автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Моделирование и алгоритмизация процесса опереждающего теплофизического проектирования в САПР микроэлектронных устройств и аппаратуры

РГб од

ВОРОНЕЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

МУРАТОВ Александр Васильевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОПЕРПКАВДЕГО ТЕПЖШЗИЧЕСК0Г0 ПРОЕКТИРОВАНИЯ В САПГ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЗТГВ И АППАРАТУРЫ

Специальность 05.13.12 - "Системы автоматизации

проектирования"

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада

Воронеж 1993

Работа выполнена в Воронежской политехническом институте

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук ю.С. Сахаров

Доктор технически;; наук Ю.А. Татарников Доктор технических наук,

профессор В.Н. Харин

Ведущая организация -

Научно-исследовательский Институт технологии и организации производства (г. Нижний Новгород)

Задита состоится 19 ноября 1993 года в 14.00 часов на заседании специализированного совета Д 063.81.02 Вороне* -¡кого политехнического чнститута по адресу: 394026, Воронеж, Московский проспект, д. 14.

С диссертацией в форме научного ¿оклада можно ознакомиться в библиотеке Воронежского политехнического института.

Диссертация разослана 19 октября 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 063.81.02 д.т.н..профессор

Я.Е. Львович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тогш. Стремительное развитие микроэлектроники, необходимость разработки в достаточно короткие сроют нов^с юпсро-электронних устройств и аппаратуры (МЭУ и А), характеризуксдахся увеличением степени интеграции, плотности компопояки, удельных мощностей рассеяния, привода« к существенному возрастанию трудоемкости проектирования и сложности разработки систем автсматч-зированпого проектирования (САПР) МЭУ и А.

Одной из ключевых проблем в г-х>ектировашш МЭУ и А является проблема конструкторского проектирования, требующая учета взаимосвязей функционвлышх, схемотехнических., конструкторских, и технологических решений, электрических режимов л условий эксплуатации.

Методология автоматизированной разраиотки конструкций МЭ^ и А включает в себя две стали проектирования - структурного синтеза конструкций и последующего анализа.

Используемые на стады синтеза конструкций ЫЭУ и А основные метода конструирования ( компоновки, размещения и трассиро* чи), учитывающие существенные трудности алгоритмизации процесса и одновременного ш. вшолнения, применяются последовательно, а используемые на стадии анализа конструкций метода оценки теплового режцма, помехоустойчивости и механической прочности не объединены в единый комплекс (гармоничная связь с методами синтеза отсутствует).

Поэтому, в существужщих системах автоматизированного проектирования конструкций МЭУ и А (АСКЭМ, ПРАМ-5.3, МАГИСТР-П, КАУНАС-3, ПРАЫ-Э, РСраП;, РАПИРА-9) отсутствуют согласованные критерии -оптимальности при генерировании и оцэнке вариантов конструкций на каддой стадии, не разрабатывались комплексные программы оптимизации схемно-конструкторских решений, учитывающие особенности схемотехники, конструирования и технологии. Трудности ' заключаются также в' формировании целевых функций и системы ограничений.

Недостатки существующей методологии автоматизированного конструирования ЫЭУ и А наиболее сильно проявляются на этапе обеспечения нормального теплового режима конструкций. Так, например, превышение заданных значений гемперптур нагретой зоны конструкции

свидетельствует о необходимости выиолнешя повторной компоновки

или размещения элементов.

Настоящая работа посвящена создании концепции и принципов построения конструкторских САПР МЭУ и А на основе опережающего тепдофнзичоского проектирования - согласованного применения методов кштеза конструкций и методов теплового расчета, что является (ух-'"' из вих напр злекнй совершенствования мотодолопп: автоматизированной. разработки конструкций МЭУ и А.

Таким образом, актуальность теги диссертационной работн заключается в лесбг.одпмости создания теоретич-эс'счх и прикло.^г.:^. пглстстов построения систем автоматизированного проектирования конструкций МЗУ и Л, охва-гиваи^лх вопроси форг.'лрованпя топлоО'И-зичесюгх моделей, их агрегации с моделями конструкторского проектирования, а таете направленного синтеза. конструкций и внбора опп'мальпкх вариантов.

Исследования выполнялись автором в'Воронежском политохлгячес-ком петиту те с 1033 по 1992 п1. в соответствии с госбвдоотной 1-ИР ГБ 86.33 "Разработка алгоритмов и врогра.'.'мни" средств структурного спите?а ГПС и гос. элементов", програклэй САП? йкавусв лСЪОР ГБ 37.05 "Разработка подсистемн фор.'гкрогглся моделей ксм-покоитсв Ш1тг>гралмп1х схем САПР ЕИС и кнхрояроцоссоров", Мосту-вогско'*. 1ГГТТ "Создание и развитие учебно-псследовательсглх С/1Р п тс. подсистем", ксилзксной программой ГКНТ и М{ ССОР 0.80.0?. (задание 35.01 .(38), межвузовской целевой прогргмг.ой САПР Минвуза . РМСР КОТ-2000 "Повышение качества и надс-^хностк,продукции, прог-рз.'.мюго обеспечения ЭВМ и технические средств обучения", основном пауч:.:лл направлением института "Исследование и* разработка САПР, роботов и ГАП".

Гальп работа является разработка и практическая реализация нового подхода к созданию конструкторских САПР МЭУ и А на основе принципов и методов опережают',его тепло^кзического проектирования, позволяющею сгазить трудовпь и временные затрата, з тах^о существенно повысить качество проектируемых изделий.

Для достижения указанной цели необходимо решить слэдукэдэ задач!'.:

разработать методы и средства автоматизированного формирования тепло^лзичоских моделей МЭУ для-задач конструирования;

сформировать алгоритмы и процедуры моделировки; тепловых полей МЗА на основе теплофи^ических моделей;

постро:"?ь модели чеплофчзических характеристик ряда конструктивно-технологических структур ПЗУ и Л;

разработать модели и алгоритм:! синтеза вариантов конструкц:;й МЭУ и А на основе методов многоальтзрнативной оптимизации;

сформировать модели принятия рациональных конструкторских решений на множестве альтернатив;

разработать информационное и программное обэспечешга подсистем опережающего теплофизике ского проектирования;

Метода псслздова;пя основываются на теории системного анализа, теор:ш графов, теории множеств, методов вычислительной математики и многоальтернаттаной оптимизации, теории исследования операций и принятия решений.

Решение ряда вопросов, касающихся создания информационных и программных средств подсистемы, базируется на новых информационных технологиях.

Научная новизна. Решена важная научно-техническая проблема повышения эффективности конструкторских САПР МЭУ и А на основе предложенной концепции и методов опережающего теплофизического проектирования, базирующихся нг автоматизированных процедурах формирования теплофизических моделей МЭУ и А, генерации конкурентоспособны* вариантов конструкций на совместном этапе размещения элементов и оценки теплового решма.а также в выборе лучаих на множестве альтернатив конструкторских решений.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты работы:

1. Принципы, методология построения и структуры подсистем опережающего теплофизического проектирования конструкция МЭУ "А, позволяющие сократить чирло этапов проектирования конструкций МЭУ и & и повысить их технико-экономические характеристики.

2. Метод автоматизированного формирования теплофизических моделей МЭУ и А, отличащийся использованием интеллектуальных средств синтеза моделей по описаниям их конструкции.

3. Метода и алгоритмы моделирования тепловых полей МЭУ и А, интегрированные в единую среду, отличающиеся возможностью автоматизированного 'выбора модели с заданными требованиям:!.

