разместить схему;
n max – максимальное количество элементов, размещаемых на каждой плате.
1.3 Вариант ручного разбиения
Размещение элементов
|
На плате 1: |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
На плате 2: |
8 |
9 |
10 |
14 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Связность: 4
Среднее время выполнения: 0 часов 0 минут 40 сек.
1.4 Сравнительный анализ ручного и машинного способа
разбиения по времени работы и качеству компоновки
В результате ручного разбиения мы получили более оптимальный результат, и затратили на это намного меньше времени:
Машинным способом: 0 ч. 10мин. 30 сек.
Ручным способом: 0 ч. 0 мин. 40 сек.
Но при увеличении элементов на схеме и количества плат машинный способ наиболее удобен.
2. Лабораторная работа № 2
Тема: Исследование алгоритма попарных перестановок конструктивных
элементов между ТЭЗами. Компоновка итерационным алгоритмом.
Цель работы:
Ознакомление студента с методами автоматизированной компоновки на этапе конструкторского проектирования с помощью итерационного алгоритма.
Анализ преимущества автоматизации проектирования по сравнению с ручным способом.
Закрепление практических навыков на персональном компьютере (ПЭВМ) в диалоговом режиме.
2.1 Мультиграф схемы
Дано:
N = 15 (элементов)
P = 2 (плат)
n max = 8 (элементов)
Где:
N – число элементов схемы;
P – число плат, на которых нужно разместить схему;
n max – максимальное количество элементов, размещаемых на каждой плате.
Матрица связности мультиграфа
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
4 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
5 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
14 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
15 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Таб.2
Матрица связности мультиграфа (Рис.2)
Сравнительный анализ полученного разбиения с результатами ручного разбиения и с помощью последовательного алгоритма
Хотя итерационные алгоритмы в отличии от последовательных позволяют на каждом шаге получать локальный минимум, но обладают меньшим быстродействием,
в этой лабораторной работе этого не видно. Сказывается то, что при компановке данным методом первое приближение дало окончательный результат.
Среднее время выполнения компановки
итерационным методом: 0 ч. 9 мин. 30 сек.
При увеличении элементов на схеме и количества плат машинный способ наиболее удобен.
3. Лабораторная работа № 3
Тема: Исследование алгоритма последовательного размещения конструктивных
элементов по монтажным местам ТЭЗа. Размещение последовательным
алгоритмом.
Цель работы:
Ознакомление студента с методами автоматизированного размещения электронных схем на этапе конструкторского проектирования с помощью последовательных алгоритмов.
Анализ преимуществ автоматизированного проектирования.
Закрепление практических навыков работы на ПЭВМ в диалоговом режиме.
3.1 Исходная схема, предназначенная для размещения и плата
Дано:
N = 8 (элементов);
M = 8 (мест);
Закрепленный
элемент – Э8;
Закрепленное посадочное место – Р1;
Монтаж печатный.
Где:
N – число элементов схемы;
M – число посадочных мест.
Разместить схему (Рис.3) на плате (Рис.4).
3.2 Граф схемы
Рис.5
Граф схемы (рис.3)
3.3 Матрица связности графа схемы
-
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D1
0
0
1
1
1
1
0
0
D2
0
0
1
1
1
1
0
0
D3
1
1
0
1
1
1
1
0
D4
1
1
1
0
1
1
1
0
D5
1
1
1
1
0
1
1
0
D6
1
1
1
1
1
0
1
0
D7
0
0
1
1
1
1
0
1
D8
0
0
0
0
0
0
1
0
Таб.3
Матрица связности графа схемы (Рис.4)
3.4 Матрица расстояний
-
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D1
0
2
4
6
5
7
9
11
D2
2
0
2
4
7
5
7
9
D3
4
2
0
2
9
7
5
7
D4
6
4
2
0
11
9
7
5
D5
5
7
9
11
0
2
4
6
D6
7
5
7
9
2
0
2
4
D7
9
7
5
7
4
2
0
2
D8
11
9
7
5
6
4
2
0
Таб.4
Матрица расстояний схемы (Рис.3)
3.5 Вариант ручного размещения
Матрица длины связей
-
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D1
0
5
7
2
2
7
0
0
D2
5
0
2
7
7
2
0
0
D3
7
2
0
5
9
4
11
0
D4
2
7
5
0
4
9
6
0
D5
2
7
9
4
0
5
2
0
D6
7
2
4
9
5
0
7
0
D7
0
0
11
6
2
7
0
5
D8
0
0
0
0
0
0
5
0
Таб.5
Суммарная связность = 106
3.6 Сравнительный анализ ручного и машинного размещения
по времени и качеству работы
По качеству работы машинный способ эффективнее, чем ручной. Но при размещении элементов ручным способом я старался затратить как можно меньше времени, дабы оценить полностью эффективность машинного размещения.
Результаты:
Суммарная связность Маш. спос. – 96
Суммарная связность Ручн. спос. – 106
Затраченное время Маш. спос. – 8 мин. 14 сек.
Затраченное время Ручн. спос. – 5 мин. 45 сек.
4. Лабораторная работа № 4
Тема: Исследование алгоритма попарных перестановок конструктивных
элементов в ТЭЗе. Размещение итерационным алгоритмом.
Цель работы:
Ознакомление студента с методами автоматизированного размещения электронных схем на этапе конструкторского проектирования с помощью итерационных алгоритмов.
Анализ преимуществ и недостатков метода.
Закрепление практических навыков работы на ПЭВМ в диалоговом режиме.
4.1 Сравнительный анализ результатов работы
алгоритма попарных перестановок с результатами ручного
и последовательного размещения, по времени
и качеству размещения.
Суммарная связность Маш. спос.(Пос. раз.) – 96
Суммарная связность Маш. спос.(Поп. пер.) – 96
Суммарная связность Ручн. спос. – 106
Затраченное время Маш. спос. (Пос. раз.) – 8 мин. 14 сек.
Затраченное время Маш. спос. (Поп. пер.)– 9 мин. 32 сек.
Затраченное время Ручн. спос. – 5 мин. 45 сек.
Литература
Морозов К.К., Одиноков В.Г., Курейчик В.М. Автоматизированное проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры: Учебное пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1983. – 280 с., ил.
Деньдобренко Б.Н., Малика А.С., Автоматизация конструирования РЭА: Учебник для вузов –
М.: Высш. Школа, 1980. – 384., ил.