автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Разработка специального математического и программного обеспечения эволюционного размещения электрорадиоэлементов с учётом тепловых полей

На правах рукописи

БРАГИН Дмитрий Михайлович

РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОРАДИОЭЛЕМЕНТОВ С УЧЕТОМ ТЕПЛОВЫХ

ПОЛЕЙ

Специальности 05 13 11 - Математическое и программное обеспечение

вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

05 1342 - Системы автоматизации проектирования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ии^1ТТ413

Воронеж - 2007

003177413

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель

Научный консультант

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Барабанов Владимир Федорович

кандидат технических наук, старший

научный сотрудник

Тюрин Сергей Владимирович

доктор технических наук, профессор Макаров Олег Юрьевич, Воронежский государственный технический университет;

Ведущая организация

кандидат технических наук Богданова Маргарита Валентиновна, ООО «ДатаАрт-Воронеж»

Тамбовский государственный

технический университет

Защита состоится 20 декабря 2007 г в Ю00 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212 037 01 Воронежского государственного технического университета по адресу 394026, г Воронеж, Московский просп , 14

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного технического университета

Автореферат разослан «/&> ноября 2007 г

Ученый секретарь ^{д^/Ьм^Л//

диссертационного совета /у Питолин В М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных условиях интенсивное усовершенствование радиоэлектронных систем (РЭС), направленное на увеличение степени миниатюризации узлов и блоков и повышение требований к надёжности, приводит к необходимости учитывать проблемы анализа тепловых характеристик элементов Тепловые нагрузки в первую очередь, сказываются на режимах работы электрорадиоэлементов (ЭРЭ), что прямым образом влияет на качество и степень надежности готового изделия

Сложность комплексного математического моделирования тепловых режимов и теплового проектирования РЭС заключается в отсутствии у разработчика единой программной среды моделирования и проектирования. Современные пакеты программного обеспечения, предназначенные для размещения ЭРЭ на монтажном пространстве, как правило, не учитывают тепловые режимы работы РЭС и соответственно не проводят их оптимизацию, а предпологают только топологическую оптимизацию для последующей трассировки печатного узла.

Одним из подходов к решению задачи обеспечения оптимального теплового режима функционирования РЭС, является совместное использование методов эволюционного моделирования (генетических алгоритмов) для размещения ЭРЭ на монтажном пространстве и систем математического моделирования тепловых режимов. Такой выбор обусловлен некритичностью генетических алгоритмов к виду оптимизируемой функции, их высокими адаптационными свойствами и быстрой сходимостью при решении оптимизационных задач Комбинация из методов эволюционного и теплового моделирования позволяет гарантированно получать наборы допустимых проектных решений

Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена необходимостью разработки математических и программных средств, позволяющих получать и оценивать проектные решения размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с оперативным учетом результатов моделирования тепловых режимов функционирования РЭС

Тематика диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные системы и программно-аппаратные комплексы»

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка специальных математических н программных средств для принятия проектных решений по эволюционному размещению элементов на монтажном пространстве с оперативным учётом результатов математического моделирования тепловых режимов работы радиоэлектронных систем

Для достижения поставленной цели в работе определены следующие задачи исслсдоьанич

- провести комплексный анализ проблем моделирования тепловых полей в системах автоматизированного размещения электрорадиоэлементов;

- разработать структуру интегрированной системы моделирования тепловых полей и размещения электрорадиоэлементов на монтажно-коммуникационном пространстве,

- сформировать унифицированную графическую базу данных моделей ЭРЭ для поддержки и проведения моделирования и размещения элементов,

- разработать математические методы поиска оптимальных решений в задаче размещения электрорадиоэлементов с учётом результатов моделирования тепловых полей,

- создать специальное программное обеспечение, реализующее эволюционное размещение электрорадиоэлементов с учётом тепловых полей

Методы исследования. В качестве теоретической и методологической основы диссертационного исследования использованы методы теории системного анализа, систем управления базами данных, математического моделирования, объектно-ориентированного программирования,

математического программирования, компьютерной графики и

эволюционных методов оптимизации

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной

-предложена модульная структура интегрированной системы моделирования и эволюционного размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с оперативным учетом тепловых полей;

-сформирована унифицированная интегрированная графическая база данных моделей ЭРЭ для проведения комплексного моделирования и проектирования РЭС с использованием различных CAD систем;

- модифицирован набор математических методов, состоящий из модифицированного генетического алгоритма и алгоритма локальных минимизаций для генерации и оценки результатов принятия проектных решений по размещению ЭРЭ на монтажно-коммутационном пространстве с учётом тепловых процессов,

- разработан алгоритм и программное обеспечение конвертации графических форматов файлов для интеграции различных систем моделирования и проектирования с сохранением исходной структуры проекта;

- создан набор алгоритмов, реализованных в виде специального программного обеспечения, позволяющего проводить эволюционную оптимизацию размещения в составе интегрированной графической системы моделирования и проектирования сложных радиоэлектронных систем

Практическая значимость работы. В работе предложен комплекс программных средств, позволяющий проводить моделирование тепловых режимов, анализ и оптимизацию процесса размещения ЭРЭ на монтажном пространстве В рамках диссертационной работы разработано программное

2

обеспечение «Универсальная справочная система радиоэлектронных компонентов для графических САПР»,зарегистрированное в ФАП ВНТИЦ РФ и «Система эволюционно! о размещения электрорадиоэлементов на монтажном пространстве с учетом тепловых полей».

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы были апробированы при разработке блока питания системы уличного светодиодного освещения, разрабатываемого в ООО «Рустехресурс» и электронного датчика реле температуры БУТ-Э1, разрабатываемого в ООО «Трейд» Результаты диссертационной работы также используются в учебном процессе ВГТУ в дисциплинах «Конструкторское технологическое обеспечение производства ЭВМ» и «Автоматизированное проектирование вычислительных систем»

Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международной открытой научной конференции «Информационные технологии моделирования и управления» (Воронеж, 2004); Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2004); X Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях» (Воронеж, 2005), XI Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в моделировании и программировании» (Воронеж, 2006), XII Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации» (Воронеж, 2007)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3-в изданиях, рекомендованных ВАК РФ В работах опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат [I, 3] — методы реализации процесса размещения электрорадиоэлементов на монтажном пространстве с учетом тепловых процессов, [2] — модель синтеза трехмерных объектов, [4, 5, 10] - структура интегрированных библиотек для систем моделирования и проектирования РЭС; [6, 11] - структура универсальной справочной системы электронных компонентов для поддержки процесса моделирования и проектирования электронных систем, [7, 8] - методы интеграции различных систем моделирования и проектирования РЭС