4. Методы и алгоритмы синтеза вариантов конструкций МЭУ и Л, отличающиеся возможностью совместного использования моделей конструкторского и теплофизического проектирования.

5. Модели выбора рациональных вариантов конструкций МЭУ и А на основе методов принятия решений, отличающиеся математическими приемами построения квазилорядка на множестве альтернатив.

Прпкт;гчаская ценное .гь работы и результата внедрения. В результате проведетих исследований под научным руководством автора и с его непосредственным участием разработано методическое, алгоритмическое, программное п информационное обеспечение подсистем конструкторского и теплофизического проектирования интегрированной САПР ИЭУ и А на ПЗЕМ типа IBM РС/АТ-386, а именно:

подсистема автоматизированного формирования тошгафазичесют. моделей коиструктивко-технологических структур МЭУ и А;

подсистема синтеза конструкций 1,'ЭУ и А с обеспечегшем теплового режима;

подсистема поддержки принятия решений при выборе рациональ-1шх вариантов конструкции на множестве альтернат!®.

Предложенные модели и ' алгоритмы использовалась ' как при получении новых вариантов конструкторских ресенпй СБИС, так и при обссповатт ранее пртаяпгх проектных рекений конструкций персональных ЭВМ.

Практическое применение разработанных подсистем позволил повысить производительность проектных работ, точность определения температурных роки.юв МЭУ и А, улуч^^ть качество принимаемых решений при выборе оптимальных вариантов размещения элементов конструкций СЕКС и персональных ЭВМ.

Реализация оптимальных решений, в свою очередь, повидает на-догшость МЭУ и А, вследствие рационального выбора конструкций и рохимоз функционирования.

Программно-методические комплексы внедрены на двух предприятие электронной промышленности.

Отдельные процедуры автоматизированной разработки конструкций МЭУ и А используются в учебном процессе на кафедрах "Системы автоматизированного проектирования радиоаппаратуры" и "Конструирование и производство радиоаппаратуры" Воронежского политехнического института.

Суммарный экономический эффект от внедрения результатов диссертации в электронной промывшечности (ШТО "Электрон; чл", г. Воронеж; НЮГТ, г.Воронах) в 1990-1991 гг. составляет более 650 тис. р., что подтверждено ахтакм о внедрении.

Апробация рпботи. Основные теоретические полояонил и результата диссертационной работа обсувдались на следукцих сшпозкумах, конференциях, школах-семинарах и совещаниях: Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика конструирования и обеспечения надежности и качества электронной аппаратуры и приборов" (Москва, 1984 ); Всесоюзном научно-техническом симпозиуме "Надежность и качество в приборостроении и радиоэлектронике" (Ереван, 1986 ); второй Всесоюзной конференции "Прием и анализ сверхшзкочастотных колебаний естественного происхождения" (Воронеж, 198в ); зональной конференц-"I "Методы прогнозирпанля наденюсти проектируем" РЭА и ЭВА" (Пенза, 1983); Всесоюзном сое цэнии-семшаре "Разработка и оптимизация САПР и-. ГАП изделий электронной техники на базе" высокопроизводительных мини- и микро-ЭВМ" (Воронеж, 1989 ); девятом симпозиуме "Эффективность, качество и надежность систем "человек-техника" (Воронеж, 1:390); российской научно-технической конференции "Метода оценки и повышения надежности радиоэлектронных средств" (Пенза, 1991); Всесоюзном совещании-семинаре "Интерактивное проектирование технических устройств и автоматизированных систем на персональных ЭВМ" (Воронеж, 1991); Всесоюзной школе-семинаре "Разработка и эксплуатация САПР в радиоэлектронике" (Челябинск, 1991); Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективы развития и применения средств вычислительной техники для моделирования и автоматизированного исследования" (Москва, 1991); российском совещании-семинаре "Оптимальное проектирование технических гст-ройств и автоматизированных систем" (Воронеж, 1992); Всероссийском совещании-семинаре "Высокие технологии в проектировании технических устройств и автоматизированных систем" (Воронеж, 1993).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 48 печатных работ. Основные результаты диссертации отражены в 38 публикациях, перечень которых приведен в конце диссертации.

i. анализ методологии автоматизированного конструкторского проектирования мэу и а ii разработка

прйяедюв опзРЕЕлщгго тштоизического прозстирозанпя

[1, 23, 2.4. 26, 34, 35, 381

Конструктивной основой современной 1.!0У I! А являются СБИС, ПТО и многослойные микросборки (МСБ). Увеличение уровни слоггчости, нобПоЗшю быстродействия здэ:,-;онтцой- базы визвалн зиачяталышс г.зтлогантия в требованиях к к: ко'лструкциям:реокому умзньшчн'лп лилейных размеров прзводшпссв, поиияэгаа плотности ко>,тонс:;кп корпусировашшх КС и МСБ. Однако, из ряда возшказдк птщ чтом проблем, связанных с разреыакдей способностью технологии , помехоустойчивость», проблема обеспечения теплового рокима приобретает порг.о степенное значение. Так, например, плотноупако-ванкне кристалл» СБИС чпделяют значительную (.до 5 Вт на кристалл) топтовут энергия, а па осноьз толстспле.'ючнш: !ХБ создаются МЗУ с рассеичяо«сй ксцяостыо до 100 Вт. Пр:г этом помагэкиэ темпоратздш приводит к изиоп.Г/пг.:! элсктр^юскпх п сро.'.мшпх характеристик элементен ЮУ п А, а тапг.о, в большой степени, ш.ияот на надежность работе МЗУ и А.

Суп;оствукцал методология автоматизированной разработки конструкции ''ЗУ и А содержит дза зтапг: ¡соймуиикацлонко-монтагаюо (топологическое) проектирование и анализ топлошх режимов, помехоустойчивости и м&ханичоксих характеристик конструкции. И, с ели последила ке удов-летсорлют требованиям технического задания, происходят ЕозЕрат к первому этапу. Необходимо отштить, что слабая взаимосвязь методов проектирования, из-за отсутствия обща критериев непосредственно влияэдях на коиэчшй результат, ке позьоляот осуществить глобальную оптимизацию па всех этапах конструкторского проектирования и получить оптимашшй вариант конструкции. Именно этим объясняется относительно нэбольвюе число

освоенных промышленностью автоматизирование I систем конструкторского проектирования МЭУ и Л.

Систем- РАПИРА-9 позволяет моделировать теш.эвые решай блоков и шкафов РЭА в условиях естественного к принудительного воздушного охлаждения.

Система ПРАМ-9 является усовершенствованием система РА1Е1РА-9 и обеспечивает расчет температуры поверхностей всех микросхем, михроблоков и элоктро-радиозлементов, установленных в блоках РЭА кассетной конструкции.

В программно-методическом комплексе РСрапг осуществлена попытка реализации нисходящего л восходящего иерархического моделирования, позволяющая помимо задачи анализа реиать задачу обеспечения теплоных режимов электронной аппаратуры.

В указанных системах автоматизированного конструировать РЭА топологическое проекторе<зание не связано с теппофизлчееккм.

Применительно к особенностям рассматриваемой предметной области требуется дальнейшее совершенствование теоретических основ автоматизированного конструзфовашя МЭУ и А и, прежде есого, в части совмещения этапов автоматизированного проектирования, реие-1шя ряда теоретических проблем, касающихся вопросов автоматизированного синтеза конструкций МЭУ и А.

Использование более быстродействующих ЭВМ активизирует построение и применение агрегированных математических моделей и алгоритмов проектирования, совершенствование имеющихся .методов расчета и проектирования.

