Основы комплексной автоматизации и проектирования ЭВМ

Лабораторные работы № 1- 4

По дисциплине:

«Автоматизация проектирования ЭВМ»

Содержание

1. Лабораторная работа № 1

1.1 Электрическая функциональная схем

1.2 Матрица цепей схемы

1.3 Вариант ручного разбиения

1.4 Сравнительный анализ ручного и машинного разбиения по времени и качеству работы

2. Лабораторная работа № 2

2.1 Мультиграф схемы

2.2 Матрица связности мультиграфа

2.3 Сравнительный анализ полученного разбиения с результатами ручного разбиения и с помощью последовательного алгоритма

3. Лабораторная работа № 3

3.1 Исходная схема, предназначенная для размещения

3.2 Граф схемы

3.3 Матрица связности графа схемы

3.4 Матрица расстояний платы

3.5 Вариант ручного размещения с определением суммарной длины связей

3.6 Сравнительный анализ ручного и машинного размещения по времени и качеству размещения

4. Лабораторная работа № 4

4.1 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:

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

Где:

X – множество элементов схемы;

К – максимальное количество контактов микросхемы;

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

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

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

Дано:

N = 8 (элементов);

M = 8 (мест);

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

Таб.3

Матрица связности графа схемы (Рис.4)

3.4 Матрица расстояний

Таб.4

Матрица расстояний схемы (Рис.3)

3.5 Вариант ручного размещения

Матрица длины связей

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.