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 62 наименований Основная часть работы изложена на 160 страницах, содержит 20 рисунков, 4 таблицы и 4 приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируются цели, задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, дается краткое содержание работы по главам

В первой главе произведена оценка возможности применения широко распространённых систем математического моделирования тепловых режимов работы РЭС в задачах размещения ЭРЭ

Проведенный анализ не выявил типовых примеров комплексного решения проблемы размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с оперативным учетом тепловых полей. Основным и главным параметром при размещении является оптимизация длины топологических связей между элементами монтажа, и при этом полностью не учитываются тепловые режимы работы РЭС и паразитные воздействия ЭРЭ друг на друга. Влияние тепловых характеристик на различные параметры разрабатываемых устройств рассмотрены на связях тепловых процессов с другими процессами и проектными процедурами

Задачей моделирования тепловых режимов РЭС является обеспечение пространственно-временного (для нестационарного режима) распределения или просто пространственного распределения (для стационарного режима) температуры При этом обеспечиваемое распределение температуры в конструкции разрабатываемого электронного устройства должно удовлетворять не только нормальному тепловому режиму элементной базы с позиции чисто теплового проектирования, но и обеспечивать необходимые электрические, механические, топологические и надежностные характеристики проектируемо! о устройства

Исходя из вышеизложенного, реализация процесса исследования тепловых характеристик РЭС средствами математического моделирования, должна быть методологически согласована с CALS - технологиями. Элементом такого согласования может служить электронный макет РЭС, который, представляет собой единое пространство параметров и переменных модельного ряда, отражающий схемотехническую и конструкторско-технологическую реализацию отдельных частей или РЭС в целом, полученную на основе комплексных исследований хараю еристик РЭС. Основой электронного макета служит системная комплексная модель РЭС, в состав которой входит унифицированная комплексная модель физических процессов.

Приведено обоснование необходимости разработки системы эволюционного размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с оперативным учетом результатов моделирования тепловых процессов, протекающих в РЭС, сформулированы требования, предъявляемые к данной системе, а также определенны основные этапы размещения

Рис 1. Структурная схема интегрированной системы моделирования и принятия проектных решений размещения РЭС с учетом тепловых полей

Во второй главе на основе проведённого системного анализа разработана модульная структура интегрированной системы моделирования и эволюционного размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с оперативным учетом тепловых полей (рис 1). В интегрированную систему входит:

— программная среда схематического моделирования и проектирования, которая включает в себя программу математического моделирования (PSpice) работы электрических схем и систему проектирования схемотехнических решений (Р-С AD или Protei),

— информационная среда поддержки моделирования и проектирования содержащая универсальную справочную систему электронных компонентов, которая помогает быстро и эффективно выбирать ЭРЭ, обеспечивает быстрый доступ к различной справочной информации (электрические параметры, предельные эксплутационныс характеристики, габаритные размеры, графика и т п ),

— система подготовки технической документации, включающая различные программы обработки графики, а также графические конверторы, позволяющие практически без потерь переносить графические данные из различных форматов,

— программный комплекс формирования топологии и компоновочных

решений размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с возможностью оптимизации тепловых полей, включающий в себя систему оптимизации размещения ЭРЭ с учётом тепловых полей, систему моделирования тепловых полей (ТРиЛНА), программу трассировки топологии (SPECCTRA), систему анализа показателей надежности РЭС (АСОНИКА-Т)

Также в этой главе рассматривается проблема преобразования графических баз данных из систем моделирования и проектирования Разработанный оригинальный алгоритм конвертации графических данных сохраняет исходную структуру слоев проекта, шрифтов и тд Конвертор можно использовать для оформления чертежей принципиальных электрических схем, печатных плат, сборочных чертежей модулей, а также для перевода в AutoCAD библиотечных элементов (условных графических обозначений и корпусов компонентов), созданных в системах P-CAD и Protei.

Для достижения унификации графических библиотек были сформированы общие требования к их разработке

При процессе размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с учётом результатов моделирования тепловых полей необходимо решить ряд взаимосвязанных задач произвести математическое моделирование тепловых полей, излучаемых ЭРЭ, промоделировать электрическую схему устройства для выделения элементов, которые могут оказать паразитное влияние друг на друга, создать топологическую структуру взаимных связей между элементами, определить размеры монтажно-коммуникационного пространства, задать зоны индивидуального размещения для отдельных ЭРЭ; обозначить зоны запретного размещения и технологические вырезы; задать оптимальные параметры и коэффициенты размещения

Для нахождения оптимального размещения ЭРЭ необходимо

- минимизировать длину связей между элементами, что позволяет на этапе последующей трассировки печатного узла сформировать оптимальную топологию проводников между элементами,

- равномерно распределить тепловое излучение по всему печатному узлу для предотвращения локальных перегревов ЭРЭ, что должно увеличить время наработки на отказ и обеспечить равномерное охлаждение,

- минимизировать критерий отклонения выходных параметров работы схемы, чтобы уменьшить паразитные явления

Для учета коммутационных требований и теплового излучения при размещении элементов используется следующий критерий

j N™ N™

F(q°)=min(-££c,l,) + M *min(Ftk), (1)

i-i j=i

I эл

где 1,, — расстояние между точками привязки элементов е™ и с™, N количество элементов, сч - весовые коэффициенты матрицы связности ЭРЭ, М - масштабирующий коэффициент, Ftk - критерий оптимизации по

тепловому режиму

На практике критериев, по которым может происходить оптимизация теплового излучения, может быть несколько и гогда задачу размещения элементов с учетом теплового режима удобно решать, выбирая в качестве основного один из критериев и накладывая ограничения на значение других критериев-

м- и-; _

5>„ 1(Т„ -Т)2

П, = "-■-... = Г П„ = - ---, = шах-

Т

■ Ч

1 И"1 2 м» и" X ,

где Г^ - среднее значение температуры элементов, ^ - среднее

квадратическое отклонение температур элементов Т„ от их среднего значения, 1-Ч2 - максимальная температура элементов

В третьей главе описаны математические методы поиска оптимальных решений в задаче эволюционного размещения ЭРЭ с оперативным учетом результатов моделирования тепловых полей

