电子整机三维自动布线空间干涉抑制技术研究

论文摘要

线、缆三维布线是电子整机布局设计的重要内容之一。传统线、缆布线一般采用串行设计模式,并且依赖手工凭经验布线,布线效率和准确度低下。计算机辅助虚拟布线技术克服了传统手工布线的一系列弊端,提高了效率和准确度,但也存在许多尚待解决的问题,空间干涉问题便是其中最主要的问题之一。阐述了解决电子整机虚拟布线中空间干涉问题的原理和方法,并深入研究了相关的关键技术。首先,根据电子整机虚拟布线空间的特征,改进了基于包容盒的干涉检测算法,提高了其检测精度,并使之与基于八叉树求取最小间距原理相结合,共同完成电子整机虚拟布线中空间干涉的检测,兼顾了效率和精度。其次,充分利用无网格算法耗费资源少、效率高的特点和A*算法在求取最优路径方面的优势,将二维空间基于形状的空间划分方法扩展应用于三维空间,并改进了A*算法的估计函数,简化了搜索空间,改使用改进后的算法在划分后的空间实现最优路径的搜索,该方法极大的节省了搜索资源和时间。最终,在Unigraphics(UG)平台上,通过联合二次开发的方法构建了电子整机柔性线、缆布线模块,将理论研究付诸于实践应用。最后用一个典型的电子整机虚拟布线实例验证了其功能的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及课题的提出
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 课题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 论文研究思路及技术路线
• 1.4.1 论文研究思路
• 1.4.2 论文的技术路线
• 1.5 论文内容安排
• 第二章 三维布线、空间干涉问题分析和抑制思路
• 2.1 线、缆设计概述
• 2.1.1 电子整机线、缆设计过程
• 2.1.2 线、缆设计执行过程
• 2.1.3 计算辅助虚拟线、缆布线
• 2.2 空间干涉问题
• 2.2.1 电子整机布线存在的问题
• 2.2.2 空间干涉
• 2.3 空间干涉抑制总体思路
• 2.4 本章小结
• 第三章 空间干涉检测技术原理与算法改进
• 3.1 干涉检测理论及方法
• 3.1.1 平面干涉检查
• 3.1.2 空间物体干涉检查
• 3.1.3 三维物体的表示模型
• 3.2 整机空间干涉问题的特征
• 3.3 电子整机空间干涉检测技术原理
• 3.3.1 定义与主体思路
• 3.3.2 基于包容盒的空间干涉检测方法
• 3.3.3 基于八叉树的求取最小间距原理
• 3.4 本章小结
• 第四章 路径搜索算法原理与设计
• 4.1 搜索算法
• 4.2 A*算法及其缺陷
• 4.2.1 A*算法
• 4.2.2 A*算法存在的问题
• 4.3 布线障碍空间预处理
• 4.3.1 布线障碍空间处理概述
• 4.3.2 障碍空间基于形状的无网格划分
• 4.4 A*算法的改进
• 4.4.1 估计代价函数的改进
• 4.4.2 限定节点实时扩展的搜索方法
• 4.4.3 算法的实现过程
• 4.5 动态规划
• 4.6 本章小结
• 第五章 软件设计、实现与应用
• 5.1 UG及其二次开发
• 5.1.1 UG二次开发
• 5.1.2 UIStyler的不足和MFC的优点
• 5.1.3 联合开发
• 5.2 软件的总体设计
• 5.3 软件的实现
• 5.3.1 工程创建及环境设置
• 5.3.2 创建用户菜单和工具图标并注册工程路径
• 5.3.3 编写消息映射代码
• 5.3.4 MFC资源和功能实现
• 5.4 应用实例
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士期间的主要研究成果