本發(fā)明涉及電路板設(shè)計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域：
：，具體的說(shuō)，是涉及一種通過(guò)建立數(shù)學(xué)幾何模型來(lái)輔助pcb設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
：：隨著高速時(shí)代的發(fā)展，電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的功能越來(lái)越多，同時(shí)一個(gè)產(chǎn)品上的元器件也隨之越來(lái)越多，從而使pcb設(shè)計(jì)將變得更復(fù)雜，新產(chǎn)品的研發(fā)周期越來(lái)越短。在傳統(tǒng)的pcb設(shè)計(jì)過(guò)程中全部需要人工進(jìn)行線路的設(shè)計(jì)、修改和調(diào)整。這不僅加重了操作工人的施工強(qiáng)度，同時(shí)影響了涉及過(guò)程的效率與精確度。上述缺陷，值得解決。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有的技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種通過(guò)建立數(shù)學(xué)幾何模型來(lái)輔助pcb設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明技術(shù)方案如下所述：一種通過(guò)建立數(shù)學(xué)幾何模型來(lái)輔助pcb設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1、通過(guò)skill設(shè)計(jì)程序，讀取指定pcb的數(shù)據(jù)信息；步驟2、將讀取指定pcb的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)幾何模型，建立二維、三維坐標(biāo)系統(tǒng)及其相關(guān)參數(shù)定義；步驟3、業(yè)務(wù)處理模塊中，通過(guò)人機(jī)交互程序，接受指令，通過(guò)對(duì)指定pcb數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)幾何模型進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整與運(yùn)算，從而得到期望或是優(yōu)化的結(jié)果；步驟4、將處理后的結(jié)果，轉(zhuǎn)化為pcb的數(shù)據(jù)信息；步驟5、運(yùn)行結(jié)束。根據(jù)上述方案的本發(fā)明，其特征在于，所述skill設(shè)計(jì)程序通過(guò)cadenceaxlskill語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)。根據(jù)上述方案的本發(fā)明，其特征在于，在所述步驟2中，將pcb上的走線轉(zhuǎn)換成直線方程或弧線方程。進(jìn)一步的，pcb的某一層中，完整走線定義為neto，neto為集合了n條直線的集合，則neto的集合為neto:zn(l1l2…ln)，其中l(wèi)n的數(shù)學(xué)方程為ln:anx+bny+cn＝0(xnynxn'yn')，其中(xnynxn'yn')表示為該直線段的兩點(diǎn)，an、bn分別x、y的系數(shù)，cn為常數(shù)項(xiàng)，zn表示第n層，如2層，n可以是1或是2，n就是實(shí)際pcb的層數(shù)。根據(jù)上述方案的本發(fā)明，其特征在于，在所述步驟3中，通過(guò)矢量d對(duì)數(shù)學(xué)幾何模型中的走線間距及方向進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)一步的，在pcb走線間距優(yōu)化自動(dòng)調(diào)整過(guò)程中，(1)bus信號(hào)中有m個(gè)網(wǎng)絡(luò)在第n層，分別為net1-m，定義net1-m從起始換層孔的起點(diǎn)s1-m到終止換層孔的終點(diǎn)s'1-m，(2)記錄其中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)及線段為：net1中，轉(zhuǎn)折點(diǎn)分別為s1、a1、b1……s'1，線段分別為l1-1、l1-2、l1-3……l1-n；net2中，轉(zhuǎn)折點(diǎn)分別為s2、a2、b2……s'2，線段分別為l2-1、l2-2、l2-3……l2-n；以此類推，netm中，轉(zhuǎn)折點(diǎn)分別為sm、am、bm……s'm，線段分別為lm-1、lm-2、lm-3……lm-n；(3)定義：net1：zn(l1-1、l1-2、l1-3……l1-n)，net2：zn(l2-1、l2-2、l2-3……l2-n)，……netm：zn(lm-1、lm-2、lm-3……lm-n)；(4)根據(jù)兩點(diǎn)確定一條直線，則l1-1：ax+by+c＝0(s1,a1)，a、b、分別x、y的系數(shù)，c為常數(shù)項(xiàng)，進(jìn)而可以確定net1-m的方程為：net1：zn(a1-1x+b1-1y+c1-1＝0(s1,a1))zn(a1-2x+b1-2y+c1-2＝0(a1,b1))……zn(a1-nx+b1-ny+c1-n＝0(x1,s'1))，x1為s'1前面一點(diǎn)，net2：zn(a2-1x+b2-1y+c2-1＝0(s2,a2))zn(a2-2x+b2-2y+c2-2＝0(a2,b2))……zn(a2-nx+b2-ny+c2-n＝0(x2,s'2))，x2為s'2前面一點(diǎn)，以此類推，netm：zn(am-1x+bm-1y+cm-1＝0(sm,am))zn(am-2x+bm-2y+cm-2＝0(am,bm))……zn(am-nx+bm-ny+cm-n＝0(xm,s'm))，xm為s'm前面一點(diǎn)，(5)得到net1-m為由只通過(guò)確定兩點(diǎn)的直線方程的集合，通過(guò)對(duì)方程參數(shù)調(diào)整，對(duì)pcb走線間距優(yōu)化調(diào)整。