Каталог :: Радиоэлектроника

Контрольная: Основы комплексной автоматизации и проектирования ЭВМ

                   Московский государственный институт                   
                  радиотехники, электроники и автоматики                  
                        (технический университет)                        
                        Лабораторные работы № 1- 4                        
                          По дисциплине:                           
                «Автоматизация проектирования ЭВМ»                
                             Студента 6 курса                             
     Спец. 220100
     Куклина О.В.
ДС – 941398
     Вариант 8
                                 2000 г.                                 
                                Содержание                                
   1.       Лабораторная работа № 1___________________________________3   
     1.1    Электрическая функциональная схем________________________3
     1.2    Матрица цепей схемы_____________________________________4
     1.3    Вариант ручного разбиения________________________________5
     1.4    Сравнительный анализ ручного и машинного разбиения
по времени и качеству работы______________________________5
     2.       Лабораторная работа № 2___________________________________6
     2.1   Мультиграф схемы ______________________________________6
     2.2   Матрица связности мультиграфа____________________________7
     2.3   Сравнительный анализ полученного разбиения с результатами
ручного разбиения и с помощью последовательного алгоритма___7
     3.       Лабораторная работа № 3___________________________________8
     3.1   Исходная схема, предназначенная для размещения____________8
     3.2   Граф схемы______________________________________________9
     3.3   Матрица связности графа схемы____________________________9
     3.4   Матрица расстояний платы_________________________________9
     3.5   Вариант ручного размещения с определением суммарной
длины связей____________________________________________10
     3.6   Сравнительный анализ ручного и машинного размещения
по времени и качеству размещения_________________________10
     4.       Лабораторная работа № 4__________________________________11
     4.1   Сравнительный анализ результатов работы алгоритма
попарных перестановок с результатами ручного и
последовательного размещения по времени и качеству
размещения_____________________________________________11
Литература________________________________________________12
Приложения:
Листинг машинного решения лабораторных работ
Лабораторная работа №1 ___________________________________13
Лабораторная работа №2 ___________________________________14
Лабораторная работа №3 ___________________________________15
Лабораторная работа №4 ___________________________________16
     1.  Лабораторная работа № 1
     Тема: Исследование алгоритма последовательного заполнения
конструктивно-законченных частей. (Компоновка последовательным алгоритмом)
     Цель работы:
1.      Ознакомление студента с методами автоматизированной компоновки на
этапе конструкторского проектирования.
2.      Анализ преимущества автоматизации проектирования по сравнению с
ручным способом.
3.      Закрепление практических навыков на персональном компьютере (ПЭВМ) в
диалоговом режиме.
                 1.1   Электрическая функциональная схема                 
                              
     

Подпись: Рис.1
Разместить схему на 2-х платах по 15 элементов.

Подпись: На схеме:
Х – входы схемы;
Y – выходы схемы;
С – множество эквипотенциальных цепей.

1.2 Матрица цепей

Где: X – множество элементов схемы; К – максимальное количество контактов микросхемы;

Z =

Контакт

Элемент

Ki1

Ki2

Ki3

Ki4

Ki5

X1

45000

X2

67000

X3

57900

X4

561000

X5

741100

X6

461200

X7

913000

X8

1014000

X9

1115000

X10

1216000

X11

1131700

X12

2141800

X13

3151900

X14

1682000

X15

1718192021

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 1:1234567
На плате 2:89101412131415
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: 1. Ознакомление студента с методами автоматизированной компоновки на этапе конструкторского проектирования с помощью итерационного алгоритма. 2. Анализ преимущества автоматизации проектирования по сравнению с ручным способом. 3. 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. 2.2 Матрица связности мультиграфа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1

001111000000000

2

001111000000000

3

110111100000000

4

111011010000000

5

111101001000000

6

111110000100000

7

001000000010000

8

000100000001000

9

000010000000100

10

000001000000010

11

000000100000001

12

000000010000001

13

000000001000001

14

000000000100001

15

000000000011110

Таб.2

Матрица связности мультиграфа (Рис.2) 2.3 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 Подпись: 2
ед.
Дано:

N = 8 (элементов);

M = 8 (мест);

Рис.4

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

00111100

D2

00111100

D3

11011110

D4

11101110

D5

11110110

D6

11111010

D7

00111101

D8

00000010

Таб.3

Матрица связности графа схемы (Рис.4) 3.4 Матрица расстояний

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D1

024657911

D2

20247579

D3

42029757

D4

642011975

D5

579110246

D6

75792024

D7

97574202

D8

119756420

Таб.4

Матрица расстояний схемы (Рис.3) 3.5 Вариант ручного размещения
Подпись: Рис(.4) Матрица длины связей

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D1

05722700

D2

50277200

D3

720594110

D4

27504960

D5

27940520

D6

72495070

D7

001162705

D8

00000050
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: 1. Ознакомление студента с методами автоматизированного размещения электронных схем на этапе конструкторского проектирования с помощью итерационных алгоритмов. 2. Анализ преимуществ и недостатков метода. 3. 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 1. 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. 2. Деньдобренко Б.Н., Малика А.С., Автоматизация конструирования РЭА: Учебник для вузов – М.: Высш. Школа, 1980. – 384., ил. Куклин О.В. (ДС-941398) _________________ 5.12.1999г.