Исходной информацией для моделирования теплового режима РЭС являются: данные о конструкционном узле, количество линий сетки, дискретизирующей тепловое поле несущей конструкции при отображении результатов моделирования, информация о тепловых шинах и вырезах, информация об установленных ЭРЭ, условия охлаждения; начальные условия

Основной задачей процесса размещения ЭРЭ на монтажном пространстве является необходимость оптимизации размещения элементов как по коммуникационным критериям, так и с учетом равномерного (заданного) распространения теплового поля по всему печатному узлу При этом необходимо обеспечивать высокую скорость процесса размещения

Для эффективного выполнения процесса размещения с учетом нескольких критериев выделены основные этапы

- моделирование теплового поля, выделяемого элементами на монтажном пространстве,

- формирование матрицы связанности на основе топологической схемы устройства,

- на основе данных моделирования тепловых процессов производится сортировка элементной базы на две группы по принципу максимально нагретых и не нагретых ЭРЭ,

- разбиение монтажного пространства на кластеры размещения ЭРЭ,

- размещение «перегреваемых» элементов по центрам кластеров с помощью генетического алгоритма (ГЛ),

- первичное размещение остальных элементов в кластере методом компоновки,

- применение метода локальных минимумов для размещения элементов внутри кластера

После проведения моделирования тепловых процессов и выявления зон

перегревов производится ранжирование элементной базы на две основные группы. В группу «А» попадают те элементы^у которых произошел перегрев, они выходят за рамки ТУ или имеют повышенное тепловое излучение, а в группу «В» попадают все остальные элементы, параметры теплового излучения которых являются несущественными

Следующим этапом является размещение элементов группы «А» по центрам кластеров с помощью эволюционных методов

Для понижения вычислительной сложности задачи размещения необходимо произвести целочисленную аппроксимацию ее компонентов с заменой компонентов размещения, имеющих сложную геометрическую форму, их минимальными ортогональными оболочками, учитывающими технологические требования по монтажу ЭРЭ

Исходя из этого предположения пространство размещения может быть представлено прямоугольным контуром D, заданным своими габаритами и содержащим набор зон запрещенного размещения Z = {zr,r = ï,R}, где R -число зон запрещенного размещения

Набор компонентов (объекты, ЭРЭ) размещения представим в виде множества прямоугольных контуров Е ={e,,i = 1,N }, где N - количество компонентов размещения

Для каждого компонента размещения с, определяется точка привязки Х,={х„ у,}, где х„ у, - соответственно координаты точки привязки по оси абсцисс и ординат Точка привязки прямоугольного контура совпадает с точкой пересечения его диагоналей

Таким образом, все компоненты размещения представляют собой множество H™ ={e",i = ],N™ } = Е UZ , где N'"=N +R , и делятся на две группы.

- свободно размещаемые, область размещения которых ограничена только пространством размещения,

- фиксированные, координаты точек привязки которых определены и не могут изменяться

В некоторых реализациях задачи размещения в множестве Е™

выделяют подмножество компонентов Eu =(e",j = l,U), имеющих индивидуальные зоны размещения dj

Для формализации требований к взаимному размещению компонентов вводится матрица связности С =|lc„ llN,„xN„,, где сч - весовые коэффициенты,

определяющие требования к взаимному размещению компонентов е, и е]

В качестве основного критерия оптимальности размещения выделяют, как правило, требование минимизации суммарной длины расстояний между точками привязки компонентов с учетом коэффициентов матрицы связности Нахождение оптимальною решения задачи размещения предполагает

нахождение варианта решения qn, при котором Езл- множество элементов

размещения L™ = {e™,i } на зону возможного размещения D, при

котором

. N« N1"

F(q 0 ) = min, {Г (q 1)} = min (- £ £ c,l, ) , (2)

4 »Q 2 i=i ri

где F - критерий оценки качества размещения; Q={q'} - множество возможных вариантов размещения Е31 в зоне возможного размещения D, 19 - расстояние между точками привязки элементов е™ и е™

При этом должны выполняться следующие ограничения

1. Суммарная площадь элементов размещения не может превышать

N™

площади зоны возможного размещения J^Se™ äSDk.

i-i

2 Элементы размещения должны полностью располагаться внутри зоны возможного размещения ej™ е D , i = l,N3"

3 Элементы могут быть зафиксированы = const.

4. Может быть задан индивидуальный диапазон изменения координат точки привязки Например, это ограничение позволяет производить размещение элементов, являющихся источником повышенного уровня паразитного электромагнитного излучения или из за конструктивных особенностей х, =[x1m,";x,m"],y1 - [у,""", у,™" ]

5) Расстояние между ЭРЭ должно быть не менее допустимого-е,'Пе^=0, е;пе,2=0, ioj, ^ =

Для процесса размещения ЭРЭ на монтажном пространстве был модифицирован генетический алгоритм (рис 2) При реализации такого подхода вариант решения (хромосома) q представляет собой связанный список пар координат точек привязки компонентов размещения q-({xi,y,},{x2,y2), {xN,yN)).

Длина кодирующей хромосомы определяется по формуле 0 = N^(0,+©ь), 1де 0„-минимальное целое число, при котором верно выражение а < 20,, вь -минимальное целое число, при котором выполняется выражение Ь < 2й', а и b - количество размещаемых элементов по осям х и у

Для корректной работы генетических операторов с условно свободными и фиксированными компонентами в ГА внесено ряд изменений

- реализована функция контроля возможности применения генетических операторов к выбранному случайным образом гену,

- реализована функция оперативной оценки полученных решений при применении генетических операторов к генам, несущим информацию об условно-свободных компонентах,

НАЧАЛО

Определение параметров эволюции численность популяции (V), верояпость кроссинговера (Рс), пероэтность мутации (Рт), число поколений для анализа выполнения критерия останова процент изменения критерия останова (р) Выполнение предустановок" Число поколений 1=0, счетчик поколений ЧсЬ 0, ц ,„-т 0 00001_

Генерация первоначальной популяции Р' = (а(, а), I = 1, V о учетом соблюдения индивидуальных зон размещения

-^ :

Оценка степени приспособленности особей из Р,

ц(а!)=1/(Рг(а',) + 1) 1=Т7У

Вычисление средней степени приспособленности для популяции Р

V

М1" )=2ц(а;уу

Отбор совокупности особей а}*"1 = = для формирования родительских пар по признаку „О") • Количество потомков