根據(jù)上述方案的本發(fā)明，其特征在于，在pcb通流能力檢查的過(guò)程中，通過(guò)直線方程：a'x+b'y+c'＝0對(duì)銅箔進(jìn)行掃描，即掃描線為a'x+b'y+c'＝0，其中a’、b’分別為x和y的系數(shù)，c’為常數(shù)項(xiàng)；強(qiáng)制直線方程過(guò)黃色高亮的銅箔區(qū)域內(nèi)的一點(diǎn)，即檢測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)按xy方向增量的形式變動(dòng)，精度高則增量小，反之增量大；在每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，掃描線a'x+b'y+c'＝0從0-360度按角度增量變化，也就是直線斜率k的調(diào)整，精度高則角度增量小，反之角度增量大；記錄掃描線a'x+b'y+c'＝0通過(guò)掃描區(qū)域內(nèi)最短的直線方程，相應(yīng)就是銅箔的最小寬度，從而計(jì)算出銅箔的通流能力。根據(jù)上述方案的本發(fā)明，其有益效果在于，本發(fā)明通過(guò)利用數(shù)學(xué)幾何模型對(duì)pcb設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、生成、修改調(diào)整、檢查優(yōu)化、精確測(cè)量等一系列的操作，減少了設(shè)計(jì)人員的操作強(qiáng)度，還可以擴(kuò)展客戶定制化的功能，通過(guò)數(shù)學(xué)幾何模型建立的二、三維坐標(biāo)系統(tǒng)和介入的數(shù)學(xué)運(yùn)算可以極大的提高效率與精確能力，從而提高pcb設(shè)計(jì)效率與精確能力。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的流程圖。圖2-4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中pcb項(xiàng)目的布線設(shè)計(jì)圖。圖5-6為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中pcb項(xiàng)目的布線設(shè)計(jì)圖。圖7為本發(fā)明確定三維坐標(biāo)與pcb走線關(guān)系的示意圖。圖8-13為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例一的設(shè)計(jì)示意圖。圖14為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例二的設(shè)計(jì)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖以及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述：如圖1所示，一種通過(guò)建立數(shù)學(xué)幾何模型來(lái)輔助pcb設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：步驟1、通過(guò)cadenceaxlskill語(yǔ)言設(shè)計(jì)開發(fā)skill設(shè)計(jì)程序，讀取指定pcb的數(shù)據(jù)信息。步驟2、將讀取指定pcb的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)幾何模型，建立二維、三維坐標(biāo)系統(tǒng)及其相關(guān)參數(shù)定義。步驟3、業(yè)務(wù)處理模塊中，通過(guò)人機(jī)交互程序，接受指令，通過(guò)對(duì)指定pcb數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)幾何模型進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整與運(yùn)算，從而得到期望或是優(yōu)化的結(jié)果。步驟4、將處理后的結(jié)果，轉(zhuǎn)化為pcb的數(shù)據(jù)信息。步驟5、運(yùn)行結(jié)束。如圖2-6所示，在pcb項(xiàng)目的布線設(shè)計(jì)圖中，加入了x與y坐標(biāo)軸，所有的pcb數(shù)據(jù)信息將都包含于這個(gè)二維的坐標(biāo)系當(dāng)中。在pcb項(xiàng)目的布線設(shè)計(jì)圖中走線包括了直線與圓弧線。將pcb上的走線轉(zhuǎn)換成直線方程(平面直角坐標(biāo)系中的一個(gè)二元一次方程)，用直線方程表示pcb走線上各直線形式的走線，通過(guò)直線方程來(lái)了解與計(jì)算該直線的空間方向、對(duì)稱圖形、距離計(jì)算、直線交點(diǎn)、對(duì)稱軸、位置關(guān)系等。