Глобальная минимизация количества межслойных переходов

Раскрываются особенности эффективного (линейного по числу операций и требуемой памяти) алгоритма точного решения задачи расслоения совмещенной топологии проводящего рисунка с целью минимизации количества межслойных переходов для случая двух трассировочных слоев. Алгоритм используется в трассировщике...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Date:2001
Main Author: Полубасов, О.Б.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2001
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70833
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Глобальная минимизация количества межслойных переходов / О.Б. Полубасов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 2. — С. 3-9. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860099771444756480
author Полубасов, О.Б.
author_facet Полубасов, О.Б.
citation_txt Глобальная минимизация количества межслойных переходов / О.Б. Полубасов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 2. — С. 3-9. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Раскрываются особенности эффективного (линейного по числу операций и требуемой памяти) алгоритма точного решения задачи расслоения совмещенной топологии проводящего рисунка с целью минимизации количества межслойных переходов для случая двух трассировочных слоев. Алгоритм используется в трассировщике FreeStyleRoute.
first_indexed 2025-12-07T17:28:22Z
format Article
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 3 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ ÃËÎÁÀËÜÍÀß ÌÈÍÈÌÈÇÀÖÈß ÊÎËÈ×ÅÑÒÂÀ ÌÅÆÑËÎÉÍÛÕ ÏÅÐÅÕÎÄΠÎ. Á. ÏÎËÓÁÀÑΠÐîññèÿ, ã.Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, ÃÓÏ «ÍÈÈ "Çâåçäà�» E-mail: pbas@ spb.cityline.ru Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 19.10 2000 ã. Îïïîíåíò ê. ò. í. Â. Â. ÑÈÁÈÐßÊΠÈñïîëüçîâàíèå ïðåäëîæåííîé ïðîöåäó- ðû â òîïîëîãè÷åñêîì òðàññèðîâùèêå FreeStyleRoute ïîçâîëÿåò â 10-30 ðàç óìåíüøèòü êîëè÷åñòâî ìåæñëîéíûõ ïåðåõîäîâ. Óâåëè÷åíèå êîëè÷åñòâà ýëåìåíòîâ íà ïå÷àòíîé ïëàòå èëè êðèñòàëëå ÁÈÑ, óñëîæíåíèå ñàìèõ ýëå- ìåíòîâ ïðèâîäÿò ê òîìó, ÷òî çàäà÷à òðàññèðîâêè ñîåäèíåíèé ñòàíîâèòñÿ âñ¸ áîëåå òðóäíîé. Äëÿ óâåëè÷åíèÿ ïëîòíîñòè êîìïîíîâêè ñîåäèíå- íèé èñïîëüçóþòñÿ äâà îñíîâíûõ ñïîñîáà: óìåíüøå- íèå øèðèíû ïðîâîäíèêîâ è çàçîðîâ ìåæäó íèìè è óâåëè÷åíèå êîëè÷åñòâà òðàññèðîâî÷íûõ ñëîåâ. Îáà ñïîñîáà âåäóò ê ñíèæåíèþ òåõíîëîãè÷íîñòè èçãî- òîâëåíèÿ è ðåìîíòîïðèãîäíîñòè èçäåëèé, óâåëè÷å- íèþ ïðîöåíòà áðàêà. Îñîáóþ ñëîæíîñòü ïðåäñòàâëÿåò ïðîáëåìà ìè- íèìèçàöèè êîëè÷åñòâà ìåæñëîéíûõ ïåðåõîäîâ. Íà ïðàêòèêå îáû÷íî ïðîêëàäûâàþò ó÷àñòêè ïðîâîäíè- êîâ ñòðîãî îðòîãîíàëüíî (âåðòèêàëüíî â îäíîì ñëîå è ãîðèçîíòàëüíî â äðóãîì), à ëèøíèå ïåðåõîäû óäà- ëÿþò òîëüêî ïîñëå çàâåðøåíèÿ òðàññèðîâêè. Äëÿ ýòîãî ôðàãìåíò òðàññû ïåðåíîñÿò èç îäíîãî ñëîÿ â äðóãîé. Âîçìîæíîñòè òàêîé ïðîöåäóðû âåñüìà îãðà- íè÷åíû, ò. ê. ïîëó÷àåìîå êîëè÷åñòâî ïåðåõîäîâ â äåñÿòêè ðàç áîëüøå íåîáõîäèìîãî. Äëÿ ðåøåíèÿ óêàçàííîé çàäà÷è ïðåäëàãàëèñü ñëå- äóþùèå ìåòîäû: �Ìèíèìèçàöèÿ ÷èñëà ñëîåâ [1, c. 231] íà îñíîâå ðàñêðàñêè ãðàôà ïåðåñå÷åíèé. Çàäà÷à NP-òðóäíà, êðî- ìå òîãî, õðîìàòè÷åñêîå ÷èñëî ãðàôà ïåðåñå÷åíèé ìî- æåò îêàçàòüñÿ áîëüøå çàäàííîãî ÷èñëà ñëîåâ. �Ïîñëåäîâàòåëüíîå âûäåëåíèå â ãðàôå ïåðåñå- ÷åíèé ìàêñèìàëüíûõ ïëîñêèõ ñóãðàôîâ [2, ñ. 226]. Íåäîñòàòêè òå æå. Ïðè ýòîì âîçìîæíî âîçíèêíîâå- íèå ïîãðåøíîñòè çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ �æàäíîãî àëãîðèòìà�. Ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî íàõîæäåíèå ìàê- ñèìàëüíîãî ïëîñêîãî ñóãðàôà � çàäà÷à íå ïðîùå ïåðâîé. �Íàõîæäåíèå êëèêîâîãî ïîêðûòèÿ ãðàôà ïåðå- ñå÷åíèé, â êîòîðîì âåðøèíû, ñîîòâåòñòâóþùèå íåïå- ðåñåêàþùèìñÿ îòðåçêàì, ñîåäèíåíû ðåáðîì [3, ñ. 64� 69]. Çàäà÷à î ïîêðûòèè NP-òðóäíà, ïðè ýòîì âõîä- íàÿ öåïî÷êà � ÷èñëî êëèê ãðàôà (â õóäøåì ñëó÷àå � 3n/3). Ñëîæíîñòü ïðàêòè÷åñêîé ðåàëèçóåìîñòè óêàçàí- íûõ ìåòîäîâ ñâèäåòåëüñòâóåò îá àêòóàëüíîñòè ðàç- ðàáîòêè ýôôåêòèâíûõ àëãîðèòìîâ ðåøåíèÿ çàäà÷è ìèíèìèçàöèè êîëè÷åñòâà ìåæñëîéíûõ ïåðåõîäîâ. Îäèí èç âîçìîæíûõ ïîäõîäîâ ðàññìîòðåí íèæå. 1. Çàäà÷à ðàññëîåíèÿ ñîâìåùåííîé òîïîëîãèè è ãðàô äîìåíîâ Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ìíîãîñëîéíûõ ïå÷àòíûõ ïëàò ñî ñêâîçíûìè ìåòàëëèçèðîâàííûìè îòâåðñòèÿìè â íåêîòîðûõ ìåòîäàõ òðàññèðîâêè ïðåäâàðèòåëüíî ïðî- êëàäûâàþò òðàññû â îäíîé ïëîñêîñòè. Ïðè ýòîì ðàç- ðåøåíî ïåðåñå÷åíèå òðàññ, íî íå áîëåå äâóõ â êàæ- äîé òî÷êå ïåðåñå÷åíèÿ. Ïîëó÷åííûé ðåçóëüòàò íà- çûâàåòñÿ ñîâìåùåííîé òîïîëîãèåé òðàññ. Çàòåì íå- îáõîäèìî ðàñïðåäåëèòü ôðàãìåíòû òðàññ ïî èìåþ- ùèìñÿ ñëîÿì òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû òðàññû íà îäíîì ñëîå íå ïåðåñåêàëèñü è êîëè÷åñòâî ïåðåõîäîâ ñî ñëîÿ íà ñëîé áûëî ìèíèìàëüíûì. Åñëè äëÿ òðàññèðîâêè äîñòóïíî òîëüêî äâà êîì- ìóòàöèîííûõ ñëîÿ, çàäà÷à ìèíèìèçàöèè êîëè÷åñòâà ïåðåõîäîâ ïðè ðàññëîåíèè ìîæåò áûòü òî÷íî ðåøå- íà íåïåðåáîðíûì àëãîðèòìîì. Îïðåäåëåíèå 1. Íàçîâåì òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ òðàññ äîìåíàìè. Íàçâàíèå ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî â êàæäîé òàêîé òî÷êå ïåðåñåêàþòñÿ ðîâíî äâå òðàññû, ïðè÷åì âîçìîæíû òîëüêî äâà âàðèàíòà: ëèáî îäíà òðàññà ïðîõîäèò ÷åðåç òî÷êó ïåðåñå÷åíèÿ â ïåðâîì ñëîå, à äðóãàÿ � âî âòîðîì, ëèáî íàîáîðîò. Ýòè äâà âàðèàíòà ìîæíî ñîîòíåñòè ñ äâóìÿ âîçìîæíûìè îðè- åíòàöèÿìè äîìåíà. Ïðîèçâîëüíî âûáðàâ îðèåíòàöèþ äëÿ êàæäîãî äîìåíà, íàçîâåì åå èñõîäíîé. Íà ðèñ. 1 ÷åðíûå êðóæêè èçîáðàæàþò êîíòàêò- íûå ïëîùàäêè (äîñòóïíûå íà îáîèõ ñëîÿõ), òî÷êè Ðèñ. 1. Ñîâìåùåííàÿ òîïîëîãèÿ ïðîâîäíèêîâ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 4 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ ïåðåñå÷åíèÿ òðàññ � äîìåíû � îáâåäåíû ñêðóãëåí- íûìè êâàäðàòàìè. Òàê êàê â ýòîì ïðèìåðå îòðåçêè òðàññ ïðîëîæåíû ëèøü â äâóõ íàïðàâëåíèÿõ, ïðèìåì, ÷òî â èñõîäíîé îðèåíòàöèè âåðòèêàëüíûå îòðåçêè ïðîõîäÿò ÷åðåç òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ â ïåðâîì ñëîå (æèðíûå ëèíèè), à ãîðèçîíòàëüíûå � âî âòîðîì (òîíêèå ïóíêòèðíûå ëèíèè). Ðàññìîòðèì ó÷àñòîê òðàññû ìåæäó äâóìÿ ñîñåä- íèìè òî÷êàìè ïåðåñå÷åíèÿ. Åñëè åãî êîíöû ïðèíàä- ëåæàò ðàçíûì ñëîÿì, íà ó÷àñòêå íåîáõîäèì ïåðåõîä ñ îäíîãî ñëîÿ íà äðóãîé (íà ðèñóíêå ïåðåõîäû èçîá- ðàæåíû ìàëåíüêèìè ñâåòëûìè êðóæêàìè, èõ 10), èíà÷å ïåðåõîä íà ó÷àñòêå íå íóæåí. Ñîåäèíèâ íà ãðàôå äîìåíîâ (ðèñ. 2) ñîîòâåòñòâóþùèå äîìåíû ðåáðîì, ïðèïèøåì ðåáðó âåñ +1, åñëè íà ó÷àñòêå íåò ïåðåõî- äà, è �1, åñëè ïåðåõîä åñòü. Ïîëîæèòåëüíûå è îòðè- öàòåëüíûå ðåáðà èçîáðàæåíû íà ðèñ. 2 òîíêèìè è æèðíûìè ëèíèÿìè, ñîîòâåòñòâåííî. Ïðè îïòèìàëüíîì ðàññëîåíèè îäíè äîìåíû ñîõðà- íÿò èñõîäíóþ îðèåíòàöèþ, äðóãèå � èçìåíÿò åå íà ïðîòèâîïîëîæíóþ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè èçìå- íåíèè îðèåíòàöèè äîìåíà ìû äîëæíû òàêæå èçìåíèòü çíàêè âåñîâ èíöèäåíòíûõ äîìåíó ðåáåð (ðèñ. 3). Òàê êàê ïðè êàæäîì êîíêðåòíîì ðàññëîåíèè ñóì- ìàðíûé âåñ îòðèöàòåëüíûõ ðåáåð ñîîòâåòñòâóåò (ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå) êîëè÷åñòâó ïåðåõîäîâ, òî îï- ðåäåëåíèå