СЖх>р случайным образом нары особей , а; еаГ,!^

Определение точки разрыва хромосом пе[1, ,N-1], где N-число размещаемых элементов Формирование особей-чототомков» путем перестановки генов с п по Ну выбранных особей Включение особей -_«потомков» в состав Р, У""-* У""42 __

Т"

Выполнение модифицированного оператора мутации

Выполнение модифицированного оператора отбора (пропорциональный), формирование поколения Р[, I де 1-1+1 Й1, V"" -=0

Передама резулыаюв на следующий этан размещения

Рис 2. Схема модифицированного I енетического алгоритма

- разработана функция для формирования первоначальной популяции с учетом зон индивидуального размещения

Использование модифицированной архитектуры генетического поиска и адаптированных генетических операторов позволяет исключить возникновение недопустимых решений, когда размещаемые компоненты попадают за пределы возможных зон размещения, что значительно сокращает время поиска оптимального размещения

В качестве критерия остановки алгоритма может быть использовано выполнение одного из следующих условий

- превышение количества заданных поколений,

- превышение времени эволюции, определенного пользователем;

- отсутствие улучшения критерия качества размещения на протяжении нескольких поколений

Последний критерий является наиболее предпочтительным, хотя может свидетельствовать о нахождении всего лишь локального экстремума

После проведения размещения элементов из группы «Л» производится размещение ЭРЭ группы «В» в кластеры методом компоновки

Задача характеризуется следующими исходными данными:

- Е, — множество элементов, 1 = ],п ,

- К] — множество кластеров, ^ 1,ш,

- С,к — множество связей, соединяющих элементы Е, и Ек

Множество альтернатив А представляется матрицей X размера т*п,

элемент которой Х^=1, если элемент Е, включен в кластер К,, иначе Х^=0. Некоторое распределение единиц и нулей по клеткам матрицы X представляет одну конкретную компоновку, т е одно проектное решение Допустимы только те варианты распределения 1 и 0 по клеткам матрицы, которые удовлетворяют для /-го элемента следующим ограничениям

т

элемент может быть помещен только в один кластер - X = 1,объем

г-1

П

кластера ограничен - 2, Х;1 шах; суммарная мощность всех элементов, помещаемых в один кластер, не должна превышать максимально возможную суммарную мощность кластера Рх ^Ртах.

1-1

В общем случае в задачах компоновки может быть несколько критериев В данном случае используются критерии — число межкластерных связей К(Х) или критерий равномерного распределения мощностей П(Рх)

Для вычисления критерия формируются матрицы У=Х*Е и \У=У*ХТ Матрица У размера т*п есть матрица связей кластеров и элементов, элемент у,, этой матрицы равен числу связей ]-го кластера с г-м ЭРЭ Матрица XV имеет размер т*т , ее элемент равен числу связей между кластерами Кр и Кч, Хт— транспонированная матрица X В качестве критерия, подлежащего

максимизации, можно принять суммарное число внутренних связей

K(X) = £w„po

Минимизация критерия О(Рх) приводит к выравниванию температурного поля на всем монтажно-коммуникационном пространстве:

где Рх- средняя мощность всех размещаемых элементов, Рх;- средняя мощность j-ro кластера

При решении задачи компоновки генетическим методом принимается хромосома следующей структуры — гены соответствуют ЭРЭ, значение ¿-го гена есть номер кластера, в который помещен i-й элемент.

Следующим основным этапом является размещение элементов внутри каждого кластера методом локальных минимумов При решении поставленной задачи использовался гибридный алгоритм, определяемый методами, применяемыми для решения следующих задач.

1 Генетический алгоритм — для выбора последовательности прохождения фигур через алгоритм локальной минимизации.

2 Алгоритм локальной минимизации (JIM) — для решения задачи расположения и совмещения элементов позволяет найти минимальное расстояние между центрами двух фигур

Результатом работы системы на каждом следующем поколении является карта размещения Работа программного модуля прекращается, если достигается необходимое поколение или приближенное к искомому решение.

В четвёртой главе приведена структура интегрированной базы данных ЭРЭ, необходимой для поддержки процесса моделирования и проектирования РЭС (рис. 3) Данные по цифровым, аналоговым микросхемам, дискретным и прочим элементам хранятся в интегрированных базах, а также реализовано взаимодействие с графической информацией систем P-CAD и AutoCAD Для каждого класса элементов применяются свои уникальные параметры, которые отражают специфические требования.

Тепловое моделирование осуществляется на основе моделей с распределёнными параметрами и требует подробной информации о геометрических и теплофизических параметрах ЭРЭ. В параметрах элемента приводится информация, площадь поверхности ЭРЭ, тепловое контактное сопротивление, тепловое сопротивление крепления, теплоемкость и т п

Разработанная программа конвертации графических данных, апробирована на передаче данных из P-CAD в AutoCAD, с сохранением структуры слоев, типов шрифтов и т д.

Представлена реализация интегрированной системы размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с учетом результатов моделирования тепловых процессов и оптимизации топологии печатного узла

D(Px)~ — "¿(PXJ - Рх) n-l Ti

\

(4)

Интегрированная баш данных радиоэлектронных компонентов

Цифровые микросхемы

Прочие

5

о

ц

£

Графическая модель

I I I"

СО ¡9 с 1 св ; ¡9

К г ) с: . ю р. ш 1 3 О : «а з а < уз

Тепловая модель

хзгхтт

Е „ ЗО Л

о н

Интегрироианные библиотеки Р-САП 200ч

НЬ

Конвертор

Графическая база данных ЛШоСАГ) 200х

Рис.3. Структурная схема интегрированной базы данных радиоэлектронных компонентов

схема взаимодеиствия программных модулей

Функциональная представлена на рис. 4,

Модуль получения данных предназначен для передачи в программу параметров схемы из системы проектирования и программного модуля математического моделирования тепловых полей. Модуль верификации полученных данных производит проверку полноты полученных параметров и данных, полученных из среды схематического проектирования.

Модуль настройки параметров алгоритмов эволюционного размещения необходим для задания настраиваемых параметров ГА. Модуль генерации вариантов размещения эволюционным методом предназначен для размещения ЭРЭ по центрам кластеров с помощью ГА.

Модуль настройки параметров алгоритмов метода минимизаций предназначен для задания настраиваемых генетического алгоритма и алгоритма локальной минимизации.

Модуль генерации вариантов размещения методом минимизаций производит размещение ЭРЭ внутри каждого кластера гибридным методом на основе генетического алгоритма и алгоритма локальной минимизации.