對(duì)于pcb設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，在調(diào)整、優(yōu)化、檢查走線也是同理，通過(guò)直線方程來(lái)處理pcb上面的走線了。pcb上的走線的圓弧段也是同理。前電子產(chǎn)品的功能多樣化，尺寸又向小型化，導(dǎo)致實(shí)際pcb很難在一層可是2層來(lái)完成，目前絕大部分的pcb都是多層，甚至幾十層。所以在上面二維的基礎(chǔ)之上，加入z軸來(lái)表示pcb的層(例：z1表示top層，zn表成第n層)。如圖7所示，pcb的某一層中，完整走線定義為neto，neto為集合了n條直線的集合，在本實(shí)施例中，定義neto主要分為abc三點(diǎn)組成，其中bc段由l1-7組成，l1-7的直線方程表示為：l1:zn(a1x+b1y+c1＝0(x1y1x1'y1'))……l7:zn(a7x+b7y+c7＝0(x7y7x7'y7'))其中(xnynxn'yn')表示為該直線段的兩點(diǎn)，an、bn分別x、y的系數(shù)，cn為常數(shù)項(xiàng)，zn表示第n層，如2層，n可以是1，也可以是2，就是實(shí)際pcb的層數(shù)。由此可見，組成neto在bc段的走線，其實(shí)就是l1-7所組成的一個(gè)集合,這樣用數(shù)學(xué)的知識(shí)就對(duì)應(yīng)到了pcb上的數(shù)據(jù)了，即：neto:zn(l1l2…l7)。通過(guò)二、三維坐標(biāo)系的知識(shí)，通過(guò)數(shù)學(xué)的方式來(lái)表示pcb的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并充分運(yùn)用解方程組的高效運(yùn)算來(lái)對(duì)pcb數(shù)據(jù)的生成、修改調(diào)整、檢查優(yōu)化、精確測(cè)量等分析運(yùn)算處理，從面實(shí)現(xiàn)pcb數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型運(yùn)算后再生成pcb信息的一個(gè)過(guò)程。如圖8-12所示，實(shí)際pcb布線設(shè)計(jì)時(shí)，由于手動(dòng)布線以及其它因素，對(duì)于bus信號(hào)的走線常會(huì)出現(xiàn)同一bus走線不均勻、間距不等，不單是看起來(lái)不美觀，且由于bus走線間距有些地方過(guò)近，在一定程度上對(duì)信號(hào)的質(zhì)量,如信號(hào)過(guò)近會(huì)增加信號(hào)間的竄擾。為了提高設(shè)計(jì)的美觀同時(shí)更重要的保證信號(hào)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，由平面幾何知識(shí)，通過(guò)矢量d對(duì)數(shù)學(xué)幾何模型中的走線間距及方向進(jìn)行調(diào)整。在pcb走線間距優(yōu)化自動(dòng)調(diào)整過(guò)程中，(1)bus信號(hào)中有m個(gè)網(wǎng)絡(luò)(本實(shí)施中設(shè)有3個(gè)網(wǎng)絡(luò))，分別為net1-3，定義net1-3從起始換層孔的起點(diǎn)s1-3到終止換層孔的終點(diǎn)e1-3，(2)記錄其中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)及線段為：net1的組成：6個(gè)點(diǎn)：s1、a1、b1、c1、d1、e1；5線段：l1-1、l1-2、l1-3、l1-4、l1-5。net2的組成：6個(gè)點(diǎn)：s2、a2、b2、c2、d2、e2；5線段：l2-1、l2-2、l2-3、l2-4、l2-5。net3的組成：6個(gè)點(diǎn)：s3、a3、b3、c3、d3、e3；5線段：l3-1、l3-2、l3-3、l3-4、l3-5。(3)定義：net1：zn(l1-1、l1-2、l1-3、l1-4、l1-5)；net2：zn(l2-1、l2-2、l2-3、l2-4、l2-5)；net3：zn(l3-1、l3-2、l3-3、l3-4、l3-5)。(4)根據(jù)兩點(diǎn)確定一條直線，則l1-1：ax+by+c＝0(s1,a1)，a、b分別x、y的系數(shù)，c為常數(shù)項(xiàng)，進(jìn)而可以確定net1-3的方程為：net1：zn(a1_1x+b1_1y+c1_1＝0(s1，a1))zn(a1_2x+b1_2y+c1_2＝0(a1，b1))zn(a1_3x+b1_3y+c1_3＝0(b1，c1))zn(a1_4x+b1_4y+c1_4＝0(c1，d1))zn(a1_5x+b1_5y+c1_5＝0(d1，e1))net2-3按理類推。(5)得到net1-3為由只通過(guò)確定兩點(diǎn)的直線方程的集合，通過(guò)對(duì)方程參數(shù)調(diào)整，對(duì)pcb走線間距優(yōu)化調(diào)整。步驟4中數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為pcb數(shù)據(jù)信號(hào)，就是以上過(guò)程的逆過(guò)程。如圖13所示，開發(fā)出的allegro工具的界面中，箭頭表示方向，右側(cè)數(shù)據(jù)為間距參數(shù)的調(diào)整、中心間距、邊到邊、等間距等等，箭頭與value就是矢量d,鼠標(biāo)畫出的路徑代表方向，左邊的窗口value：25代表矢量d值為25，方向?yàn)榧^所示。