îïòèìàëüíîãî ðàññëîåíèÿ ñâîäèòñÿ ê âû- ÿâëåíèþ â ãðàôå äîìåíîâ íàèáîëåå îòðèöàòåëüíîãî ðàçðåçà (â òåðìèíîëîãèè À. Çûêîâà � êâàëèðàçðå- çà [4, ñ. 199]). Ïðè îïòèìàëüíîì ðàññëîåíèè äîìåíû, íàõîäÿùèåñÿ ïî îäíó ñòîðîíó ðàçðåçà, ñîõðàíÿò ñâîþ îðèåíòàöèþ, à ïî äðóãóþ � èçìåíÿò åå, ïðè ýòîì êîëè÷åñòâî ïåðåõîäîâ èçìåíèòñÿ íà âåëè÷èíó ðàç- ðåçà. Èíòåðåñóþùèé íàñ ðàçðåç ïîêàçàí íà ðèñ. 2 âîëíèñòîé ëèíèåé. Åãî âåëè÷èíà ðàâíà +3�8 = �5, ò. ê. îí ñîñòîèò èç òðåõ ïîëîæèòåëüíûõ è âîñüìè îòðèöàòåëüíûõ ðåáåð. Êàê èçâåñòíî, äëÿ ãðàôîâ îáùåãî âèäà çàäà÷à ïîèñêà íàèáîëåå îòðèöàòåëüíîãî ðàçðåçà NP-ñëîæíà, íî äëÿ ïëàíàðíûõ ãðàôîâ ðàçðåøèìà çà ïîëèíîìè- àëüíîå âðåìÿ. Ëåãêî âèäåòü, ÷òî ãðàô äîìåíîâ âñå- ãäà ïëàíàðåí. Îäèí èç ýôôåêòèâíûõ àëãîðèòìîâ [5] ðåøàåò ýòó çàäà÷ó çà O(PNlogN+P3logP) ïðè òðåáóåìîé ïàìÿòè O(PN), ãäå N � ÷èñëî âåðøèí ãðàôà äîìåíîâ, P � ÷èñëî ãðàíåé, îãðàíè÷åííûõ íå÷åòíûì ÷èñëîì ðåáåð îòðèöàòåëüíîãî âåñà. 2. Ðåäóêöèÿ ãðàôà äîìåíîâ Ïåðåñå÷åíèÿ òðàññ íà ðèñóíêå ñîâìåùåííîé òî- ïîëîãèè òèïè÷íîé ñîâðåìåííîé ñõåìû èñ÷èñëÿþòñÿ äåñÿòêàìè òûñÿ÷,÷òî âåäåò ê áîëüøîé ðàçìåðíîñòè ãðàôà äîìåíîâ. Ïðè ýòèõ óñëîâèÿõ ïîòðåáíîñòè âî âðåìåíè è ïàìÿòè äàæå ïîëèíîìèàëüíîãî àëãîðèòìà ïîèñêà íàèáîëåå îòðèöàòåëüíîãî ðàçðåçà îêàçûâà- þòñÿ ÷ðåçìåðíî áîëüøèìè. Äëÿ ïðàêòè÷åñêîãî ïðè- ìåíåíèÿ ìîæíî äîïóñòèòü àëãîðèòìû òîëüêî ñ ëè- íåéíûìè òðåáîâàíèÿìè ê ïàìÿòè è òîëüêî ñ ëèíåé- íûìè òðåáîâàíèÿìè ê ÷èñëó îïåðàöèé. Ïåðå÷èñëåííûå íèæå ïðåîáðàçîâàíèÿ ðåäóêöèè ãðàôà äîìåíîâ çà ëèíåéíîå ÷èñëî îïåðàöèé óìåíü- øàþò åãî ðàçìåð áåç ïîòåðè îïòèìàëüíîãî ðåøå- íèÿ. Ïîñëå îïðåäåëåíèÿ îïòèìàëüíîé îðèåíòàöèè äîìåíîâ ðåäóöèðîâàííîãî ãðàôà ëåãêî âîññòàíîâèòü îïòèìàëüíóþ îðèåíòàöèþ è äëÿ èñõîäíîãî ãðàôà.  îáùåì ñëó÷àå ãðàô äîìåíîâ ÿâëÿåòñÿ ìóëüòè- ãðàôîì, ïîñêîëüêó îí ìîæåò èìåòü ïåòëè è êðàòíûå ðåáðà. Îäíàêî ïåòëè íå âõîäÿò íè â îäèí ðàçðåç, ïîýòîìó èõ ìîæíî óäàëèòü. Ïðè ýòîì òàê êàê ïåòëè îòðèöàòåëüíîãî âåñà ñîîòâåòñòâóþò îáÿçàòåëüíûì ïåðåõîäàì, òî óäàëÿÿ îòðèöàòåëüíûå ïåòëè, çàïîì- íèì èõ ñóììàðíûé âåñ (ñî çíàêîì "ïëþñ"). Íàçî- âåì ýòó âåëè÷èíó íàêîïëåííûì êîëè÷åñòâîì ïåðå- õîäîâ (ÍÊÏ). Ïðåîáðàçîâàíèå 1 (ðèñ. 4). Ïóñòü äîìåíû A è B ñîåäèíåíû ñðàçó íåñêîëüêèìè ðåáðàìè. Òàê êàê ýòè ðåáðà âõîäÿò â ëþáîé ðàçðåç òîëüêî âñå âìåñòå, òî çàìåíèì èõ íà îäíî ðåáðî ñóììàðíîãî âåñà. Ïðè ýòîì åñëè âåñà ðåáåð èìåëè ðàçíûå çíàêè, òî íåêîòîðîå êîëè÷åñòâî ïåðåõîäîâ ïîïàäåò â ðàç- ðÿä îáÿçàòåëüíûõ. Äîáàâèì ýòó âåëè÷èíó ê íàêîï- ëåííîìó êîëè÷åñòâó ïåðåõîäîâ. Âåñ ðåçóëüòèðóþ- ùåãî ðåáðà ìîæåò îêàçàòüñÿ è ðàâíûì íóëþ, òàêîå ðåáðî ïðîñòî èñ÷åçàåò. Ðèñ. 2. Ñîîòâåòñòâóþùèé ãðàô äîìåíîâ è åãî íàèáîëåå îòðèöàòåëüíûé ðàçðåç 6 7 17 16 27 26 28 1 8 18 19 9 2 3 4 10 11 20 21 29 30 31 32 12 22 33 13 14 5 15 23 37 36 35 34 39 38 24 25 Ðèñ. 3. Èçìåíåíèå îðèåíòàöèè äîìåíà -x2 -xi -xN -x1 – x2 xi xN x1 + Ðèñ. 4. Ãðàôè÷åñêàÿ èëëþñòðàöèÿ ê ïðåîáðàçîâàíèþ 1 y x x + y A B A B + ( |x| + |y| – |x + y| ) / 2 îáÿçàòåëüíûõ ïåðåõîäîâ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 5 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ Ïðåîáðàçîâàíèå 2 (ðèñ. 5). Ïóñòü âåñ ðåáðà AB ïîëîæèòåëåí è íàñòîëüêî âåëèê, ÷òî ñóììà àáñî- ëþòíûõ âåëè÷èí âåñîâ îñòàëüíûõ ðåáåð, èíöèäåíò- íûõ äîìåíó A, íå ïðåâûøàåò åãî. Òîãäà ñðåäè íàè- áîëåå îòðèöàòåëüíûõ ðàçðåçîâ ñóùåñòâóåò ðàçðåç, íå ñîäåðæàùèé ðåáðà AB. Äåéñòâèòåëüíî, ïðåäïîëîæèì, ÷òî ðåáðî AB âõî- äèò â íàèáîëåå îòðèöàòåëüíûé ðàçðåç. Òîãäà, çàìå- íèâ â ýòîì ðàçðåçå ðåáðî AB íà ñîâîêóïíîñòü îñ- òàëüíûõ ðåáåð, èíöèäåíòíûõ äîìåíó