一种布线方法、系统、设备及存储介质与流程

allin2025-04-14  17


本发明涉及电路,特别是涉及一种布线方法、系统、设备及存储介质。


背景技术:

1、布线是在pcb(printed circuit board,印制电路板)设计过程中一个关键步骤。传统的pcb设计流程中,在原理设计、pcb布局等过程中需要花费大量时间,在自动布线后,再进行手工调整,整个过程自动化程度不高,大部分工作由人工完成,效率低下,特别是对于结构复杂,层数多,元器件种类多的pcb,目前的自动布线结果往往很难满足布线要求。

2、目前的pcb自动布线算法有迷宫算法、线探索法等,这些算法运行时占用的存储空间大,且运算量大,效率低下,准确度不高,在处理结构复杂的pcb时很难达到满意的效果。

3、综上所述,如何有效地实现pcb布线,提高自动化程度和布线效果,从而降低后续需要手工调整的工作量,是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种布线方法、系统、设备及存储介质,以有效地实现pcb布线,提高自动化程度和布线效果,从而降低后续需要手工调整的工作量。

2、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

3、第一方面,本发明提供了一种布线方法,包括:

4、确定待连线的起始点坐标和终止点坐标,并确定出可布线区域;

5、将所述可布线区域划分为k个子区域,并将k个子区域的中心作为k个聚类中心;k为预设的正整数;

6、基于当前的k个所述聚类中心,按照每个引脚被归入距离自身最近的聚类中心的聚类规则,对布线网络的各个引脚进行聚类,得到k个簇;

7、将每个簇的中心点作为新的聚类中心,并返回执行基于当前的k个所述聚类中心,按照每个引脚被归入距离自身最近的聚类中心的聚类规则,对布线网络的各个引脚进行聚类,得到k个簇的操作,直至满足迭代停止条件;

8、当满足迭代停止条件时,将当前的k个簇的中心点作为麻雀算法的初始种群的k个坐标点,并基于所述麻雀算法确定出从所述起始点坐标到所述终止点坐标的最优路径。

9、另一方面,确定出可布线区域,包括:

10、基于用于反映元器件坐标信息的配置文件,以及用于反映当前已被布线位置的布线信息,确定出可布线区域。

11、另一方面,将所述可布线区域划分为k个子区域,包括:

12、将所述可布线区域划分为n个矩形子区域;n为正整数且n小于k;

13、针对每个所述矩形子区域,通过预设的第一函数,判断该矩形子区域的用于反映引脚密集程度的参数值m是否小于等于1;其中,参数值m的取值与该矩形子区域的引脚密集程度呈负相关;

14、如果是,则将该矩形子区域作为所确定出的k个子区域的其中之一;

15、如果否,则将所述矩形子区域继续划分,并且对于划分出的每个矩形子区域,返回执行所述针对每个所述矩形子区域,通过预设的第一函数,判断该矩形子区域的用于反映引脚密集程度的参数值m是否小于等于1的操作;

16、当一共有k个矩形子区域的参数值m小于等于1时,得到所划分出的k个子区域。

17、另一方面,针对每个所述矩形子区域,通过预设的第一函数,判断该矩形子区域的用于反映引脚密集程度的参数值m是否小于等于1,包括:

18、针对每个所述矩形子区域,通过预设的第一函数,判断该矩形子区域的用于反映引脚密集程度的参数值m是否小于等于1;

19、其中,q为该矩形子区域中的元器件数量;xn和yn分别为该矩形子区域的左下角的横、纵坐标;xm和ym分别为该矩形子区域的右上角的横、纵坐标;xi和yi分别为第i个元器件的中心点的横、纵坐标;r为该矩形子区域中的引脚密集程度。

20、另一方面,所述迭代停止条件包括:

21、聚类中心的变化程度低于预设的第一阈值,或者迭代轮次达到了设定的第二阈值。

22、另一方面,当满足迭代停止条件时,将当前的k个簇的中心点作为麻雀算法的初始种群的k个坐标点,并基于所述麻雀算法确定出从所述起始点坐标到所述终止点坐标的最优路径,包括:

23、当满足迭代停止条件时,将当前的k个簇的中心点作为麻雀算法的初始种群的k个坐标点;

24、对初始种群的k个坐标点进行身份设定,且进行身份设定之后的发现者,加入者以及警戒者的比例满足预设的比例要求;

25、基于所述麻雀算法确定出从所述起始点坐标到所述终止点坐标的多条路径;

26、基于预设的路径长度评估方式,得到所确定出的各条路径各自的路径长度评估值,并将路径长度评估值最小的作为本轮的最优路径评估值,并记录本轮的最优路径;

27、基于所述麻雀算法,通过本轮的最优路径进行麻雀位置的更新,并且返回执行所述基于所述麻雀算法确定出从所述起始点坐标到所述终止点坐标的多条路径的操作;

28、当所述麻雀算法的迭代次数达到预设的第三阈值时,或者检测到出现了低于预设的目标评估值的最优路径评估值时,将所记录的全部轮次的最优路径中,路径长度评估值最小的,作为基于所述麻雀算法确定出的从所述起始点坐标到所述终止点坐标的最优路径。

29、另一方面,基于预设的路径长度评估方式,得到所确定出的各条路径各自的路径长度评估值,包括:

30、基于f=l+l×j的评估方式,得到所确定出的各条路径各自的路径长度评估值;