Эффективное решение проблемы теплофизического проектирования на этапе топологического синтеза конструкщш МЭУ и А предлагается на основе концепции опережающего теплофизического проектирования, заключающейся в совмещении этапов размещения компонентов и он- чки теплового режима МЭУ и А.

Процесс опережающего теплофизического проектирования заключается в автоматизированной разработке конструкций МЭУ и А при согласованном применении методов синтеза конструкций и методов их теплового расчета с привлечением ряда критериев, учитывающих множество параметров одновременно: общую длину соединений; концентрацию теплонагруженных компонентов, плотность распределения связей на плате.

Рассматриваемая концепция представлена совокупностью принципов опоренаюцего теплофизичэского проектирования:

принцип агрегации позволяет формировать конструктивные модели конструирования МЭУ и А, вклычаюшпо кок дискретные, так и численные математические модели;

принцип адекватности учитывает соответствие конструктивных моделей целям проектирования, полноту описания моделей, достаточность и точность исходной информации, возможности адаптации;

принцип информационной совместимости учитывает единство форматов хранеьля данных, моделей и их точность;

принцип многзкритериальности требует производить выбор вариантов конструкции МЭУ и А по ряду топологических и тешюфизичес-ких критериев.

Рег.лизация принципов опорэжащего тсплофпзичсскэго проектирования при разработке подсистем конструкторских САПР ;.!ЭУ и А позволяет исключить итерационной процесс топологического поропро-октирииаш:я конструкции 1.ГЭУ и А при неудовлетворитолькой оценке теплового реажа, получаемой на последующем атапе анализ типла-тиг. рз:п:мов конструкции, сокращает маршрут проектирования за счет »¡скл:.тгг)1П151 самостоятельного этана топлофизичоского расиста пара-мотров конструкции.

Тохпояогкя разработки конструкций Г.'.ЭУ и А, основами; ч на концепции опорояг'сязго тепдо^зического проектирования, показана на рис. 1.

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТНЧЕОТК МОДЕЛЕЙ ТЕПЛ0М311ЧЕСЮИ ХАРЛСГЕРКСИК к А, ОРШГПТРСИМЗйЕ ¡и ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В САПР [1-4, 8-10, 18, 25, 26, 29]

Основой теплофиэичеикого проектирования является моделирование процессов теплообмена в МЭУ и А. При построении моделей тешюфизических характеристик, используемых в САПР, учитывались

Рис. I. Функциональная структура системы автоматизированной разработки конструкций МЭУ и А с подсистемой опережающего теплофизи-ческого проектирования

•ю

требования достаточной общности, возможности моделирования значительного разнообразия конструкций ЮУ и А с обеспечением адекватности и задаваемой точности.

Предложен метод автоматизированного формирования тепловых моделей МЭУ и А, имеющих различные конструктивно-тепловые структура.

При построении модели МЭА каздый элемент конструкции (кристалл, основание корпуса, крышка корпуса, вывода корпуса или . кристалла, растекатели теплоты, теплоотвода и др.) представляется соответствуьдим многослойным параллелепипедом тепловой схемы, которой ставится в соответствие математическая модель, описывающая стационарные процессы теплоперодачи п включающая: , уравнение теплопроводности в 1-м параллелепипеда:

д2 Т, " д2 Т. дг т,

*—Н- + '—^ - о; <1)

дх2 : ду2 Оъ2

граничные условия третьего рода на лг<5ой поверхности (-го араллелепипеда:

ОТ. К Р,

'ЯП

(2)

граничные условия четвертого рода в насте контакта 1-го и ]-го параллелепипедов:

6Т1 ОТ _

X -- X. - , Т.-Т., • 1=7,1, (3)

1 дп 1 Оп 1

где Г = Т{(х, у, г) - температура 1-го параллелепипеда и точке с координатами х, у, г; = \{( х, у, г ) - коэффициенты теплопроводности (-го параллелепипеда в точка х, у , г;

" мощность к-го (к=1,Е) прямоугольного

источника теплоты площадью , расположенного в тс- гэ на

поверхности 1-го параллелепипеда с координатой гк; 1, если х,у е с центром в точке хц,ук,гк, и раьно О, если хь'Уь ^ ~ коэффициент теплоотдачи с поверхности

{-го параллелепипеда в точке х,у,г; То {=Тс 1{х,у,г) - температура среда около £-го параллелепипеда вблизи точки х,у,г; I количество параллелепипедов в тепловой модели. .

Конструктивно-тепловые структуры корпусов МЭА различных типов в подсистеме опережающего теплофизического проектирования занесены в базу знаний. Знания .о структурах представляются правилами продукции вида, например:

ЕСЛИ Имеется_кристалл И Основашг „корпуса И Крышка_корпус- И Выводы_котауса И Рястекатель_теплоты И Теплоотвод_внешний И Плата_пачатная .. И Слой_сойдинителышЯ И Компэунд_эластичный_теплоотводнцй ТО Тип_конструктивно_тепловой_структуры = 5.

Другие правила содержат информацию о параметрах каждого элемента выбранной конструктивно-тепловой структуры: линейных размерах, коэффициентах теплопроводности, теплоотдачи.

При формировании модели управляющий механизм экспертной системы (ЗС) производит опрос проектировщика о наличии тех или иных элементов конструкции МЭУ и, осуществляя процесс рассуждения, находат "библиотечный" тип конструктивно-тепловой структура, при отсутствии которого экспертная система переходит к созданию новой конструктивно-тепловой структуры (происходит запрос об уточнении параметров элементов и дифференциальные уравнения (1)-(3) включаются в систему уравнений). Если он не найден, то экспертная система переходит к созданию новой конструктивно-тепловой структуры. Иначе, просит уточнить параметры элементов и включает дифференциальные уравнения (1) (3) в систему уравнений.

В результате имеем вариационный функционал, определяющий

температурное поле МЭА:

s ' J

1 — О

У(Т) = - £ { ^ |vrf d7n ♦

П=1 Vn J=1 Sj

ь

1 - . 2

+ i Z_J aJ reï> ^ Î=1 Sl.

где !Г - неизвестное темпоратурноо поло; vî1 - градиент; d7 = drdydz - элемент объема; dS - элемент поверхности; P,L -количество граней параллелепипеда, на которых заданы источншсп теплота интенсивностью q^ = Pj/Sj, J=777 и условия теплообмена с окружающей средой теитературы 1с v 1-1 ,L.

Получошюя математическая модель (А) преобразуется к виду, необходимому для ранения методом копе ч> он элементов - весь- объем тестовой модели заключается в объемяяций параллелепипед г регулярной соткой, которая разбивает модель на 11 элементарных параллелепипедов Пт, :z-T,lJ, являацихся конечными элементам;!. Внутри каждого л-го конового элемента тешоратура представляется Б виде лтзйкого по кахдой перэкешюй полшюма Р(х,у,z), коэЗДш-еиш которого зависят "т значошй температуры и восы.м вершинах объемного конечного элемента П . После ряда преобразований получим

ГАЗ ИМ = ÎBJ, (5)

где 1А] - глобальная матрица теплопроводности (ленточная); ГТ1 - вектор-столбец неизвестных . температур в узлах сетки; ГВЗ - вектор-столбец внешних тооловых воздействий.

Для использования системы уравнений (5) в процессе опережающего теплофизичоского проектирования матрица САЗ заносится в базу моделей тепловых полей 1.ГЭЛ. База моделей, согласпо принципа информационной совместимости, содержит несколько моделей (разной точности) одной:конструктивно-тепловой структуры с одинаковыми параметрами, отличающихся количеством узлов сетки, определяемой ргзмэрностью матрицы Ш.