關(guān)于過(guò)程中涉及的程序代碼已是較為成熟的技術(shù)，本實(shí)施例中采用的部分程序代碼如下：axlcmdregister(“equalcline”ˋmr_equal_cline)；################################################defun(mr_equal_cline())defun(equal_form(equal_file))defun(equal_form_action(form))defun(act_dir())defun(all_cline())defun(find_cline())；################################################；ax+by+c＝0；a＝y(tǒng)2-y1；b＝x1-x2；c＝x2*y1-x1*y2；ax？；ay？；k＝y(tǒng)2-y1/x2-x1；k1*k2＝-1；################################################defun(act_cline())其中，上述代碼為整體的功能函數(shù)模塊，find_cline定義了通過(guò)人機(jī)交互參數(shù)找到需要處理的在pcb上的走線，act_cline為通過(guò)人機(jī)交互參數(shù)調(diào)整優(yōu)化走線后轉(zhuǎn)化成pcb信息的模塊。下面為將pcb信息轉(zhuǎn)化成直線方程模塊的部分代碼行：item1_e_xy＝cadr(item1_xy)item1_e_x＝nth(0item1_e_xy)item1_e_y＝nth(1item1_e_xy)a1＝item1_e_y-item1_s_yb1＝item1_s_x-item1_e_xc1＝item1_e_x*item1_s_y-item1_s_x*item1_e_y；aclmsgput(“l(fā)1:％l*x+％l*y+％l＝0％l”a1b1c1iteml_xy)item2＝nth(1all_cline_table[i])item2_xy＝item2->startenditem2_s_xy＝car(item2_xy)item2_s_x＝nth(0item2_s_xy)item2_s_y＝nth(1item2_s_xy)item2_e_xy＝cadr(item2_xy)item2_e_x＝nth(0item2_e_xy)item2_e_y＝nth(1item2_e_xy)a2＝item2_e_y–item2_s_yb2＝item2_s_x–item2_e_xc2＝item2_e_x*item2_s_y–item2_s_x*item2_e_y；aclmsgput(“l(fā)2:％l*x+％l*y+％l＝0％l”a2b2c2item2_xy)item3＝nth(2all_cline_table[i])item3_xy＝item3->startenditem3_s_xy＝car(item3_xy)item3_s_x＝nth(0item3_s_xy)item3_s_y＝nth(1item3_s_xy)item3_e_xy＝cadr(item2_xy)item3_e_x＝nth(0item3_e_xy)item3_e_y＝nth(1item3_e_xy)a3＝item3_e_y–item3_s_yb3＝item3_s_x–item3_e_xc2＝item3_e_x*item3_s_y–item3_s_x*item3_e_y如圖14所示，在日常生活中，常常涉及到對(duì)pcb檢測(cè)銅箔區(qū)域1通流能力檢查(銅箔寬度檢查)。在pcb通流能力檢查的過(guò)程中，通過(guò)直線方程：a'x+b'y+c'＝0對(duì)銅箔進(jìn)行掃描，即掃描線為a'x+b'y+c'＝0，其中a’、b’分別為x和y的系數(shù)，c’為常數(shù)項(xiàng)。a’、b’c’是動(dòng)態(tài)的變量，實(shí)際上，掃描線a'x+b'y+c'＝0是在一個(gè)個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，而直線的旋轉(zhuǎn)是通過(guò)調(diào)整a’、b’c’實(shí)現(xiàn)的。強(qiáng)制直線方程過(guò)黃色高亮的銅箔區(qū)域內(nèi)的一點(diǎn)，即檢測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)按xy方向增量的形式變動(dòng)，精度高則增量小，反之增量大。在每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，掃描線a'x+b'y+c'＝0從0-360度按角度增量變化，也就是直線斜率k的調(diào)整，精度高則角度增量小，反之角度增量大。記錄掃描線a'x+b'y+c'＝0通過(guò)掃描區(qū)域內(nèi)最短的直線方程，相應(yīng)就是銅箔的最小寬度，從而計(jì)算出銅箔的通流能力。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明專利的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明專利的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明專利的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12當(dāng)前第1頁(yè)12