31、其中,l表示的是该条路径的路径长度绝对值,f表示的是该条路径的路径长度评估值,j表示的是该条路径的相交系数,并且,当该条路径与不可布线区域相交时,j为大于0的数值,当该条路径与不可布线区域不相交时,j等于0。

32、第二方面,本发明提供了一种布线系统,包括:

33、可布线区域确定模块,用于确定待连线的起始点坐标和终止点坐标,并确定出可布线区域;

34、可布线区域划分模块,用于将所述可布线区域划分为k个子区域,并将k个子区域的中心作为k个聚类中心;k为预设的正整数;

35、聚类执行模块,用于基于当前的k个所述聚类中心,按照每个引脚被归入距离自身最近的聚类中心的聚类规则,对布线网络的各个引脚进行聚类,得到k个簇;

36、聚类中心确定模块,用于将每个簇的中心点作为新的聚类中心,并返回触发聚类执行模块,直至满足迭代停止条件;

37、最优路径确定模块,用于当满足迭代停止条件时,将当前的k个簇的中心点作为麻雀算法的初始种群的k个坐标点,并基于所述麻雀算法确定出从所述起始点坐标到所述终止点坐标的最优路径。

38、第三方面,本发明提供了一种布线设备,包括:

39、存储器,用于存储计算机程序;

40、处理器,用于执行所述计算机程序以实现如上述所述的布线方法的步骤。

41、第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的布线方法的步骤。

42、应用本发明实施例所提供的技术方案,考虑到麻雀搜索算法是受麻雀觅食行为启发而提出的一种高效智能优化算法。该算法结构轻巧、过程容易实现,在执行过程中需要提前定义好的参数比较少,并且具有良好的探索能力和开发能力,因此,基于麻雀搜索算法实现布线,即确定出从起始点坐标到终止点坐标的最优路径,将会有效地提高自动化程度和布线效果,且无需占用过大的存储空间。

43、进一步地,本技术考虑到,基于麻雀算法确定出从起始点坐标到终止点坐标的最优路径,有时候会出现局部最优解的情况。对此,本技术方案中,会通过聚类设置麻雀算法的初始种群的k个坐标点。具体的,确定待连线的起始点坐标和终止点坐标,并确定出可布线区域之后,需要将可布线区域划分为k个子区域,并将k个子区域的中心作为k个聚类中心。k为预设的正整数。之后,基于各个聚类中心,按照每个引脚被归入距离自身最近的聚类中心的聚类规则,对布线网络的各个引脚进行聚类,得到k个簇。然后便可以进行迭代,即,将每个簇的中心点作为新的聚类中心,并返回执行对布线网络的各个引脚进行聚类的操作,直至满足迭代停止条件。当满足迭代停止条件时,说明已经完成了对于布线网络的各个引脚的聚类,即相距近的引脚会归入同一簇中,这样使得所得到的k个簇的中心点,便是按照布线网络的引脚分布情况所聚类出的中心点,而将这k个簇的中心点作为麻雀算法的初始种群的k个坐标点,能够有效地降低出现局部最优解的概率,且提高了全局搜索能力,能够更加高效地搜寻到最优路径。

44、综上所述,本技术方案可以有效地的提高自动化程度和布线效果,能够有效地降低出现局部最优解的概率,且提高了全局搜索能力,能够更加高效地搜寻到最优路径。


技术特征:

1.一种布线方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的布线方法,其特征在于,确定出可布线区域,包括:

3.根据权利要求1所述的布线方法,其特征在于,将所述可布线区域划分为k个子区域,包括:

4.根据权利要求1所述的布线方法,其特征在于,针对每个所述矩形子区域,通过预设的第一函数,判断该矩形子区域的用于反映引脚密集程度的参数值m是否小于等于1,包括:

5.根据权利要求1所述的布线方法,其特征在于,所述迭代停止条件包括:

6.根据权利要求1至5任一项所述的布线方法,其特征在于,当满足迭代停止条件时,将当前的k个簇的中心点作为麻雀算法的初始种群的k个坐标点,并基于所述麻雀算法确定出从所述起始点坐标到所述终止点坐标的最优路径,包括:

7.根据权利要求6所述的布线方法,其特征在于,基于预设的路径长度评估方式,得到所确定出的各条路径各自的路径长度评估值,包括:

8.一种布线系统,其特征在于,包括:

9.一种布线设备,其特征在于,包括:

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的布线方法的步骤。


技术总结
本申请公开了一种布线方法、系统、设备及存储介质,应用于电路技术领域,包括:确定待连线的起始点坐标和终止点坐标;将可布线区域划分为K个子区域,作为K个聚类中心;基于当前的K个聚类中心,按照每个引脚被归入距离自身最近的聚类中心的聚类规则,对布线网络的各个引脚进行聚类,得到K个簇;将每个簇的中心点作为新的聚类中心,再次进行聚类;直至满足迭代停止条件时,将当前K个簇的中心点作为麻雀算法初始种群的K个坐标点,基于麻雀算法确定出从起始点坐标到终止点坐标的最优路径。应用本申请的方案,可以有效地的提高自动化程度和布线效果,能够有效地降低出现局部最优解的概率,且提高了全局搜索能力,能更高效地搜寻到最优路径。

技术研发人员:崔广银,王武军,徐基法,范琳琳
受保护的技术使用者:苏州元脑智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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