При формировании тепловой модели конструкции НОУ на уровне кристалла учитываются внутренние источники нагрева (транзисторы, р-п-переходг, резисторы). Предлагаемая тепловая модель кристалла основывается на электротепловых процессах в активных и пассивных элементах МЭУ и описывается уравнениями:

к

(б) « = (7)

2 ае Q v U = -

U

|„=о -

-1/3

(S)

v U

х=0 2=1, y-W

=f О

(9)

где U = Т ; 1,ГГ - длина и толщина кристалла; - плотность мощности й-го источника нагрева ; Гл - вектор напряженности электрического поля fe-ro источника нагрева; ге = const; Я - количество тепловыделяющих элементов.

Для численного решения на ЭВ?Л проводится аппроксимация уравнений (6)-(9) по методу конечных разностей на неравномерной прямоугольной сетке, покрывающей кристалл. Получаемая система линейных алгебраических уравнений

[КЗ [Ш = [Q] (10)

является моделью температурного поля кристалла.

Сформированные г,!одели тепловых полей вида (5) и (10) впоследствии агрегируются с моделями конструкторского проектирования в виде задачи синтеза вариантов конструкций МЭУ и А на основе методов многокритериальной оптимизации.

3. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУР СИНТЕЗА КОНСТРУКЦИЯ МЭУ И А В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВЫХ К0Л2И [5, 7, И, 16-19, 21, 22, 25, 28, 31, 02, 36]

В целях реализации принципов агрэгации математических моделей и информационной совмэстимости разработаны подели

конструирования МЭУ и А, включающие модели размещения элементов МЭУ и А к теплофизкческие модели, с последующим представлением их в виде задачи оптимизации по многим критериям с ограничениям^' по"конструктивным и тепловым параметрам. В такой постановке использование принципа многокритериальности обеспечивает ее алгоритмизацию, которая позволяет генерировать варианты конструкций МЭУ и А, лри этом процесс структурного синтеза заключается в редукции разнообразил структурных единиц путем совместного разрешения альтернатив о соответствии вариантов конструкции »¡ЭУ и А заданным требованиям. Последующее применение моделей поддержки принятия репений упрощает выбор рациональных альтерната по мноз.естЕу критериев на основе предпочтений лица, принимающего решения (ЛПР).

Ддл размещения элементов МЭУ и А строится математическая модель конструкща; по следующей схеме:

"к = { , { иг ),, { не > , яг ). г = м, т = м\

к I Т71

-•де - системные параметры конструкции; И2 - модель зоны печатной плати, определяющая область, свободную для размещошш эле-молтоп МЭУ и А; ¡¿2 - модель элемента (конструктивно-технологической структуры) конструкции ЦЭУ и А; 2)1 - дополнительная шгфор-мация, определяющая условия размещения.

Модели зош пачатазй схзги е ■т/.ш^св КЗУ и А представлеш в следующей форме:

иг = { ЯР . { ХР ). ), } = и;

ИГ - I 5РГ РР );

НЕ = < Ь'Р , БЕ ),

е

где ИТ - модэль фрагмента (канала); 6'Р_, БР , 5Ро ~ системные

параметры зоны, фрагмента, элемента соответственно; РР - список параметров, позволяющий вычислить коэффициенты уравнения фрагмента печатной платы; ЗЕ - связи между элементами.

Задача синтоза конструкции МЭУ и А на этапе размещения

элементов с учетом теплофизичаских характеристик представлена следующими целевыми функциями:

оценкой длины кратчайших связывающих деревьев в ортогональной метрике:

1з) —

2 <1 — ш1п, з = 1,5, (11)

а=Г "

где !51 - количество цепей, йд - длина кратчайшего связывающего дерева з-й цепи;

оценкой распределения связей по отдельным фрагментам монтажного пространства печатной платы:

¡171 . „ -

2 (Й > — т1п, ш - 1 Д, (12)

ш=1

где Я = 1У!+!Н1 - общее количество горизонтальных и вертикальных »

фрагментов; ът = - относительная загрузка ш-го фрагмента;

г - загрузка фрагмента; 1; - пропускная, способность фрагмента; при ограничениях:

5Р П БР = 0, т * п; БР (\ БР = Р ;

п ' т от

БРт П БРг = 0, т,п = ТГЗ ; ЩТ) $ Ь, (13)

где БРт П БРо - условия непересечения и размещения элементов; 1}(Т) - тепловое поле конструкции МЭУ и А; Ь - вектор допустс'.-их температур.

Алгоритм оптимизации размещения элементов на печатной плате с учетом тепловых режимов следующий:

1) построение горизонтальных и вертикальных фрагментов монтажного пространства печатной платы;

2) выполнение алгоритма начального размещения элементов на монтажной плате (венгерский алгоритм назначения или алгоритм последовательного размещения);

3) построение на основе начального размещения кратчайших связывающих, деревьев. Расчет загрузки фрагментов для множества всех цепей;

4) формирование вариантов размещения с использованием алгоритмов структурного синтеза на основе принципов опережающего те1ь-лофлзического проектирования;

5) если варианты размещения не найдены, то переход к п.2, иначе - запись вариантов в базу данннх;

6) многокритериальная оценка вариантов размещения и принятие решений на основе рангового метода выбора альтернатив;

7) конец.

В приведенном алгоритме п.4 - наиболее слохная для формализации проектная процедура, ориентированная на алгоритмизацию задач структурного синтеза и, в итоге, определяющая степень авто-матцзации проектных работ в конструкторских САПР МЭУ и А. В этой связи целесообразно осуществить модернизации существующих методов синто^а, направленных на решение поставленной задачи.

По типу синтезируемых структур рассматриваемая задач» относится к процедурам одномерного синтеза, который заключается з построении одномерных последовательностей из элементов некоторой природы (в данном случае - элементов конструкции). Существующие метода1 розония задач структурного иштеза базируются на псуэборе вариантов некоторого счетного множества. с выполнением следующих операций на каждом этапе: поиск очередного варианта; оценка очередного варианта; принятие резения о за-кз;- заранее выбранного варианта на яовчй; продолжение или хфекрзщение поиска.

Особенности процедуры с'тнтеза конструкций МЭУ и А позволяют свести задачу структурного синтеза к задача дискретного программирования, которую можно отнести к ИР-поднш. Высокая разморность задач:! не позволяет использовать точпцз методы (имеются б виду методы неявного перебора дай решения задач булева программирования, к которым, в первую очередь, принадлекат метод ветвей н границ, метод динамического программирования и группа методов отсечения). Эти метода являются неперспективными для решения поставленной задачи, поэтому следует вести разработку приблзшэнпых алгоритмов.

Последние па гарантируют получошю оптимального решения,

однако они позволяют снизить трудоемкость.Преодоление сложностей, связанных с решение ОТ- полных з"дач реалт зуется, кроме того, посредством организации стратегии направленного перебора вариантов; преобразованием ОТ-полных задач друг в друга и выделением эффективно разрешит подклассов задач в общей 'П>- полной задаче.

Из большинства эвристических, приближенных алгоритмов выделяются алгоритмы локальной оптимизации, градиентные алгоритмы п алгоритмы случайного поиска.

В связи с особенностями задачи синтеза конструкций МЭУ и А в интегрированных САПР (большая размерность, отсутствие аналитических выражений для расчета ёыходных параметров), используются поисковые алгоритмы. Их суть заключается в построении многомго-вого вычислительного процесса последовательного приближения к искомому экстрему),;у. Какдый паг заключается в перехода из точки х1с в пространстве" управляемых пареметров в точку хк+1 гГЗ следующему прав:тлу:

" \ * •

где с,,и- направленно движения; ыэг и этом направлении.