локальных параметров

локальных

Рис 4. Функциональная схема взаимодействия модулей в системе размещения ЭРЭ с учетом результатов моделирования тепловых полей

Модуль оценки и выбора вариантов проектных решений эволюционным методом производит контроль за соблюдением привязки ЭРЭ к зонам индивидуального размещения, расчёт значения критерия для полученных вариантов размещения, контроль за соблюдением ограничений при интерактивной корректировке Модуль оценки выбора вариантов проектных решений методом локальных минимизаций выполняет расчёт значения оценки качества размещения

Модуль управления поиском выполняет предварительную настройку параметров алгоритмов размещения, производит оценку и распределение ЭРЭ на группы размещения (включает в себя блок размещения элементов по кластерам), осуществляет интерактивное управление процессом поиска

Модуль интерактивной корректировки размещения предназначен для обеспечения возможности интерактивной корректировки варианта размещения Модуль графического интерфейса (рис. 5) обеспечивает вывод графической информации о процессе и результатах размещения ЭРЭ на дисплее, обеспечивает интерактивное взаимодействие пользователя и программы

Модуль сохранения истории размещения и статистики предназначается для сбора и хранения данных о предыдущих вариантах размещения, а также производит сбор статистических данных об изменении критерия оценки результатов размещения в процессе поиска оптимальных значений

Да:|х|

Рис. 5. Графический ин терфейс системы размещения ЭРЭ с учётом результатов моделирования тепловых полей

Модуль вывода результатов размещения производит автоматическое сохранение варианта размещения ЭРЭ в файлы для дальнейшего проведения теплового анализа результатов размещения.

С помощью интегрированной системы эволюционного размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с учётом результатов моделирования тепловых полей производится оптимизация распространения теплового поля и соответственно тепловых режимов работы элементов РЭС. Произведена апробация разработанных математических и программных средств на решении задачи размещения элементов на печатном узле устройства лазерной связи, блока питания системы уличного светодиодного освещения и электронного датчика реле температуры.

В приложении приведены таблицы сравнительного анализа систем моделирования тепловых процессов в РЭС между собой, систем размещения ЭРЭ на монтажно-коммутационном пространстве, акты внедрения и примеры апробации работы системы эволюционного размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с учётом тепловых процессов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе функционального анализа систем математического моделирования и проектирования РЭС была предложена структура единой комплексной графической среды моделирования и проектирования сложных РЭС с учётом оптимизации тепловых полей элементов.

2. Сформирована унифицированная интегрированная графическая база

15

данных моделей ЭРЭ для поддержки и проведения математического моделирования и проектирования РЭС с использованием различных графических систем.

3 Модифицирован набор математических методов для генерации вариантов проектных решений, состоящий из модифицированного генетического алгоритма и алгоритма локальных минимизаций

4. Разработаны математические методы для оценки результатов проектных решений по размещению ЭРЭ на монтажном пространстве с учетом моделирования тепловых процессов, основанные на эволюционных методах решения оптимизационных задач.

5. Разработан алгоритм и программное обеспечение для конвертации графических форматов файлов между различными средами моделирования и проектирования с сохранением исходной структуры проекта.

6. Создано специальное программное обеспечение, реализующее моделирование и оптимизацию размещения ЭРЭ с учетом тепловых процессов, в составе единой графической системы математического моделирования и проектирования.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Брагин Д М , Барабанов В.Ф , Нужный А М Математическое моделирование процесса размещения разногабаритных элементов на монтажном пространстве с учётом тепловых полей // Вестник Воронежского государственного университета. 2007 Т.З. №5_С. 76-80

2. Хмелевской К Г., Барабанов В Ф , Брагин Д М Моделирование процесса синтеза трёхмерных объектов // Вестник Воронежского государственного университета.2007. Т 2 №12.С 83-84

3 Брагин Д.М, Барабанов В Ф., Нужный А.М Интегрированный программный комплекс моделирования и проектирования электронных средств с учетом тепловых полей // Системы управления и информационные технологии: научно-технический журнал 2007 №3 (29) С. 63-66 Статьи и материалы конференций

4. Барабанов В Ф., Брагин Д М. Разработка интегрированных библиотек в системе Р-САО // Информационные технологии моделирования и управления, труды междунар. открытой науч конф Воронеж, 2004 С.8-12.

5 Гребенникова Н И, Брагин Д М. Структурирование интегрированных библиотек в системе Р-САО 200х// Информационные технологии моделирования и управления- труды междунар открытой науч конф -Воронеж, 2004 -С 20-23

6 Барабанов В.Ф., Брагин Д М. Разработка универсальной справочной системы электронных компонентов // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, производстве труды всерос конф

Воронеж, 2004-С 46

7 Брагин Д М, Барабанов В Ф Интеграция универсальной справочной системы и библиотек системы P-Cad // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях труды X междунар открытой науч конф - Воронеж, 2005 -С 211

8 Барабанов В Ф, Брагин Д М Интеграция систем проектирования и моделирования при разработке электронных средств // Современные проблемы информатизации в моделировании и программировании труды XI междунар открытой науч конф - Воронеж, 2006 -С 219-220

9 Брагин Д М Автоматизированное размещение элементов на печатной плате с учетом тепловых полей // Современные проблемы информатизации в моделировании и программировании труды XI междунар открытой науч конф -Воронеж, 2006 -С 266-267

10 Брагин Д М , Барабанов В Ф Разработка и использование отечественных интегрированных библиотек в системе P-CAD // Прикладные задачи моделирования и оптимизации межвуз сб науч тр Ворнеж ВГТУ, 2007 -С 178182

11 Барабанов В Ф , Брагин Д М Программа «Универсальная справочная система электронных компонентов» // Государственный фонд алгоритмов и программ Российской Федерации, per номер № 50200400860 от 03 августа 2004

Подписано в печать 16 11 2007 Формат 60x84/16 Бумага для множительных аппаратов Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 594

ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп , 14

Введение.

Глава 1. Анализ проблем моделирования тепловых полей в системах автоматизированного размещения ЭРЭ.

1.1. Иерархия конструктивного построения РЭС с позиций анализа тепловых характеристик.

1.2. Связь тепловых характеристик с основными расчетными процедурами.

1.3. Постановка задачи теплового моделирования РЭС с позиции системного анализа тепловых характеристик.

1.4 Функциональный анализ систем автоматизированного проектирования радиоэлектронных систем.

1.5. Комплексный анализ систем математического моделирования тепловых процессов.