A, ìû ïîëó÷èì ðàçðåç íå ìåíåå îòðèöàòåëüíûé. Ñòÿíåì ðåáðî AB, îáúåäèíèâ âåðøèíû A è B â îäíó. ( ÷àñòíîñòè, âñåãäà ìîæíî ñòÿíóòü îäíî èç ðåáåð, èíöèäåíòíûõ äîìåíó ñòåïåíè 2 èëè 1.) Ïðåîáðàçîâàíèå 3. Èçîëèðîâàííîìó äîìåíó ïðèïèøåì ïðîèçâîëüíóþ îðèåíòàöèþ è óäàëèì åãî èç äàëüíåéøåãî ðàññìîòðåíèÿ. Ïðåîáðàçîâàíèå 4. Íà ðèñ. 6 ñëåâà ïîêàçàíà òðåóãîëüíàÿ ãðàíü ABC, âåñà âñåõ åå ðåáåð ïîëîæè- òåëüíû. Ýêâèâàëåíòíûé ïîäãðàô ïîêàçàí íà òîì æå ðèñóíêå ñïðàâà. Ïðåîáðàçîâàíèå êîððåêòíî, ïîñêîëü- êó ðåáðà òðåóãîëüíîé ãðàíè âõîäÿò â ëþáîé ðàçðåç òîëüêî ïîïàðíî.  ÷åì æå ñîñòîèò âûãîäà äàííîãî ïðåîáðàçîâà- íèÿ? Âåäü ÷èñëî ðåáåð îñòàëîñü ïðåæíèì, à ÷èñëî âåðøèí äàæå óâåëè÷èëîñü. Äåëî â òîì, ÷òî íîâûå ðåáðà èìåþò áîëüøèé âåñ è îáû÷íî ñðàçó æå áûâàþò ñòÿíóòû ïðåîáðàçîâàíè- åì 2. Óñëîâèìñÿ ïðèìåíÿòü ïðåîáðàçîâàíèå 4 òîëü- êî â òîì ñëó÷àå, åñëè õîòÿ áû îäíî èç íîâûõ ðåáåð áóäåò ñòÿíóòî. Òîãäà ÷èñëî âåðøèí íå óâåëè÷èòñÿ, à ÷èñëî ðåáåð óìåíüøèòñÿ (ðèñ. 7). Åùå íåñêîëüêî ÷óòü áîëåå ñëîæíûõ ïðåîáðàçî- âàíèé áóäåò ïðèâåäåíî â ðàçäåëå 4. Òåîðåìà 1. ×èñëî îïåðàöèé, òðåáóþùååñÿ äëÿ ðåäóêöèè ãðà- ôà äîìåíîâ, ëèíåéíî çàâèñèò îò ñóììû ÷èñëà âåð- øèí è ÷èñëà ðåáåð ãðàôà. Äåéñòâèòåëüíî, êàæäîå ïðåîáðàçîâàíèå âûïîëíÿ- åòñÿ çà êîíñòàíòíîå ÷èñëî îïåðàöèé, à ò. ê. ïîñëå êàæäîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ óìåíüøàåòñÿ èëè ÷èñëî ðå- áåð, èëè ÷èñëî âåðøèí, òî îáùåå ÷èñëî îïåðàöèé íå ïðåâûøàåò Î(N+M), ãäå N � ÷èñëî âåðøèí, M � ðåáåð. Ïîñëå ïðèìåíåíèÿ îïèñàííûõ ïðåîáðàçîâàíèé ðàç- ìåð ãðàôà äîìåíîâ óìåíüøàåòñÿ. Ïîñêîëüêó ýòè ïðå- îáðàçîâàíèÿ íå íàðóøàþò ïëàíàðíîñòè ãðàôà, ê ðå- äóöèðîâàííîìó ãðàôó ìîæåò áûòü ïðèìåíåí àëãî- ðèòì ïîèñêà íàèáîëåå îòðèöàòåëüíîãî ðàçðåçà [5]. Âîïðîñ, íàìíîãî ëè ðåçóëüòèðóþùèé ãðàô ìåíüøå èñõîäíîãî, îñòàåòñÿ îòêðûòûì. Ìîæíî óêàçàòü, ÷òî çà 10 ëåò ïðàêòè÷åñêîãî ïðèìåíåíèÿ áûëè îïðîáî- âàíû ìíîãèå òûñÿ÷è ðåàëüíûõ òîïîëîãèé. Äëÿ êàæ- äîé èç íèõ ðàçìåð ãðàôà äîìåíîâ â ðåçóëüòàòå ðå- äóêöèè óìåíüøàëñÿ äî íóëÿ. 3. Ïðèìåð ðåäóêöèè ãðàôà äîìåíîâ Ïîñìîòðèì åùå ðàç íà ðèñ. 2. Çàìåòèì, ÷òî äî- ìåí 25 èìååò ëèøü îäíó ñâÿçü � ñ äîìåíîì 24. Âåñ ýòîãî ðåáðà ïîëîæèòåëåí, ñëåäîâàòåëüíî, äëÿ îòñóò- ñòâèÿ íà íåì ïåðåõîäà íåîá- õîäèìî, ÷òîáû äîìåíû 25 è 24 áûëè îðèåíòèðîâàíû îäèíà- êîâî. Ñòÿíóâ ðåáðî, îáúåäè- íèì äîìåíû 25 è 24 â îäèí. Îñòàâèì çà íèì íîìåð 24, çà- ïîìíèâ, ÷òî äîìåí 25 èìååò òàêóþ æå îðèåíòàöèþ.  äàëü- íåéøåì èçëîæåíèè áóäåì èñ- ïîëüçîâàòü êðàòêóþ çàïèñü îáúåäèíåíèÿ âåðøèí: 1. 25�> 24. Îáðàòèì âíèìàíèå íà äî- ìåí 5. Åãî ñòåïåíü ðàâíà äâóì, ñëåäîâàòåëüíî, ìû îïÿòü âïðà- âå ïðèìåíèòü ïðåîáðàçîâàíèå 2. Ïðè ýòîì, ò. ê. âåñà îáîèõ ðåáåð ñîâïàäàþò ïî àáñîëþò- íîìó çíà÷åíèþ (õîòÿ èìåþò Ðèñ. 5. Ïðåîáðàçîâàíèå 2 yN yi y1 x A B ∑ = ≥ N i iyx 1 || yN yi y1 A=B Ðèñ. 6. Ïðåîáðàçîâàíèå 4 y z x x + y C A B x, y, z > 0 y + z x + z C A B D Ðèñ. 7. Âûãîäà ïðåîáðàçîâàíèÿ 4 wN wi w1 wN wi w1 y + z x + y x + z C A B x, y, z > 0 ∑ = ≥+ N i iwyx 1 || y + z x + z C A B D wN wi w1 z y x A B C Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 6 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ ðàçíûå çíàêè), ðàâíîïðàâíû äâà âàðèàíòà åãî ïðè- ìåíåíèÿ: ëèáî îáúåäèíèòü äîìåíû 5 è 15, ñ÷èòàÿ, ÷òî èõ îðèåíòàöèÿ îäèíàêîâà, ëèáî îáúåäèíèòü äîìåíû 5 è 14, ñ÷èòàÿ, ÷òî èõ îðèåíòàöèÿ ðàçëè÷íà. Âûáåðåì ïåðâûé âàðèàíò: 2. 5�> 15. Òåïåðü îêàçàëîñü, ÷òî íîâûé äîìåí (çà êîòîðûì ìû îñòàâèëè íîìåð 15) è äîìåí 14 ñîåäèíåíû ñðàçó äâóìÿ ðåáðàìè: ðåáðîì ñ âåñîì +1 è ðåáðîì ñ âåñîì �1 (ðèñ. 8, à).  