Содержанием любого метода или алгоритма поисковой оптимизации долгзш бить способы выбора направления поиска, еолреяш иага, фужцни для нормирования управляемых параметров п криторил окончания поиска.

Поисковые методы являются методами поиска локального экстремума, так кок методов глобальной оптимизации, сб^спэчпващих нахозденио глобального экстремума с приемлемом потерями па поиск для задачи математического программирования общего вида, не существует.

Рассмотренный вариант формализации поставленной задачи (11/ - (13) па является исчерпывающим, поскольку мо::ет тлеть место ряд функциональных характеристик (отображаемых нелинейными зависимостями), либо возмонгость априорной аналитической фермулировкп фунзщий . цели отсутствует (пошило тог...&£азической модели допускается агрегация моделей помехоустойчивости, механической прочности л др.). Поэтому представленный вариант следует

рассматривать лиль как частный случай реализации процесса оптимального структурного синтеза вариантов конструкции МЭУ и А в САГО5.

Обобщенная математическая формулировка записывается в виде:

' (14)

«V < ь«г- *гс V

где множество индексов показателей системы, требования к которым форлализуются в виде 1фитериев оптимизации; 1£- множество индексов показателей системы, требования к которым формализуются ь виде ограничений.

Виды функций ограничений могут Сыть различными для конкретных прикладных формулировок, что связано с выбором критериев оптимальности.

Формулировка задачи выбора оптимального варианта в общем виде (14) предполагает использование для ее решения методов векторной оптимизации. Привлечение с стой целью метода многоальтернативной оптимизации предусматривает выделение в качестве инвариантной части вероятностного алгоритма дискретной оптимизации псевдобулевой фуню.та векторного аргумента, к которому предъявляется требование булевости.

Наличие двухиндексных переменных в задаче выбора

оптимального варианта приводит к необходимости переформулировки исходной задачи Ис матричной формы в векторную:

X — (X^ , • . • , • • ««Х^}—{Х^ ж • • • ■ • • Х^ ^ ! • . . • эХр^ « « . ,Х^^} •

Ограничения по тегоюфизическим характеристикам учитываются алгоритмически.

Рассматриваемый алгоритм относится к пои ;овым, то есть реализующим итерационную сх.)му поиска оптимальных вариантов. Существующие детерминированные методы решения задач оптимизации по существу характеризуются применяемыми априорными способами организации направленного поробора. В данном случав строится гибкая схема формирования перебора, которая не является ацшорной, а

формируется на основе обучения свойствам целевой функции с использованием текущей информации о ее значеши. Запись итерационных процедур настройки координат вектора переменных в характеристиках математического охидания позволяет перейти к эквивалентной вероятностной переформулировке исходной задачи с выбором в качестве схемы перебора случайного механизма. Итерационные процедуры движения в множестве булевых случайных векторсв представляются следующим образом:

-и+1

i/ ♦ ; = 1.п, (15)

где и» - булева случайная величина, !i[ u" J = р( и" > i) = p!j . з j J у'

и-"= 1-й1] , р( и-"= 1 ) = 1 - u'j = qj[ ;

y" - булева случай,ая -¿оллчина, Hl Y1' J = р( y" = 1) = т." ; И - номер итерации.

С целью повышения эффективности движения (15) используется последовательное вцделетю отдельной координаты, что позволяет разбиение допустимого мношства вариантов описать следуп.п,:гм до;жзпием в множестве случайных векторов:

Х>,И= "и+1(х,.....xk. T^kt 1+'zu<-1 • .....PVPzn> ♦

+ П'^Чйх^ит,, vx2+mr2.....^xri-VYn> (1S>

где V - булева случайная величина Р(7?-1) = Р, Pfl(?WD) =1-PW (Т7 - параметр, управляющий процессом ветвления: при VJIU,=1 осуществляется дальнейший спуск по дзрегу вариантов, где (х, ,х2.. ,х)к-частичгай вариант, зафжсировтший в процессе поиска; при V7H*1=0 осуществляется возврат в исходную ьершглу дерева вариантов и варьирование вектора (Х1^ .. д") происходит с учетом накопленной информации).

Интерпретируемое в виде дерева вариантов :люг.естпо вариантов лредстгплоно на рис. 2.

х х . 1 1 .

✓'Ч /Ч

X X X- X

•г 2 -г- г г

/ч /ч_ /ч /ч

хз хз хз хз хз хз хз хз

Рис. 2. Дерево вариантов решений для вектора трех булевых переменных

Движение (16) может быть выполнено либо в реализациях, либо в некоторых вероятностных характеристиках:

рн+,= Ру,( р7рр( Г(?,1)-Г'х,г;11М,х)-Г(х,хк+,,^)+Г(!сД,) ) +

+ Рт( Г(2,гк+1,х)-*(2Д) ) + рр( Г(Х,хк+1.2)-1($Д)))+ + Яж1рирт( Г(У)-Г(У1,Х)-Г(Х1,У)+Г(Х) ) +

+ ру(Г(Х,,У)-Г(Х)) + р^КУ^ХЬПХ)) + Г (X)), (17)

где

«■<*,.....V. ...............

рГ-Р( Х(=1 ),{=1,...,к, дн=Р(.,Хм=1 ), 3=к+1....... р£=Р( Ин=1 ),

я£=р( и^-о ), Р^РСТ^П, Р^Р(РН=1), г^=р(г"=1), з=к+1,.'.,п.

С целью построения ушрядоче^шой схемы перебора с возможностью его сокращения воспользуемся разложением п*. эвдобулевой функции Г(х) по переменной хк:

• 1 <Х)=Хк[* <Х1' • •'*кИ ''' • • • -Хк-', -О'^кИ ' • • 'Хп>1

.+ Г(х1,..,хк_1,0,хки,..хп) = хкЛкГ(х) + *<°'Х>> <18>

где .-..Xj£+1,..Akr(x)=f(1,x)-f(0,x).

Определенно неизвестных параметров движения (17) W,V,U,Z,X происходит в результате решения условия локальгого улучшения вариационного типа

l^ii+it Г(х) ? - М^иГ Г(х) ) « О, которое с учетом (18) принимает вид:

ш VPtW'^^WW +

+ Pp(f(2,0,2)-i(2,0.S))+f(£,2)] + qtftpu/i,i(X)(T1-X1J ч

+ p7X!in'1(A1f(T)-A,i(X))+p7(r(0,Y)=r(0,X)T+r(X)-i(X)]) < О. (19) h+1 и+1 ii 11+1 _ " .... _

где хк+1 = 7 х,с+1 ♦ 72^,, 7=1-7, i^'^'r,W^1, u = 1-u.

Излагаемая ялгорптм.тчоси^я схем5 включает одно из raCiipsc.nx правил останова:

останов ллгоритма iro числу итррпч;тй, пэлр'^ом;' прэектярсгад-i:cm или по умолчанию программно (под количеством итераций понимается oOriflo число вычислений целевой функции);

останов по некоторому порогу, сравниваемому в ходе оптимизационного процесса величины вероятностных характеристик со значениями порогов: Pj< Aj или Aj (а именно, если настраиваемые в

ходе работы алгоритмичосзсих процедур вероятности в точение к последних итераций ко изменяются, то оптимизационный процесс считается стабилизировавшимся;

останов алгоритма при выполнении условия, задаваемого выра-гацчем:

f(х lltL) - Г(т") Г(хы) '

< е.