1.6. Сравнительный анализ систем размещения ЭРЭ на монтажном пространстве.

1.7. Цель работы и задачи исследования.

Глава 2. Разработка структуры интегрированной системы моделирования тепловых полей и эволюционного размещения электрорадиоэлементов на монтажном пространстве.

2.1. Реализация процесса анализа тепловых характеристик РЭС в рамках интегрированных компьютерных технологий.

2.2. Модульная структура интегрированной системы моделирования и размещения элементов на монтажном пространстве.

2.3. Основные этапы моделирования и проектирования РЭС с использованием графических библиотек элементов.

2.4. Постановка задачи поиска оптимальных решений задачи размещения ЭРЭ.

2.5. Формирование критерия размещения ЭРЭ с учётом тепловых процессов.

2.6. Формирование исходной информации для математического моделирования тепловых процессов печатных узлов.

2.7. Анализ использования графических форматов для интеграции графических систем моделирования и проектирования.

2.8. Конвертация графических форматов файлов для интеграции систем автоматизированного проектирования и моделирования.

Выводы.

Глава 3. Математические методы поиска оптимальных решений в задаче размещения электрорадиоэлементов с учётом результатов моделирования тепловых полей.

3.1. Основные этапы процесса принятия проектных решений по размещению ЭРЭ на монтажном пространстве.

3.2. Размещение элементов по центрам кластеров с помощью генетического алгоритма.

3.2.1. Представление допустимых решений задачи размещения в виде бинарных строк.

3.2.2. Вариабельные признаки особей эволюционного процесса размещения.

3.2.3. Взаимодействие основных факторов эволюции популяции в течении жизненного цикла.

3.3. Модификация метода компоновки для размещение элементов в кластере.

3.4. Модификация метода локальных минимумов для размещения элементов внутри кластера.

Выводы.

Глава 4. Программная реализация системы эволюционоого размещения элементов с учётом тепловых полей.

4.1. Структура интегрированной базы данных радиоэлектронных компонентов.

4.2. Графический интерфейс «Универсальной справочной системы электронных компонентов».

4.3. Программный модуль конвертации графической базы данных из системы P-CAD в AutoCAD.

4.4. Программный модуль «Система эволюционного размещения электрорадиоэлементов на монтажном пространстве с учётом тепловых полей».

4.5. Графический интерфейс и основные принципы работы программы размещения ЭРЭ.

4.6. Апробация размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с учётом результатов моделирования тепловых полей.

Выводы.

Актуальность темы. В современных условиях интенсивное усовершенствование радиоэлектронных систем (РЭС), направленное на увеличение степени миниатюризации узлов и блоков и повышение требований к надёжности, приводит к необходимости учитывать проблемы анализа тепловых характеристик элементов. Тепловые нагрузки в первую очередь, сказываются на режимах работы электрорадиоэлементов (ЭРЭ), что прямым образом влияет на качество и степень надёжности готового изделия.

Сложность комплексного математического моделирования тепловых режимов и теплового проектирования РЭС заключается в отсутствии у разработчика единой программной среды моделирования и проектирования. Современные пакеты программного обеспечения, предназначенные для размещения ЭРЭ на монтажном пространстве, как правило, не учитывают тепловые режимы работы РЭС и соответственно не проводят их оптимизацию, а предпологают только топологическую оптимизацию для последующей трассировки печатного узла.

Одним из подходов к решению задачи обеспечения оптимального теплового режима функционирования РЭС, является совместное использование методов эволюционного моделирования (генетических алгоритмов) для размещения ЭРЭ на монтажном пространстве и систем математического моделирования тепловых режимов. Такой выбор обусловлен некритичностью генетических алгоритмов к виду оптимизируемой функции, их высокими адаптационными свойствами и быстрой сходимостью при решении оптимизационных задач. Комбинация из методов эволюционного и теплового моделирования позволяет гарантированно получать наборы допустимых проектных решений.

Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена необходимостью разработки математических и программных средств, позволяющих получать и оценивать проектные решения размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с оперативным учетом результатов моделирования тепловых режимов функционирования РЭС.

Тематика диссертационной работы соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные системы и программно-аппаратные комплексы».

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка специальных математических и программных средств для принятия проектных решений по эволюционному размещению элементов на монтажном пространстве с оперативным учётом результатов математического моделирования тепловых режимов работы радиоэлектронных систем.

Для достижения поставленной цели в работе определены следующие задачи исследования:

- провести комплексный анализ проблем моделирования тепловых полей в системах автоматизированного размещения электрорадиоэлементов;

- разработать структуру интегрированной системы моделирования • тепловых полей и размещения электрорадиоэлементов на монтажно-коммуникационном пространстве;

- сформировать унифицированную графическую базу данных моделей ЭРЭ для поддержки и проведения моделирования и размещения элементов;

- разработать математические методы поиска оптимальных решений в задаче размещения электрорадиоэлементов с учётом результатов моделирования тепловых полей;

- создать специальное программное обеспечение, реализующее эволюционное размещение электрорадиоэлементов с учётом тепловых полей.

Методы исследования. В качестве теоретической и методологической основы диссертационного исследования использованы методы теории системного анализа, систем управления базами данных, математического моделирования, объектно-ориентированного программирования, математического программирования, компьютерной графики и эволюционных методов оптимизации.

Научная новнзна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

-предложена модульная структура интегрированной системы моделирования и эволюционного размещения ЭРЭ на монтажном пространстве с оперативным учётом тепловых полей;

-сформирована унифицированная интегрированная графическая база , данных моделей ЭРЭ для проведения комплексного моделирования и проектирования РЭС с использованием различных CAD систем;

- модифицирован набор математических методов, состоящий из модифицированного генетического алгоритма и алгоритма локальных минимизаций для генерации и оценки результатов принятия проектных решений по размещению ЭРЭ на монтажно-коммутационном пространстве с учётом тепловых процессов;

- разработан алгоритм и программное обеспечение конвертации графических форматов файлов для интеграции различных систем моделирования • и проектирования с сохранением исходной структуры проекта;

- создан набор алгоритмов, реализованных в виде специального программного обеспечения, позволяющего проводить эволюционную оптимизацию размещения в составе интегрированной графической системы моделирования и проектирования сложных радиоэлектронных систем.

