26) Методы трассировки печатных плат.

Трассировка соединений является, как правило, заключительным этапом конструкторского проектирования РЭС. Задача трассировки – одна из наиболее трудоемких в автоматизации проектирования РЭС. Одновременная оптимизация всех соединений при трассировке за счет перебора всех вариантов в настоящее время невозможна. Основная задача трассировки: по заданной схеме соединений проложить необходимые проводники на плате, чтобы реализовать заданные технические соединения с учетом заданных ограничений. Основными являются ограничения на ширину проводников и минимальные расстояния между ними. Алгоритмы трассировки:

1) Волновые алгоритмы: Все ячейки монтажного поля подразделяют на занятые и свободные. Занятые - в которых уже расположены проводники, построенные на предыдущих шагах, или находятся монтажные выводы элементов. Каждый раз при проведении новой трассы можно использовать лишь свободные ячейки, число которых по мере проведения трасс сокращается. На множестве свободных ячеек коммутационного поля моделируют волну влияния из одной ячейки в другую, соединяемых впоследствии общим проводником. Первую ячейку, в которой зарождается волна влияний, называют источником, а вторую – преемником волны.

2) Ортогональные алгоритмы, обладающие большим быстродействием, чем 1 группа. Реализация их требует в 75-100 раз меньше вычислений по сравнению с волновыми алгоритмами. Такие алгоритмы применяют при проектировании ПП со сквозными металлизированными отверстиями. Недостатки связаны с получением большого числа переходов со слоя на слой, отсутствием 100%-ой гарантии проведения трасс, большим числом параллельно идущих проводников.

3) Алгоритмы эвристического типа. Алгоритм, в котором достижение конечного результата программы действий однозначно не предопределено, так же как не обозначена вся последовательность действий, не выявлены все действия исполнителя.

4) Метод встречной волны: Тот же волновой, но волна идет от двух ячеек.

27) Архитектура микроконтроллеров семейства mcs-51.

Состоит: 8-ми разрядный центральный процессор, встроенный тактовый генератор, память программ 64 Кб, память данных 64Кб, внутренняя память программ 4Кб, внутренняя память данных 128 байт, дополнительные возможности по выполнения Булевых функций, 32 двунаправленных линий ввода\вывода, 2 16-ти разрядных таймера счетчика, полнодуплексный асинхронный приемо-передатчик, система прерываний с 2-мя уровнями приоритетов, и 6 источниками событий.

Структурная схема состоит из следующих частей:

а) блок управления синхронизацией. Предназначен для генерации управляющих и синхронизирующих сигналов, которые обеспечивают координацию совместной работы всех устройств. В него входит: 1) устройство формирования временных интервалов.2) регистр команд. Хранит 8-ми разрядный код операции. 3) регистр управления пониженным энергопотреблением.

б) Арфметико-логическое устройство- это параллельное 8-ми разрядное устройство, которое обеспечивает выполнение арифметических и логических операций. Состоит из: регистров временного хранения TMP1 и TMP2, параллельного 8-ми разрядного сумматора, 2-ух аккумуляторов, регистр PSW.

в) Блок последовательного интерфейса и прерываний (ПиП): буфер приема передатчика, последовательный приемо-передатчик, регистр приоритетов прерываний, регистр разрешения прерывания, таймеры счетчиков.

г) Память. Микроконтроллеры MCS-51 построены по Гарвардской архитектуре. Память данных и память программ разделены и имеют отдельное адресное пространство. В этих микроконтроллерах пять адресных пространств. Такое построение памяти позволяет удвоить доступное адресное пространство. Память программ предназначена для хранения программ и имеет отдельное от памяти данных адресное пространство объемом 64 Кбайт. Внешняя память данных предназначена для временного хранения информации, используемой в процессе выполнения программы. Внутреннее ОЗУ для временного хранения информации, используемой в процессе выполнения программы, и занимает 128 младших байт, с адресами от 000h до 07Fh. Регистры специальных функций занимают адреса внутренней памяти данных с 080h по 0FFh. Регистры общего назначения позволяют писать самые эффективные программы. Регистры специальных функций - это дополнительные устройства, которые отображаются в адресное пространство внутренней памяти данных.