где I, - количество итераций, через которое происходит проверка

>1уювия останова; е - достаточно малая положительная величина.

Таким образом реализуется итерационная схема поиска оптимальных вариантов размещения элементов конструкций микроэлектронных устройств, что позволяет создать аппаратуру, отвечающую заданным требованиям.

4. МОДЕЛИ ПРИНЯТИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТОРСКИХ РЕШЕНИИ НА ОСНОВЕ ОПЕРЕЖАЮЩЕГО ТЕШЮФИЗИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ (23, 27, 28, 31-33, 371

Анализ проблемы многокритериальной оценки альтернатив и выбора рационального варианта конструкции показывает: необходимость учета всех аспектов и показателей, существенно влияющих на решение; допускать расширение набора критериев, характеризующих проектируемую конструкцию МЭУ и А; обеспечивать оценку количественных, качествен'шх и субъективных показателей; обеспечивать учет ограничений задачи.

НаСор показателей эффективности варианта конструкции, ограничения и условия задачи, характеризующие важность тех или иных показателей, несу1- больше информации по оценке альтернативных решений, чем количественная интегральная оценка в виде свертки критериев. Поэтому в работе предлагается использовать в подсистеме поддержки принятия решений относительные оценки альтернатив и характеризовать их целочисленными значениями по принципу приоритета альтернатив, более близких к оптимальному.

Определение относительной эффективности альтернативных вариантов конструкции аг 1-Т7Т по каждому из критериев производится в три этапа.

На первом этапе для альтернативы а( по критерию ^ формируется целочисленная относительная оценка эффективности

альтернативы flJt которая может принимать значения из множества (1,2,...,<7) и характеризует его эффективноjtb по отношению к остальным альтернативам данной группы.

Для альтернативы а*, 74 имеющей экстремум критерия kj

kj (а'х) - extr kjia^,

значение относительной оценки эффективности устанавливается рав-1шм минимальному значению .

Для менее предпочтительной альтернативы ав, зчГ значения относительной оценки эффективности fay-flj^ 1 и т.д. Для равноценных альтернатив значения ftJ одинаковы.

Целочисленные оценки эффективности альтернатив / выражают систему предпочтений лица, принимающего решение и, заданные один раз, впоследствии используются для ранговой многокритериальной оценки альтернатив и гл,енки их качества.

Оормализация предпочтений ЛПР проводится по к_адому критерию Kj. J=1,J путем построения функций полезности. В розкпмо диалога .для J-ro критерия выявляются минималыюо и максимзлыюе значешпь выясняется наличие у ЛИР "линейного" предпочтекил или "линейного предпочтения с областью безразличия", является ли ¡фодпочтениз "гауссовским". Так, в случае количественного критерия с линейка.» предпочтением при его максимизации относительные оцзшат вычисляются по формуле:

ftJ - Int(J(1-(z~(kj) / zf>,j)) * 0.5));

в случае минимизируемого критерия

ftJ = Int(J(1-(z(kj) / z*(kj)) + 0.5)).

где z~(kj), z*(Uj) - минимальное и максимальное значения критерия l'.j соответственно; Int(») - функция взятия целой .астл числа. При выявлении более сдояянх видов предпочтений производится аппроксимация и отображение на единую икалу.

На втором этапе на основе полученных наборов значений. относительных оценок эффективности альтернатив' по всем критериям производится их многокритериальная оценка и установление рангов каждой альтернативы. Ранг характеризует эффективность альтернативы по отношению к остальным с учетом относительных оценок эф£ек-тивности по всей совокупности критериев.

Формируется обобщенная функция относительных оценок альтернатив:

j _

= шах l/,jl» J = í.J.

J"1 J

Ранжирование осуществляется на основе приоритета более эффективных альтернатив, обеспечивающих минимум обобщенной оценки. Тогда, ранг

Я(а,> = 1 при Pj= rain ?t, Id, 1=1,1;

R(ag) » 2 при Fg= min F(, Its, Z.ael;

В результате сопоставления целочисленных значений функции Р{ устанавливаются ранги всех альтернатив. В процессе ранжирования учитываются требования задачи по отдельным показателям эффективности и ограничение, которые могут задаваться в в"де неравенств вида

b, Pt - шах 1/и1 < d.

Альтернативы, которые не удовлетворяют заданным ограничениям, при ранжировании не учитываются. Для ал: гернатив, имеющих одинаковую эффективность, устанавливается один и тот же ранг.

На третьем этапе производится оценка качества альтернатив. При этом формируется обобщенная функция относительных оценок

•альтернатиз которая имеет минимум j j

*

nin 2 fij = 2 fu.

Близость альтернативы к оптимальному решению могло охарактеризовать функционалом

*

i '

<?i = (IJ) (rt-lftj).

J=t

Для оптимального реяэния (лучиоо но всем критериям ) для квагтоптиггального нулевого псрядчп (рс^ониз оптимально но геем критериям, кроме одчего) 'р| $ (IJ)'1, длл p-juoKUi первого порядка (оптимально по J/2 ггритериям) <р| < (SJ)~1, для рощошя 2-го порядка ф^ < J'1.

В процесса прт»г.си ргекиЗ Л1Г т'отет hcuoälö. jatj» шторми-гтгп о рангах а.г,торпат;п? r.(at) и or.ejrtnx ка':ос»:~5 сль'.чфийгли ;р{. Для этого сл^.пуот T:i;6p?.Tt o,V"J :*гл поекол1. ко :iüpr,!i£ Tim, упорядоченных по возрастая:;» R(al) или <pt. В случае, о ели „т'тлло гсгптг.гз естг. рзеотка птрого игл JTo;>ero порядка, vj с.-?хгет лрги'згастп гапрярог^хю

"спольоовапио относительных оценок критериев при рснинрозо-пш альтернатив к оценке качества прозктпых решений позес.:яьу производить выбор лучеего рещэшш из многгестза сгенерированных Чйрнантов конструкции без участия ЛИГ, используя лиаь ого систему предпочтений.

Процесс поддер^ш пр'шятия решений обеспечивается экспертной .системой, которая нв1 подменяет Л1Р, а оказывает помощь в формиро-рглтки тепля путем устранеш!я противоречий в интегральных и част-id;xi предпочтош1ях, позволяет принять рациональное компромиссное ровенио в условиях сопоставлэ1ия альтернативных вариантов конструкции по ряду 1фитериев при противоречивых требованиях к шал.

Содержание рассмотренных этапов представлено на рис. 3.

Рис. 3. Модель процесса поддержки принятия решений

5. РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМ ОПЕРЕЖАЮЩЕГО ТЕШЮЙ13ИЧЕСК0Г0 ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЭУ И А 15, G, 12-16, 20, 27, 29-31, 35, 381

На основе предложенных концепции, пинципов и методов разработано методичес ;ое, алгоритмическое, программное и информационное обеспечение подсистем конструкторского и теплофи-зического проектирования интегрированной САПР МЭУ и А на базе ГОШ типа IBM PC/AT -386DX.