Практическая значимость работы. В работе предложен комплекс программных средств, позволяющий проводить моделирование тепловых режимов, анализ и оптимизацию процесса размещения ЭРЭ на монтажном пространстве. В рамках диссертационной работы разработано программное • обеспечение «Универсальная справочная система радиоэлектронных компонентов для графических САПР», зарегистрированная в ФАП ВНТИЦ РФ и «Система эволюционного размещения электрорадиоэлементов на монтажном пространстве с учётом тепловых полей».

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы были апробированы при разработке блока питания системы уличного светодиодного освещения, разрабатываемого в ООО «Рустехресурс» и электронного датчика реле температуры БУТ-Э1, разрабатываемого в ООО «Трейд». Результаты диссертационной работы также используются в учебном процессе ВГТУ в дисциплинах «Конструкторское технологическое обеспечение производства ЭВМ» и «Автоматизированное проектирование вычислительных систем».

Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международной открытой научной конференции «Информационные технологии моделирования и управления» (Воронеж, 2004); Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2004); X Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях» (Воронеж, 2005); XI Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в моделировании и программировании» (Воронеж, 2006); XII Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации» (Воронеж, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3-в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах опубликованных в соавторстве и приведённых в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1, 3] - методы реализации процесса размещения электрорадиоэлементов на монтажном пространстве с учётом тепловых процессов; [2] - модель синтеза трёхмерных объектов; [4, 5, 10] - структура интегрированных библиотек для систем моделирования и проектирования РЭС; [6, 11] - структура универсальной справочной системы электронных компонентов для поддержки процесса моделирования и проектирования электронных систем; [7, 8] - методы интеграции различных систем моделирования и проектирования РЭС.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 62 наименований. Основная часть работы изложена на 160 страницах, содержит 20 рисунков, 4 таблицы и 4 приложения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе функционального анализа систем математического моделирования и проектирования РЭС была предложена структура единой, комплексной графической среды моделирования и проектирования сложных РЭС с учётом оптимизации тепловых полей элементов.

2. Сформирована унифицированная интегрированная графическая база данных моделей ЭРЭ для поддержки и проведения математического моделирования и проектирования РЭС с использованием различных графических систем.

3. Модифицирован набор математических методов для генерации вариантов проектных решений, состоящий из модифицированного генетического алгоритма и алгоритма локальных минимизаций.

4. Разработаны математические методы для оценки результатов проектных решений по размещению ЭРЭ на монтажном пространстве с учётом моделирования тепловых процессов, основанные на эволюционных методах решения оптимизационных задач.

5. Разработан алгоритм и программное обеспечение для конвертации графических форматов файлов между различными средами моделирования и проектирования с сохранением исходной структуры проекта.

6. Создано специальное программное обеспечение, реализующие моделирование и оптимизацию размещения ЭРЭ с учётом тепловых процессов, в составе единой графической системы математического моделирования и проектирования.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ РЭС - радиоэлектронная система ЭРЭ - электрорадиоэлемент ТУ - технические условия ТЗ - техническое задание ГА - генетический алгоритм МТП - модель тепловых процессов ПК - программный комплекс ПП - печатная плата ПУ - печатный узел НК - несущая конструкция БД - базы данных ГБД - графические базы данных СУБД - система управления базой данных ЦФ - целевая функция ФЯ - функциональная ячейка

1. Артемьев В.И. Организация диалога в САПР: Практ. пособие /В.И. Артемьев, В.Ю. Строганов. М.: Высш. шк., 1990. - 158 с

2. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования. :Учеб. Пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1984. - 248 с.

3. Батищев Д.И. Генетические алгоритмы решения экстремальных задач/ Под ред. Академика АЕН Я. Е. Львовича : Учеб. пособие . Воронеж, гос. техн. ун-т; Нижегородский гос. ун-т. Воронеж, 1995. -69с.

4. Батищев Д.И., Львович Я.Е., Фролов В.Н. Оптимизация в САПР: Учебник-Воронеж: Издательство ВГУ, 1997 .- 416с.

5. Барабанов В.Ф. Интерактивное моделирование и проектирование технологических процессов с использованием графических баз данных. -Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2001.-182 с.

6. Барабанов В.Ф., Брагин Д.М. Разработка интегрированных библиотек в системе P-CAD. // Информационные технологии моделирования и управления: Международный сборник научных трудов. Выпуск 15. Издательство «Научная книга». 2004г. с. 8-12.

7. Барабанов В.Ф., Брагин Д.М. Разработка универсальной справочной системы электронных компонентов. // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Труды Всероссийской конференции. ВГТУ, 2004 г. с. 27-29.

8. Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»// Воронеж, гос. тех. унт., 2004 г. с. 20.

9. Барабанов В.Ф., Брагин Д.М. Программа «Универсальная справочная система электронных компонентов». ФАП ВНТИЦ № 50200400860 от 03.08.2004.

10. Барабанов В.Ф., Брагин Д.М., Гребенникова Н.И. Методические указания для выполнения лабораторных работ по курсам КТО и АПВС. -Воронеж: ВГТУ. 2004. с. 21.

11. Брагин Д.М., Барабанов В.Ф. Интеграция универсальной справочной системы и библиотек системы P-Cad // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Сб. трудов. Вып. 10. Воронеж: Издательство "Научная книга", 2005. -С. 211.

12. Ю.Брагин Д.М.Барабанов В.Ф. Разработка и использование отечественных интегрированных библиотек в системе P-CAD // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвузовский сборник научных трудов. -Воронеж, 2006. С.178-182.

13. Брагин Д.М. Автоматизированное размещение элементов на печатной плате с учётом тепловых полей //Современные проблемы информатизации и моделирования и программировании. Сборник научных трудов. Выпуск 12. Издательство «Научная книга». 2006г. с. 266-267.

14. Ватанаб Э. М. Проектирование СБИС / Ватанабэ М., Асасда К., Кани К.//М.: Мир, 1988.-304 с.

15. Влах И. Машинные методы проектирования электронных средств /И. Влах, К. Сингхал. М.: Радио и связь, 1990. - 312 с.

16. Гольдин B.B. Исследование тепловых характеристик РЭС методами математического моделирования: Монография / В.В. Гольдин, В.Г. Журавский и др.; Под ред. A.B. Сарафанова М.: Радио и связь, 2003. - 456с.

17. ГОСТ РВ 20. 39. 304-98. Комплексная система общих технических требований. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Требования стойкости к внешним воздействующим факторам. М, 1998.

18. Гребенникова Н.И., Брагин Д.М. Структурирование интегрированных библиотек в системе P-CAD 200х. // Информационные технологии моделирования и управления: Международный сборник научных трудов. Выпуск 15. Издательство «Научная книга». 2004г. с. 20-23.