çàâèñèìîñòè îò òîãî, îäèíàêîâóþ èëè ðàçíóþ îðèåíòàöèþ ïîëó÷àò â îêîí÷àòåëüíîì ðàññëîåíèè äîìåíû 14 è 15, íà òîì èëè äðóãîì ðåáðå ïîòðåáóåòñÿ ïåðåõîä. Çàïîìíèì ýòîò ôàêò, äîáàâèâ îäèí ïåðåõîä ê íàêîïëåííîìó êîëè÷åñòâó ïåðåõî- äîâ (ÍÊÏ), ïåðâîíà÷àëüíî íóëåâîìó: ÍÊÏ=1. Ïðèìåíåíèå ïðåîáðàçîâàíèÿ 1 ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî äîìåíû 14 è 15 áîëüøå íå ñîåäèíåíû ðåáðîì (ðèñ. 8,á). Îáîçíà÷àÿ âåñ ðåáðà ìåæäó äîìåíàìè a è b ÷åðåç W(a,b), çàïèøåì: W(14,15) = 0. Òåïåðü ñòåïåíü äîìåíà 15 ñòàëà ðàâíîé åäèíèöå, è åãî ìîæíî îáúåäèíèòü ñ äîìåíîì 24: 3. 15 �> 24. Âòîðóþ ñòåïåíü èìåþò äîìåíû 1, 4, 6, 9, 12, 13, 14, 21, 22, 24, 28, 30, 33, 37 è 38. Ñëåäîâàòåëüíî: 4. 14� > 23, 5. 1�> 2, 6. 4�> 11, 7. 6�> 7, 8. 9�> 10, 9. 12�> 11, 10. 13�> 12, 11. 21�> 20, 12. 22� > 23, 13. 24�> 23, 14. 28�> 27, 15. 30�> 39, 16. 33�> 37, 17. 37�> 36, 18. 38�> 39. Òåïåðü, ïîñëå øàãà 18, ñòåïåíè âñåõ âåðøèí ãðà- ôà áîëüøå ÷åì 2 (ðèñ. 9), è ïðåîáðàçîâàíèå 2 ê åãî ýëåìåíòàì íåïðèìåíèìî. Ïðèìåíèì ê òðåóãîëüíîé ãðàíè, îáðàçîâàííîé äîìåíàìè 18, 19 è 20, ïðåîáðàçî- âàíèå 4. Íà ðèñ. 10, à âèäíî, ÷òî íîâûé äîìåí (îáîçíà- ÷åííûé çâåçäî÷êîé) ñâÿçàí ñ äîìåíàìè 18, 19 è 20 ðåáðàìè âåñà +2. Ïîñêîëüêó âñå òðè ðåáðà ìîæíî ñòÿíóòü ñ ïîìîùüþ ïðåîáðàçîâàíèÿ 2, òî äîìåíû 18, 19, 20, à òàêæå íîâûé äîìåí áóäóò îáúåäèíåíû â îäèí (ðèñ. 10, á). Îñòàâèì çà íèì íîìåð 20, çàïîì- íèâ, ÷òî äîìåíû 18 è 19 èìåþò òàêóþ æå îðèåíòà- öèþ: 19. 18, 19�> 20. Àíàëîãè÷íî: 20. 29, 32�> 31, W(31, 36)=0, ÍÊÏ=2; 21. 3, 11�> 10. Òåêóùåå ñîñòîÿíèå ãðàôà ïîêàçàíî íà ðèñ. 11. 22. 36�> 35; 23. 31�> 27; 24. 17, 26�> 20, W(20, 27)=0, ÍÊÏ=3; 25. 2, 10�> 8, W(8, 7)=0, ÍÊÏ=4. Äàëåå ðåäóêöèÿ ïðîòåêàåò ëàâèíîîáðàçíî (ðèñ. 12). Äîìåí 27 ñîåäèíåí ëèøü ñ äîìåíîì 35, íî âåñ ñîåäèíÿþùåãî ðåáðà îòðèöàòåëåí (�1). Ñòÿíóâ ðåá- ðî, îòìåòèì, ÷òî äîìåí 27 èìååò îðèåíòàöèþ, ïðîòè- âîïîëîæíóþ îðèåíòàöèè äîìåíà 35: 26. 27 �>�35; à á Ðèñ. 8. Âçàèìîóíè÷òîæåíèå ïàðû ðåáåð 13 14 15 23 24 13 14 15 23 24 Ðèñ. 9. Ãðàô ïîñëå øàãà 18 7 17 16 27 26 8 18 19 2 3 10 11 20 29 31 32 23 36 35 34 39 Ðèñ. 12. Ãðàô ïîñëå øàãà 25 7 16 27 8 20 23 35 34 39 Ðèñ. 11. Ãðàô ïîñëå øàãà 21 7 17 16 27 26 8 2 10 20 31 23 36 35 34 39 à á 18 19 * 20 20 Ðèñ. 10. Øàã 19 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 7 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ Ðèñ. 13. Ãðàô ïîëíîñòüþ ðàçîáðàí 16 4. Äîïîëíèòåëüíûé íàáîð ïðåîáðàçîâàíèé ãðàôà äîìåíîâ Ïðåîáðàçîâàíèå 5 (ðèñ. 16) îáðàòíî ïðåîáðà- çîâàíèþ 4. Âîçíèêàþùèå ïðè ýòîì ïðåîáðàçîâàíèè äðîáíûå âåñà ðåáåð íå äîëæíû íèêîãî ñìóùàòü, ïî- ñêîëüêó ìàíèïóëÿöèè ñ ãðàôîì ÷èñòî ôîðìàëüíûå. Êàêóþ îðèåíòàöèþ ñëåäóåò ïðèïèñàòü óäàëÿå- ìîé âåðøèíå D âî âðåìÿ îáðàòíîãî õîäà àëãîðèò- ìà? Ëåãêî ïîíÿòü, ÷òî äîìåí D äîëæåí ïîëó÷èòü òó îðèåíòàöèþ, êàêîé îáëàäàåò áîëüøèíñòâî èç ñìåæ- íûõ ñ íèì äîìåíîâ A, B è C. Çàïèøåì ýòî ñèìâîëè- ÷åñêè: D�> (A, B, C). Òåïåðü çàìåòèì, ÷òî ïðè ëþáûõ èçìåíåíèÿõ îðèåíòàöèè äîìåíîâ ÷åòíîñòü ÷èñëà ðåáåð îòðèöà- òåëüíîãî âåñà â ëþáîì öèêëå ñîõðàíÿåòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, ñóùåñòâóþò òîëüêî äâà ïðèíöèïèàëüíî ðàç- ëè÷íûõ òèïà òðåóãîëüíûõ ãðàíåé: âñå ðåáðà ïîëî- æèòåëüíîãî âåñà èëè îäíî èç ðåáåð èìååò îòðèöà- òåëüíûé âåñ. Ïðåîáðàçîâàíèå 4 (ðèñ. 6) ðàáîòàåò ëèøü ñ òðåóãîëüíèêàìè ïåðâîãî òèïà. Ïðåîáðàçîâàíèå 6 (ðèñ. 17, a). Ðàññìîòðèì òðåóãîëüíóþ ãðàíü ABC, îäíî èç ðåáåð êîòîðîé AB èìååò îòðèöàòåëüíûé âåñ �z. Îáîçíà÷èì S wi i N = = ∑ 1 . È ïóñòü x + y � 2z≥S. Äîáàâèì âðåìåííî ê ãðàôó ðåáðî CD âåñà x+y�2z (ðèñ. 17, á). Çàìåòèì, ÷òî