Выдоляется системное и прикладное программное обеспечений подсистем. В рамках диалогового монитора ШС была построена совокупность программных средств, организованных по модульному принципу и решающих задачу управления вычислительны},! процессом. Прикладное прогребшее обеспечение технологии езтоматизироваиной разработки конструкции МЭУ и А представляет собой ряд подсистем, связанных через граф диалога и обменивающихся формацией пороз локальную область связи.Такио подсистемы решают слудукщпе задачи: обеспечение оперативного свода исход¡.чах данных, овристичоской ип-Сормэцаи; •2ор:.п!роггш::о метемекгсэсгая ;.:одо.тай тоозофязкчегхих ха-рйктеристгд разлпчшх копструктг.ьпэ-'гехнологпчоасах структур с . зздешюй ьагргсностью (4-5 %); формирование функций полезности краториоа и устспог.;сп :ш?егрэлы!К£ лр:-дг.эч?е:и1Л; ^сгскри^^^а.^-поя оптк.глзадая паром-гроз конечрукигл; сЗок.оч^и^ процесса пятия решений по шЗору рациональна:: ыдоцлчои шльяруюда !.ПУ и А (с псра!..бто7«.а:плело кригорпоз / - 3; максимально вез-:.:о:люо число ранг.'.оуе-л. а.чьтарльткв I оярадоля.отси па соогао««-Ш!Л Г*.7 < 32767; максимальна':! объем памяти ла магнитном диско, аа^а.комкл басой ланнах - мопсе 3 '¿Си!ич.

К^Гормзциоглоа обосноч^пло тсхлоллпм разработ: ьтеи&рух.сЛ МОУ л А я рамках г.^огр га го ко;..кд<':.за пушазт: базу данных, сопяофааи'гсхгх характеристик ь-з^рпадоа МЭУ и А; базу моделей коиструктнвко-тэхполопгшамх структур и А; базу зпе-шй по построен.^ г/.одзлэй тогаефлгкчосы!:: ::ара~ ктсристш конструктивно-тохиологичосгах структур МЭУ г А; структуру и содержательный состав локальной базы дашшх гариалтов конструкций !,:эу а А; структуру п состав :п:фэр:,:ащп*., сводкой с вниш-кг носителей в процоссо прозктпрованпя; описание доступа к информации из базы данных; программные модули манипулирования данными; списание доступных ко'.этлэксу баз данных.

Основные разработанные методологические и методические прилиты л метода реализованы в созда1шых автором или под ого руководством с начала 80-х годов подсистемах опарокаицого топлофз?и-ческого проектирования МЭУ и А, которые внедрены па ряде предприятий и вузе.

Взаимодействие программного и информационного обеспечения подсистем показано на рио. 4.

,Монитор

£

т

ЭС

Подсистема

формирования

теплсфизи-

ческих

моделей

Теплофази-ческие характеристики материалов

ППП оптмми-

Подсистема размещения элементов за-ЦИИ

Модели конструктивно-технологических структур

ЭС

Подсистема

поддержки

принятия

решений

Варианты конструкций МЭУ

Другие 'подсистемы

— 1 I

Архив конструкторских решений

Рис. 4. Взаимодействие программного и информационного обеспечения подсистемы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертация в форме научного доклада отражает результаты многолетних исследований автора, направленных на разработку эффективных систем теплофизического проектирования ЫЭУ и А.

Рассмотрена и реше;..? важная народно-хозяйственная проблема, связанная с повышением эффективности систем автоматизированной разработки конструкций МЭУ и А на основе опережающего теплофизи-ческого проектирования и имеющая большое значение для повышения качества, надежности и сокращения сроков проектирован, л МЭУ и*А.

В диссертации получены сдздуздке научно-техжческие результаты:

1. Разработана концепция, принципы и методология конструирования МЭУ и Л на основе согласованного применения методов синтеза

конструкций и методов теплового расчета, язля'эдихся базой для построения интегрированных? &ЛР МЭУ и А.

2. Развита методология автоматизированного формирования моделей тепловых полей МЭУ и А, ориентированная на использование в САПР.

3. Создан}: модели теплофизкческих' характеристик ряда конструктивно-типологических структур МЭУ н А.

4. Разработаны метода п сформированы алгоритмы синтеза вариантов конструкций "ЗУ и А, учитывающие взаимосвязи схемотехнических, конструкторских реиений и условий эксплуатации.

5. Прадлог:ец и обоснован вероятностный елгоритм дискретной оптимизации для задач конструкторского проектирования.

6. Построен!! модели выбора рациональных вариантов конструкций МЭУ и А на основе рангового метода принятия решений.

7. Разработаны и пройда рхсперпшптдоьнуи проварку подсисто-иптогряровЕПНОй САПР '.ПЗУ и Л: подсистема ¿ьтсмэтизкровэнного

.^ормирозлпя тепло.^:з;1чос:с1х :юделой копст^укт'шно-т'.шюлогнчис-ких структур МЗУ и А; подсистема синтеза конструкций МЭУ и Л с обеспечением тэплоаого ро:.си^а; подсистема поддорьасн принятия ро-coinrt при Еыборо рациональных вариантов конструкции па мнокестьв альтернатив.

3. Получен экономический »Мокт при внедрении ■ рада подсистем интегрированной САП? на предприятиях (НПО "Электроника", г. Воронен; НШЭТ, г. Воронеж) в сумме 651.680 р. (в ценах 1990-1991 ГГ.).

Основное содержание диссертационной работ! представлено а следу газа публикациях:

1. Балашов U.C.,.Муратов A.B., Чернышов A.B. Исследование "теплопроводности к теплоемкости аморфных диэлектриков в области низких температур // Физика и химия копденсиро1 лных срод: Мэквуз. сб. науч. тр.- Вороне*;.-1976.-С. 105-109.

2. Муратов A.B., Чернншов A.B. Теплопроводность

силикатных стекол в области низких температур // Физика и химия стекла .-Л.: АН СССР.-1979.-Т. 5.-.41.-С. 119-122.

3. Муратов A.B. Использование расчетов тепловых режимов различных блоков РЭА на ЭВМ ЕС-1022 в курсе "Тепломассообмен в РЭА"// Теория и практика конструирования и обеспечения надежности и качества электронной аппаратуры и приборов: Тез. докл. Всесоюз. иауч.-техн. конф.- М., 1984.-С. 15.

4. Муратов A.B. Методика расчета стационарного и нестационарного тепловых режимов блока РЭА на ЭВМ ЕС-1022 // Там же. С. 16-17.

5. Муратов A.B., Цуканов М.П. Эффективность систем охлаждения, применяемых в радиоэлектронной аппаратуре .-Воронеж, 1985.13 е.- Деп. в ВИНИТИ 16.07.85, N 5098-86.

6. Муратов A.B., Макаров О.Ю. Автоматизированный расчет тепловых режимов радиоэлектронной аппаратуры // Надежность и' качество в приборостроении и радиоэлектронике- Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. симпоз.-ЕреВоЛ, 1986.-С. 34.

7. Макаров О.Ю., Муратов A.B. Расчет тепловых режимов элементов и блоков радиоэлектронной аппаратуры с помощью ЭВМ ЕС-1022 .- Воронен, 1986.-19 е.- Деп. в ВИНИТИ 1.04.86, N 2255-86.

8. Температурная зависимость параметра Грюнайзена силикатных стекол в области низких температур /Ю.С.Балашов, А.Т.Болгов, А.З.Муратов, В.Н.Санин// Физика и химия стекла.-Л.: АН СССР.-1987.- Т 13.- N4.-С. 620-622.

9. Коноров А.И., Макаров О.Ю., Муратов A.B. Расчет тепловых хар?.ктеристик бло. • в радиоэлектронной аппаратуры Различного назначения на ЭВМ.- Роронеж, 1937.- 14 е.- Дэп. .в ВИНИТИ 5.07.87, N 56I5-B87.

10. Муратов A.B., Макаров О.Ю. Вопросы обеспечения нормаль- . ного теплового режима аппаратуры для долговременного приема СНЧ колебаний // Прием и анализ сверхнизкочастотных колебаний естественного происхоздения: Тез. докл. II Всесоюз. конф.-Воронеж, 1987 .-С. 131.

