Алгоритм парных перестановок для решения задач оптимизации компоновки и размещения элементов РЭС: Учебное пособие, страница 34

Таким образом оптимизацию размещения элементов по двум критериям таким методом считаем неудовлетворительной.

Хорошие результаты оптимизации размещения получаются при следующих вариантах.

Первый вариант. Проводим оптимизацию многих начальных размещений по критерию минимальной суммарной длины соединений. Получаем набор оптимизированных размещений с локальными (и, возможно глобальным) минимумами (рис. 3.7). Из этого набора оптимизированных размещений выбираем 30-50 % наилучших (или с минимумами, отстоящими от наилучшего минимума на 10-50 %). Определяем для каждого из этих выбранных оптимизированных размещений число пересечений проводников. Из всех полученных значений выбираем минимальное. Размещение элементов, соответствующее этому минимальному значению пересечений, будем считать оптимизированным по двум критериям: по минимуму суммарной длины соединений и минимуму пересечений проводников.

Второй вариант. Сначала проводим оптимизацию многих начальных размещений по критерию минимума пересечений проводников. Получаем набор оптимизированных размещений с локальными (и, возможно глобальным) минимумами          (рис. 4.12). Из этого набора оптимизированных размещений выбираем 30-50 % наилучших (или с минимумами, отстоящими от наилучшего минимума на 10-50 %). Определяем для каждого из этих выбранных оптимизированных размещений значение суммарной длины. Из всех полученных значений выбираем минимальное. Размещение элементов, соответствующее этому минимальному значению суммарной длины, будем считать оптимизированным по двум критериям: минимуму пересечений проводников и по минимуму суммарной длины соединений [16].

Первый вариант следует использовать, когда, по мнению разработчика, оптимизация по критерию минимальной суммарной длины считается более важной, чем оптимизация по критерию минимума пересечений.

Второй вариант используется, когда, по мнению разработчика оптимизация по критерию минимума пересечений считается более важной, чем оптимизация по критерию минимальной суммарной длины.

Для первого варианта второстепенным критерием является минимум пересечений, а для второго варианта – минимум суммарной длины соединений.

Для усиления влияния второстепенного критерия оптимизации следует увеличивать количество выбираемых минимальных значений из их набора, полученных после оптимизации по более важному критерию, но при этом следует учесть, что степень оптимизации по более важному критерию уменьшается.

6. РАВНОМЕРНОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ РЭС

НА КОММУТАЦИОННОМ ПОЛЕ С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ОПТИМИЗАЦИЕЙ РАЗМЕЩЕНИЯ МЕТОДОМ ПАРНЫХ ПЕРЕСТАНОВОК

Тепловое проектирование на этапе разработки топологии РЭС заключается в решении задачи размещения на плате тепловыделяющих элементов, представляемых в виде плоских источников тепла, по тепловым критериям. Использование наряду с коммутационными и тепловых критериев оптимальности позволяет обеспечить теплоэлектрическую совместимость схемных элементов, равномерность температурного поля, снижение общего температурного фона, исключение локальных перегревов и, как следствие, улучшение характеристик и повышение надёжности.

Используя рассмотренные выше подходы к задаче размещения с оптимизацией коммутационных критериев, сформулируем подобную задачу, на обеспечение тепловых режимов РЭС.

Задано множество элементов R = {r_i, i = 1,n} (Æ; Ur_i = R), характеризующихся мощностью тепловыделения P = {P_i}. Область размещения на плате разбита на множество позиций T = {t_j, j = 1,m} (Æ; Ut_j=T). Размеры и форма позиций t_j определяются конфигурацией размещаемых элементов. Необходимо найти такое отображение множества R на множество T, которое минимизирует тепловой критерий оптимальности F_т, выбираемый исходя из требований по обеспечению надежности и стабильности функционирования РЭС:

F_т(x,y,J_i)®min,                                (6.1)

где J_i – перегрев элемента относительно внешней температуры T₀ (J_i = T_i – T₀);

T_i – температура элемента R_i;

T₀ – температура нижней поверхности платы или окружающей среды.