【導讀】PCB布線的方式一直在加速改進，靈活地布線方式也多了起來。現在人們不斷地改進和提高，布線的質量已經有了明顯的提升。PCB布線方式之前已經通過《精華集萃【一】：PCB任意角度布線的巧思及優勢》來闡述，那么本文要講解的是PCB布線的靈活布線的優勢。
靈活布線的優勢
元件的人工和自動移動不會破壞靈活布線中的走線。布線器會自動計算導線的最佳形狀(考慮必要的安全間隙)。因此靈活布線可以極大地減少編輯拓撲所需的時間，很好地支持因為要滿足限制條件而做的多次重新布線。圖1a顯示的是一個PCB設計，移動過孔和分支點后的結果如圖1b所示。
圖1：自動移動過孔(淡藍色圓)和分支點。(a)原始設計的一部分，(b)移動過孔后的設計，(c)分支點(3條紅色導線)被自動移動到最佳位置。
在自動移動過程中，導線分支點和過孔被調整到最佳位置(如圖1c所示)。在大多數計算機輔助設計(CAD)系統中，布線互連問題被簡化為在焊盤、禁布區和已布好的導線形成的迷宮中按順序尋找成對點之間的路徑問題。當找到一條路徑時，它就被固定下來，并成為迷宮的一部分。順序布線的缺點是布線結果可能與布線的順序有關。
當拓撲質量仍然離完美很遠時，在局部很小的區域將發生“被困住”的問題。但不管你重新布線哪根導線，都無法改善布線的質量。這是在使用順序優化的所有CAD系統中都存在的很嚴重的問題。
這時應用打彎消除過程就很有用了。導線打彎是指某條網絡中的導線想要接入某個物體時必須圍著另一條網絡上的物體四周行走的現象。重新布線一條導線并不能糾正這種現象。
圖2a顯示了一個打彎的例子。一條點亮的紅色導線圍繞另一條網絡的一個引腳行走，一條未點亮的紅色導線接入這個引腳。圖2b顯示了自動處理結果。在第2種情況中(另一層上)，一條點亮的綠色導線通過改變布線層得到了自動調整(重新布線)(從綠色層到紅色層)。
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在Steiner樹中，所有連線都必須以線段方式連接到頂點(終點和新增點)。在每個新增頂點的頂部，三個線段必須匯聚在一起，終點的線段不得超過3個。集中到頂點的線段之間的夾角不得小于120度。構造具有這些充足條件性能的Steiner不是很困難，但沒有必要是最小的。圖3中的灰色Steiner樹不是最優的，但黑色Steiner樹是最優的。
圖3：灰色Steiner樹不是最優的，但黑色Steiner樹是最優的。
在實際通信設計中，必須考慮到存在不同種類的障礙物。它們會限制使用兩種算法構造最小生成樹(圖4a)的能力和使用幾何方法構造Steiner樹(圖4b)的能力。圖中用灰色表示障礙物。
圖4：樹和(灰色顯示的)障礙物。(a)最小生成樹，(b)Steiner樹。
我們建議從任意一個終結頂點開始。如果有超過一個的相鄰終結頂點，你應該選擇一個允許你繼續使用第二個頂點的那個頂點。這是由角度決定的。這里的主要機制是一種基于力的算法，它會計算作用在新增頂點上的力，并反復移動它們到一個平衡點(力的幅度和方向取決于鄰近分支點的導線)。如果接入某個頂點(終點或新增點)的一對線段之間的角度小于120度(圖5a和圖5b)，可以再增加一個分支點(圖5b和圖5d)，然后使用力學算法優化頂點的位置(圖5c和圖5d)。最終結果如圖5e所示。
1．如果頂點增加到其它新增頂點的鄰近位置，要檢查最小的四引腳網絡(圖5a)。
2．如果四引腳網絡不是最小的，選擇一對“對角”(屬于四邊形對角線)終點或虛擬的終端節點(虛擬終端節點－導線彎曲)。
3．連接終點(虛擬終點)到最近的新增頂點的線段被連接終點(虛擬終點)到遠處的新增頂點的線段所代替(圖5b)。
4．使用力學算法優化頂點的位置(圖5c)。
圖5：重新構建四引腳子網(a-c)：算法步驟。
這種方法并不保證構建最小的網絡，但相比其它方法，它不用牧舉就能實現最小的網絡長度。它還考慮到了終點連接被禁止的區域，并且終端節點數量可以是任意的。其它優勢
任何角度靈活布線還有其它一些有趣的優勢。例如，如果你能借助自動的實時導線形狀重新計算功能自動移動許多物體，你可以創建并行的蛇形線。這種布線方式能夠更好的利用空間，最大限度地減小反復次數，并且允許靈活地使用容差(見圖6)。如果有兩條蛇形線相互交織在一起，自動布線器會減小其中一條或同時減小兩條的長度，具體取決于規則優先級。
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