11. Макаров О.Ю., Муратов A.B.,Чуток И.П. Программное обеспечение для анализа тепловых режимов проектируемых гибридных интегральных схем // Методы прогнозирования надежности проектируемых РЭА и ЭВА: Тез. докл. зональной конф.- Пенза, 1980.-С. 66-67.

12. Лнтилиспторов Л.Б., Макаров O.a., Муратов Л.В. Структура комплексной подсистема теплофизик ского ксс.\ здования и моделирования в САПР МЭА // Модели и алгоритм оптимизации в автоматизированных системах: Моавуз. сб. науч. тр.- Вероной, 1&ЗЭ.-С. 169-173.

13. Алтилшсетороз A.B., .Макаров О.Ю., Муратов A.B. Подсистема теплофизического проектирования в САПР издслгЯ электронной техники // Разработка и оптимизация С/Л? и Г/Л изделий элохтрза-ноД техники ня базе вчеокопропзведителышх нзпш- и микроОЬМ: Тез. докл. Всси,о*я. еснеа.-сомпноса.- Боронек, ii'59.-C. ¿04.

14. Ve"npon 0.'?)., .Муратов A.B. Разработка чалсвеко-ма'ликной подсистем! теплофизического проектирования САПР ?ЗА // ¿Хмоктие-itocti,. ::anrctlo пгутг.люеть спет;-:.: "•¡елоьок-тихтнеа"; Те:;. ,цс:сл. III спмгтоз.-Бороне.;;, 1000.-С. 66.

15. Лнтплн.ч^т^ю1:! Л.Б., Муратов A.D. Вопроса проп1СЗнрои^!ИЯ падсзпюстя п чозтакп-мскшвюЯ подсистеме мшлофазаческого ирсек-тирозшшя САПР РЭА //Tjm :хе. С. ез.

15. Ант;и;икГ|Тогиз А.Б.. Сг.винхов О.В., Мурагои л.Б. Подсис-тпып ТГПЛО^Г.ПКЧРС'ОСО кроер/'»vcunHi«! - С.'ПР ГС С /.' 'Iotac: **. р.Гез. дек.1.

рос. науч.-vorn. - Пенза, 1031.-С. ОС-ОЗ.

17. Антилимтороп A.C., Ucxjpoa О.:)., Муратов A.B. lijorp:*-ксо cJ.5cu:v.>5ir:\» м>. при. кров гл'лр^чл^м

// Иктер&хшж» ирсекгироьаш'о мышчисьих yerpoiicib и ■ гдст.чзирсз«ших систем на персональных ЭВМ: Тез. до;«.". Зсееоиз. сосоц.-сем.шара.-Ворсжеа, 1931.-0. 31.

18. Макаров 0.5., Муратов A.B., Савинков O.D. Моделирование тоглоеых рехеимов на ПЭВМ // Трм ¡кэ. С. 32.

19. Муратов Л.З. Программное обеспечение для анализа температурных нолей юплопагрутешшх модулей МЗА // Там им. С. 110.

20. Подсистема моделирования тенлоьих реаптлев в САП? РЭУ /А.,:.Актиликаторов, 0.И.Макаров, А.В.Муратов, О.В.Сашшков //Разработка и ¡эксплуатация САПР в радиоэлектроника: Тез. до:'л. Зссссюз. совещ.-семинара.- Челябинск, 1991.- С. 5.

21. Макаров О.Ю., Муратов А.&., Савинков O.B. ГТрогрчкютое обеспечение для моделирования тепловых режимов в САПР МЭА // Пер-cnoKTimu развития и применения средств вычислительной те/чикл для

моделирования и автоматизированного исследования: Тез. докл. науч.-техн. конф.- М., 1991.- С. 137-138.

22. Муратов A.B. Программное обеспечение для расчета опти-. мзльного теплового реучма печатных плат медицинских приборов // Компьютеризация в медицине: Межвуз. сб. науч. тр.- Вороне», 1991

С. 73-79.

23. Макаров O.D., Муратов A.B., Савинков О.В. Программное обеспечение для анализа тепловых режимов МЗА // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз. сб. науч. тр.- Воронеж, 1991С. 85-88.

24. Муратов A.B., Быковский O.A. Вопросы прогнозирования наложное та при проектировании элементов МЭА.-Воронеж, 1992.- 19 с.-Деп. в ВИНИТИ 02.04.92, N 1120-В92.

25. Муратов A.B., Борисенко H.H. Программное обеспечение для анализа температурных полей в современных конструкциях МЭА.-Воронек, 1992.- 12 е.- Деп. В ВИНИТИ 02.04.9'., N 1119-В92.

26. Савинков О.В., Муратов A.B. Средства автоматизированного формирования теплофизических моделей в САПР ЫЭУ и А // Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем: Тез. докл. рос. совещ.-семинара.- Воронеж, 1992.- С. 45.

27. Макаров O.D., Муратов A.B. Средства моделирования и оптимизации тепловых режимов в САПР БИС // Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем: Тез. докл. ро-. совей.-семинара.- Воронеж, 1992.- С. 46.

26. Муратов A.B. Вопросы автоматизированного теплофизического проектирования при разработке блоков вЛАПР U3A // Там же. С. 62.

29. Муратов A.B. Проблема моделирования температурных полей многокрксталькых модулей // Там же. С. 72.

30. Муратов A.B., Савинков О.В. Подсистема моделирования тепловых режимов печатных плат медицинских приборов в САПР МЗА // Компьютеризация в медицине: Межвуз. сб. науч. тр.- Воронеж,1992.-С. 59-64. . . '

31. Муратов А»В. Программное обеспечение для прогнозирования надежности БИС, применяемых в медицинской аппаратуре, в подсистеме теплофизического проектирования элементов МЗА // Там же. С. 88-94. .

32. Остапенко E.B., УсовЮ.И., Муратов A.B. Алгоритмизация процедур синтеза конструкций медагтанской аппаратуры при воздействии тепловых нагрузок // Компьютеризация в медицине: Мвжвуз. сб. науч. тр.- Воронен, 1993.-С. 158-164.

33. Муратов A.B. Разработка модели принятия рациональных конструкторских решений па отлове оперекаэдего ' теплофазического проектирования !£ЭУ и А // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Мензуз. сб. науч. тр.- Воронах, 1993.-С. 56-59.

34. Муратов A.B. Повыиекиэ эффективности проектирования САПР МЭУ и А на °спово оперепащего тештофизического проектирования // Там же. С. 102-108.

35. Макаров O.D., Муратов A.B.. Савинков О.В. Моделирование тепловых регимов при автоматизированием проектировании !.!ЭА // Там же. С. 35-41.

36. Муратов A.B. Программное обеспечение для оптимизации теплового регима в СА1Г' печатных плат °// Высокие технологии в проектировании технических устройств и автоматизированных систем: Тез. докл. Всерос. совещ.-соминера.- Воронен, 1993.- С. 106.

37. Муратов A.B. Разработка программного обеспечения оптимизация топологии БИС при. теплофгапческом проектировании // Том г.э. С. 107.

38. Макаров О.Ю., Муратов A.B. Структура автоматизированной спсте:лы тештофизического проектирования БИО //Той го. С. 130-131.

Подписано к печати Т8.Ю.93. Объем 2,0 усл.печ.л., уч.-изд.л. 2,0. Тира» 100 окз. Заказ Ji3b9 Воронежский политехнический институт .394026, Воронеж, Московский проспект, 14

Участок оперативной полиграфии Воронежского политехнического института