ïîñêîëüêó âåñ íîâîãî ðåáðà íå ìåíüøåS, òî âåëè÷èíà íàèáîëåå îòðèöàòåëü- íîãî ðàçðåçà íå èçìåíèòñÿ. Ïîîáåùàåì íå ðàçðåçàòü ðåáðî CD. Ïðèìåíèì ê âðåìåííî äîáàâëåííîé âåðøèíå D ïðåîáðàçîâàíèå 5. Òåïåðü âåðøèíû A è B ñîåäèíå- íû ñðàçó äâóìÿ ðåáðàìè ñ âåñàìè z è �z, êîòîðûå âçàèìíî óíè÷òîæàþòñÿ, à z ïåðåõîäîâ ïîïàäàåò â ðàçðÿä îáÿçàòåëüíûõ (ðèñ. 17, â). Âî âðåìÿ îáðàòíîãî õîäà àëãîðèòìà âñïîìíèì î ñâîåì îáåùàíèè íå ðàçðåçàòü ðåáðî CD. Åñëè îíî âñå æå îêàçàëîñü ðàçðåçàííûì (ýòî ìîæåò ïðîèçîé- òè, åñëè x+y�2z=S), òî èçìåíèì îðèåíòàöèþ äîìåíà C, ïåðåíåñÿ òåì ñàìûì ðàçðåç ñ ðåáðà CD íà îñ- òàëüíûå èíöèäåíòíûå äîìåíó C ðåáðà. Äðóãèìè ñëî- âàìè, åñëè ïðè îáðàòíîì õîäå îáíàðóæèòñÿ, ÷òî îðè- åíòàöèÿ îáîèõ äîìåíîâ A è B îòëè÷àåòñÿ îò îðèåíòà- öèè äîìåíà C, òî îðèåíòàöèþ äîìåíà C íàäî èçìå- íèòü. Çàïèøåì ýòî ñèìâîëè÷åñêè: C�> (A, B, C). 27. 35�> 34, W(34, 39)=0, ÍÊÏ=5; 28. 34�> 23; 29. 39�> �23; 30. 7�> 16; 31. 23�> 8, W(8, 20)=�2; 32. 20�> 16, W(8, 16)=�3; 33. 8�> �16. Îñòàëñÿ åäèíñòâåííûé äîìåí 16 (ðèñ. 13), è ïîðà ïðèìåíèòü ïðåîáðàçîâàíèå 3. Ïóñòü äîìåí 16 ñîõðàíèò èñõîäíóþ îðèåíòàöèþ. Îáðàòíûì õîäîì àëãîðèòìà âîññòàíîâèì âñå äîìå- íû èñõîäíîãî ãðàôà è óçíàåì èõ îïòèìàëüíóþ îðè- åíòàöèþ: 33. Äîìåí 8 îðèåíòèðîâàí ïðîòèâîïîëîæíî äîìåíó 16. 32. Äîìåí 20 îðèåíòèðîâàí òàê æå, êàê è äîìåí 16. 31. Äîìåí 23 îðèåíòèðîâàí òàê æå, êàê è äîìåí 8. 30. Äîìåí 7 îðèåíòèðîâàí òàê æå, êàê è äîìåí 16. 29. Äîìåí 39 îðèåíòèðîâàí ïðîòèâîïîëîæíî äîìå- íó 23. ................................................... 2. Äîìåí 5 îðèåíòèðîâàí òàê æå, êàê è äîìåí 15. 1. Äîìåí 25 îðèåíòèðîâàí òàê æå, êàê è äîìåí 24. Íàêîïëåííîå êîëè÷åñòâî ïåðåõîäîâ îêàçàëîñü ðàâíûì 5. Íà ðèñ. 14 ïîêàçàí íàéäåííûé ðàçðåç, à íà ðèñ. 15 � ñîîòâåòñòâóþùåå ðàññëîåíèå. Ïîòðå- áîâàëîñü, äåéñòâèòåëüíî, 5 ïåðåõîäîâ. Ðèñ. 15. Îïòèìàëüíîå ðàññëîåíèå 6 7 17 16 27 26 28 1 8 18 19 9 2 3 4 10 11 20 21 29 30 31 32 12 22 33 13 14 5 15 23 37 36 35 34 39 38 24 25 Ðèñ. 14. Îïòèìàëüíàÿ îðèåíòàöèÿ äîìåíîâ Ðèñ. 16. Ïðåîáðàçîâàíèå 5 (y + z – x) /2 (x + y – z) /2 (x + z – y) / 2 z C A B x, y, z > 0 x < y + z y < x + z z < x + y y x C A B D Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 8 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ w x, y, z, w > 0 ∑ = = N i ia aS 1 || ∑ = = M i ib bS 1 || aN ai a1 y z `x A C D bN bi b1 B aN ai a1 y + w z `x + w A C D b1 B x + y ≥ Sa y + z ≥ Sb x + z ≥ Sa + Sb Ðèñ. 19. Ïðåîáðàçîâàíèå 7 �(z � d) wN wi w1 wN wi w1 �z y � d S x � d C A B x, y, z > 0 ∑ = = N i iwS 1 || x + y > S x + y � 2z < S y x C A B D wN wi w1 �z y x A B C + d îáÿçàòåëüíûõ ïåðåõîäîâ d = (x + y � S) / 2 Ðèñ. 18. ×àñòè÷íîå ïðåîáðàçîâàíèå 6 à á â à á â wN wi w1 wN wi w1 -z y - z x + y - 2z x - z C A B x, y, z > 0 ∑ = ≥−+ N i iwzyx 1 ||2 y x C A B D wN wi w1 -z y x A B C + z îáÿçàòåëüíûõ ïåðåõîäîâ Ðèñ. 17. Ïðåîáðàçîâàíèå 6 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 9 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ Ëþáîïûòíî ñðàâíèòü ðèñóíêè 7 è 17. À ÷òî, åñëè x+y>S, íî x+y�2z< S? Òîãäà ðåáðî AB ñîâñåì óáðàòü íåëüçÿ, íî ìîæíî óìåíüøèòü åãî àáñîëþòíóþ âåëè÷èíó íà (x+y�S)/2. Íàñòîëüêî æå óìåíüøàòñÿ è âåñà ðåáåð AC è BC (ðèñ. 18). Íå áóäåì ââîäèòü äëÿ ýòîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ îò- äåëüíîãî íîìåðà, ïîñêîëüêó îíî àíàëîãè÷íî ïðåîá- ðàçîâàíèþ 6, çà èñêëþ÷åíèåì òîãî, ÷òî ÷èñëî ðåáåð íå óìåíüøàåòñÿ. Òåì íå ìåíåå íàêîïëåííîå êîëè÷å- ñòâî ïåðåõîäîâ óâåëè÷èâàåòñÿ, ïîýòîìó çàöèêëèâà- íèå íåâîçìîæíî. Ïðåîáðàçîâàíèå 7 (ðèñ. 19). Ðàññìîòðèì ÷å- òûðåõóãîëüíóþ ãðàíü ABCD. Îáîçíà÷èì S aa i i N = = ∑ 1 , S bb i i M = = ∑ 1 , è ïóñòü x+y≥≥≥≥≥Sa, y+z≥≥≥≥≥Sb, x+z≥≥≥≥≥Sa+Sb. Èç ïåðâîãî íåðàâåíñòâà ñëåäóåò, ÷òî ñðåäè íàè- áîëåå îòðèöàòåëüíûõ ðàçðåçîâ ñóùåñòâóåò ðàçðåç, íå ñîäåðæàùèé ñîâìåñòíî ðåáåð AB è AD. Äåéñòâèòåëüíî, ïðåäïîëîæèì, ÷òî â íàèáîëåå îò- ðèöàòåëüíûé ðàçðåç âõîäÿò ðåáðà AB è AD. Òîãäà, çàìåíèâ â ýòîì ðàçðåçå ðåáðà AB è AD íà ñîâîêóï- íîñòü îñòàëüíûõ ðåáåð, èíöèäåíòíûõ äîìåíó A, ìû ïîëó÷èì ðàçðåç íå ìåíåå îòðèöàòåëüíûé. Èç äâóõ äðóãèõ íåðàâåíñòâ òî÷íî òàê æå ñëåäó- åò, ÷òî ñðåäè íàèáîëåå îòðèöàòåëüíûõ ðàçðåçîâ ñó- ùåñòâóåò ðàçðåç, íå ñîäåðæàùèé ñîâìåñòíî ðåáåð AB è BC è ñîâìåñòíî ðåáåð BC è CD. Òàêèì îáðàçîì, ñðåäè âñåõ âîçìîæíûõ ðàçðåçîâ ÷åòûðåõóãîëüíèêà ABCD îñòàëèñü òîëüêî ðàçðåçû CD+AD, CD+AB è CD+BC. Èõ âåëè÷èíû ñîîòâåò- ñòâåííî ðàâíû x+w, y+w è z+w. Èç ðèñ. 19 âèäíî, ÷òî ïðåîáðàçîâàíèå íå íàðóøàåò âåëè÷èí ýòèõ ðàç- ðåçîâ. Ïåðå÷åíü ïðåîáðàçîâàíèé ìîæíî ïðîäîëæèòü (íà- ïðèìåð, ïðîâåñòè ïðåîáðàçîâàíèå ïÿòèóãîëüíîé ãðà- íè), íî äëÿ ïðàêòè÷åñêèõ íóæä âïîëíå äîñòàòî÷íî ïðèâåäåííîãî íàáîðà. Ïðàêòèêà òàêæå ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðåîáðàçîâàíèå 5 (ïðåâðàùåíèå òðîéíèêà â òðåóãîëüíèê) î÷åíü âàæíî, îäíàêî ïðèìåíÿòü åãî ñëåäóåò â ïîñëåäíþþ î÷åðåäü, êîãäà äðóãèå ïðåîáðàçîâàíèÿ íåïðèìåíèìû. Ýòî, êñòàòè, åäèíñòâåííîå ïðåîáðàçîâàíèå, êîòîðîå íå óìåíüøàåò ÷èñëà ðåáåð ãðàôà, óìåíüøàåò òîëüêî ÷èñ- ëî âåðøèí. 5. Òî÷êè ðàçâåòâëåíèÿ òðàññ è ïëàíàðíûå êîíòàêòíûå ïëîùàäêè Êðîìå ñêâîçíûõ êîíòàêòíûõ ïëîùàäîê, íà ðå- àëüíûõ ïëàòàõ âñòðå÷àþòñÿ è òàêèå ýëåìåíòû ïå÷àò- íîãî ìîíòàæà, êàê òî÷êè ðàçâåòâëåíèÿ òðàññ è ïëà- íàðíûå êîíòàêòíûå ïëîùàäêè (ïëîùàäêè, äîñòóï- íûå òîëüêî íà îäíîì ñëîå). Îáðàòèì âíèìàíèå âíà÷àëå íà òî÷êè âåòâëåíèÿ ñòåïåíè òðè � òðîéíèêè. Çàìåòèì, ÷òî èç òðåõ òðàññ, ïîäõîäÿùèõ ê òðîéíèêó, õîòÿ áû äâå ïîäõîäÿò â îäíîì ñëîå. Åñëè â òî÷êå âåòâëåíèÿ åñòü ìåæñëîé- íûé ïåðåõîä, ïåðåíåñåì åãî íà îñòàâøóþñÿ òðàññó. Òåïåðü òðîéíèê öåëèêîì íàõîäèòñÿ íà îäíîì ñëîå, íà ãðàôå åìó ñîîòâåòñòâóåò äîìåí, ïðè÷åì èçìåíå- íèå îðèåíòàöèè äîìåíà îçíà÷àåò ïåðåìåùåíèå òðîé- íèêà íà äðóãîé ñëîé. Ê ñîæàëåíèþ, ñ òî÷êàìè âåòâëåíèÿ áîëüøèõ ñòå- ïåíåé ïîäîáíûì îáðàçîì ïîñòóïèòü íåëüçÿ. Íå ñó- ùåñòâóåò àäåêâàòíîãî ïðåäñòàâëåíèÿ òî÷åê âåòâëå- íèÿ ñòåïåíè áîëüøå òðåõ. Íî ïîñêîëüêó òàêèõ òî- ÷åê íå áûâàåò ìíîãî, ïðåäëàãàåòñÿ, æåðòâóÿ òî÷íîñ- òüþ ðåøåíèÿ, ðàññìàòðèâàòü èõ êàê êîíòàêòíûå ïëî- ùàäêè, äîñòóïíûå íà îáîèõ ñëîÿõ. Òàêèå ïëîùàäêè, ïî îïðåäåëåíèþ, äîìåíàìè íå ÿâëÿþòñÿ è íà ãðàôå äîìåíîâ íèêàê íå ôèãóðèðóþò. Îñîáî ñëåäóåò ñêàçàòü î ïëàíàðíûõ êîíòàêòíûõ ïëîùàäêàõ, ò. å. ïëîùàäêàõ, äîñòóïíûõ íà îäíîì, ôèê- ñèðîâàííîì ñëîå. Òàê êàê èçìåíèòü íîìåð äîñòóï- íîãî ñëîÿ ìû íå ìîæåì, òàêèì ïëîùàäêàì ñîîòâåò- ñòâóþò äîìåíû ôèêñèðîâàííîé îðèåíòàöèè. Ïðè ýòîì âñå ýòè äîìåíû ìîæíî ñðàçó æå îáúåäèíèòü â îäèí. Ýòîò äîïîëíèòåëüíûé äîìåí èìååò ñâÿçè ñ áîëüøèì êîëè÷åñòâîì äîìåíîâ, è ãðàô ïåðåñòàåò áûòü ïëà- íàðíûì. À ýòî çíà÷èò, ÷òî çàäà÷à ïîèñêà íàèáîëåå îòðèöàòåëüíîãî ðàçðåçà ñòàíîâèòñÿ NP-ñëîæíîé. Íî âåäü ïðè îïèñàíèè ïðåîáðàçîâàíèé ãðàôà ìû íèãäå íå òðåáîâàëè åãî ïëàíàðíîñòè. Ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî è ïðè íàëè÷èè ïëàíàðíûõ êîíòàêòíûõ ïëîùàäîê ðåäóêöèÿ íå òîëüêî âîçìîæíà, íî äàæå îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ áîëüøåé ñêîðîñòüþ. Íàêîíåö, ïðåäïîëîæèì, ÷òî ñòîèìîñòè ïåðåõîäîâ íà ðàçëè÷íûõ ó÷àñòêàõ òðàññ ðàçëè÷íû, è íåîáõîäè- ìî ìèíèìèçèðîâàòü ñóììàðíóþ ñòîèìîñòü ïåðåõî- äîâ. Ýòîãî ìîæíî äîñòè÷ü, íàçíà÷èâ ðåáðàì ñîîò- âåòñòâóþùèå âåñà (çíàêè âåñîâ ïî-ïðåæíåìó îïðå- äåëÿþò íàëè÷èå èëè îòñóòñòâèå ïåðåõîäîâ). Çàäà÷à ðåøàåòñÿ àíàëîãè÷íî. 6. Çàêëþ÷åíèå Îïèñàíà ýôôåêòèâíàÿ ïðîöåäóðà ìèíèìèçàöèè êîëè÷åñòâà ìåæñëîéíûõ ïåðåõîäîâ íà îñíîâå ðå- äóêöèè ãðàôà äîìåíîâ. Äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðåäóêöèè ðàçðàáîòàí íàáîð ëîêàëüíûõ ïðåîáðàçîâàíèé. Ïî- êàçàíî, ÷òî ïðåäëîæåííûå ëîêàëüíûå ïðåîáðàçîâà- íèÿ íå ïðèâîäÿò ê ïîòåðå îïòèìàëüíîãî ðåøåíèÿ. Ïîêàçàíî òàêæå, ÷òî ñëîæíîñòü àëãîðèòìà ëèíåé- íî çàâèñèò îò êîëè÷åñòâà ïåðåñå÷åíèé ïðîâîäíèêîâ. Ïðåäëîæåííàÿ â ñòàòüå ïðîöåäóðà ãëîáàëüíîé ìè- íèìèçàöèè ÷èñëà ïåðåõîäîâ ïðèìåíÿåòñÿ â òîïîëî- ãè÷åñêîì òðàññèðîâùèêå FreeStyleRoute.  ðåçóëü- òàòå îáû÷íî äîñòèãàåòñÿ êîëè÷åñòâî ìåæñëîéíûõ ïåðåõîäîâ ïðèìåðíî â 10�30 ðàç ìåíüøåå, ÷åì ó òðàññèðîâùèêîâ, íå èñïîëüçóþùèõ ýòó ïðîöåäóðó. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Ñåëþòèí Â. À. Ìàøèííîå êîíñòðóèðîâàíèå ýëåê- òðîííûõ óñòðîéñòâ.� Ì.: Ñîâ. ðàäèî, 1977. 2. Ìåëèõîâ À. Ì., Áåðøòåéí Ë. Ñ., Êóðåé÷èê Â. Ì. Ïðèìåíåíèå ãðàôîâ äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ äèñêðåòíûõ óñòðîéñòâ.� Ì.: Íàóêà, 1974. 3.Áàçèëåâè÷ Ð. Ï. Äåêîìïîçèöèîííûå è òîïîëîãè÷åñ- êèå ìåòîäû àâòîìàòèçèðîâàííîãî ìåòîäà êîíñòðóèðîâà- íèÿ ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ.� Ëüâîâ.: Âèùà øêîëà, 1981. 4.Çûêîâ À. À. Îñíîâû òåîðèè ãðàôîâ.� Ì.: Íàóêà, 1987. 5. Êàðçàíîâ À. Â. Àëãîðèòì ìàêñèìàëüíîé óïàêîâ- êè íå÷åòíîïîëþñíûõ ðàçðåçîâ è åãî ïðèëîæåíèÿ //  êí.: Èññëåäîâàíèÿ ïî ïðèêëàäíîé òåîðèè ãðàôîâ.� Íîâîñèáèðñê: Íàóêà, 1986.� Ñ. 126�140.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70833
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 2225-5818
language Russian
last_indexed 2025-12-07T17:28:22Z
publishDate 2001
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
record_format dspace
spelling Полубасов, О.Б.
2014-11-15T10:38:43Z
2014-11-15T10:38:43Z
2001
Глобальная минимизация количества межслойных переходов / О.Б. Полубасов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 2. — С. 3-9. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
2225-5818
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70833
681.14
Раскрываются особенности эффективного (линейного по числу операций и требуемой памяти) алгоритма точного решения задачи расслоения совмещенной топологии проводящего рисунка с целью минимизации количества межслойных переходов для случая двух трассировочных слоев. Алгоритм используется в трассировщике FreeStyleRoute.
ru
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Проектирование. Конструирование
Глобальная минимизация количества межслойных переходов
Article
published earlier
spellingShingle Глобальная минимизация количества межслойных переходов
Полубасов, О.Б.
Проектирование. Конструирование
title Глобальная минимизация количества межслойных переходов
title_full Глобальная минимизация количества межслойных переходов
title_fullStr Глобальная минимизация количества межслойных переходов
title_full_unstemmed Глобальная минимизация количества межслойных переходов
title_short Глобальная минимизация количества межслойных переходов
title_sort глобальная минимизация количества межслойных переходов
topic Проектирование. Конструирование
topic_facet Проектирование. Конструирование
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70833
work_keys_str_mv AT polubasovob globalʹnaâminimizaciâkoličestvamežsloinyhperehodov