19. Глушицкий И. В. Охлаждение бортовой аппаратуры авиационной техники / М.: Машиностроение, 1987г. - 156с

20. Гольдин, В. В. Информационная поддержка жизненного цикла электронных средств / В. В. Гольдин, В. Г. Журавский, А. В. Сарафанов, Ю. Н. Кофанов. М: Радио и связь, 2002г. - 386 с.

21. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. Мир -Москва, 1985г. -С.270.

22. Дульнев Г. Н. Методы расчета тепловых режимов прибора / Г. Н. Дульнев, В. Г. Парфенов, А. В. Сигалов. М.: Радио и связь, 1990. - 312 с.

23. Кофанов Ю. Н. Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. / Ю. Н. Кофанов, А. В. Сарафанов, С. И. Трегубое. М.: Радио и связь, 2001г.-220 с.

24. Кофанов Ю. Н. Автоматизация проектирования и моделирования печатных узлов радиоэлектронной аппаратуры / Ю. Н. Кофанов, Н. В. Малютин, A.B. Сарафанов и др. М: Радио и связь, 2000. - 389 с

25. Киселев А. Г. САПР-K. Программные продукты: Ч. 4. Обзор систем моделирования вибропрочности и тепловых режимов / А. Г. Киселев. Новосибирск, 1999. -100с.

26. Кофанов Ю. Н. Моделирование тепловых процессов при проектировании, испытаниях и контроле качества радиоэлектронных средств / Ю. Н. Кофанов, А. И. Манохин, С. У. Увайсов. М., 1998. -139 с.

27. Кутателадзе О. С. Теплопередача и гидравлическое сопротивление / О. С. Кутателадзе. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

28. Касьян Н. Н. Комплексное математическое моделирование электрических и тепловых процессов радиоэлектронных средств / Н. Н. Касьян, А. С. Конавальчук, Ю. Н. Кофанов, В. Н. Крищук. Зап.: ЗГТУ, 1995. - с 118.

29. Кофанов Ю. Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности радиоэлектронных средств: Учебник / Ю. Н. Кофанов. М.: Радио и связь, 1991.-360 с.

30. Ключахин И. В. Экспертная система для размещения ЭРЭ на печатных латах бортовых РЭС / И. В. Ключахин, А. В. Сарафанов // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. науч. тр. / Под. ред. А. В. Сарафанова. -Красноярск: ИПЦКГТУ, 2000. С. 273-276.

31. Кофанов Ю. С. Подсистема анализа и обеспечения тепловых характеристик радиоэлектронной аппаратуры «АСОНИКА-Т'» Ю. Кофанов, Ю. Потапов, А. Сарафанов // CHIP NEWS Инженерная электроника: Науч.-техн. журн. - М.: «CHIP NEWS», 2001. - № 6 (59). - С. 56-58.

32. Курейчик В. В. Перспективные архитектуры генетического поиска/ Программные продукты и системы, № 3., 1998, -с. 47-48.

33. Курейчик М.В. Математическое обеспечение конструкторского и технологического проектирования с применением САПР. Учебник для вузов.

34. M.: Радио и связь1990. с. 352.

35. Малииский В. Д. Испытания аппаратуры и средств измерений на воздействие внешних факторов: Справочник / В. Д. Малинский, В. X. Бегларяи, JI. Г. Дубицкий; Под ред. В. Д. Малинского. М: Машиностроение, 1993. - 573 с.

36. Малоземов В. В. Системы терморегулирования космических аппара тов / В. В. Малоземов, Н. С. Кудрявцева. М.: Машиностроение, 1995. - 107 с.

37. Михеев, М. А. Основы теплопередачи / М. А. Михеев, И. М. Михеева. -М.: Энергия, 1973.

38. Норенков И.П. САПР. Принципы построения и структура. М.: Высш. шк., 1986.-126 с.

39. Петров A.B. Проблемы и принципы создания САПР: Практ. пособие /A.B. Петров, В.М. Черненький. М.: Высш. шк., 1990. - 143 с.

40. Средства и технологии проектирования и производства электронных устройств. М.: Изд-во ОАО "Родник Софт", 2000. - № 1. - 32 с.

41. Селютин В.А. Автоматизация проектирования топологии БИС. М.: Радио и связь, 1983. - 112 с.

42. Стоян Ю. Г., Яковлев С. В. Математические модели и оптимизационные методы геометрического проектирования. Киев: 1986 -С. 158.

43. Справочные данные по гидроаэромеханике: Учеб. пособ. / Б. Т. Емцев, С. В. Избаш, Е. И. Пятигорский, И. В. Лебедев. М.: МЭИ, 1975. -98с.

44. Скурихин А. Генетические алгоритмы. Новости искусственного интеллекта, N.4., 1995, с. 6-17.

45. Сарафанов А. В. Исследование тепловых характеристик РЭА методом математического моделирования / А. В. Сарафанов // EDA EXPRESS: Науч.-техн. журн. М.: Изд-во ОАО "Родник Софт", 2002. - № 6. - С. 7-10.

46. Савельев М.В. КонструкторскоОтехнологическое обеспечениепроизводства ЭВМ: Учебное пособие для вузов. -М: Высш. шк. 2001.-е. 319.

47. Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. Томск: НИЦ "Полюс", 1997. - 363 с.

48. Резников Г. В. Расчет и конструирование систем охлаждения ЭВМ / Г. В. Резников. М.: Радио и связь, 1988. - 224 с.

49. Чердаков Е. А. Проектирование топологии и компоновка ГИС с учетом тепловых режимов / Е. А. Чердаков, А. Н Чеканов, А. В Еланцев. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1989. - 43 с.

50. Лидский Э. А. Задачи синтеза при системном анализе РЭА / Э. А. Лидский. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1995. - 67 с.

51. Харри У. Основные формулы по теплообмену для инженеров / Уонг Харри. М.: Наука, 1997. - 327 с.

52. Хмелевской К.Г. Барабанов В.Ф., Брагин Д.М. Моделирование процесса синтеза трёхмерных объектов. // Вестник ВГТУ. Том 2 № 12 -Воронеж, 2006. С.83-84.

53. Харченко Р.А. Иследование способов эффективности отбора в генетических алгоритмах / Материалы науч. тех. конф.: Вычислительные машины, автоматика и робототехника.ВГТУ. МИКТ. Воронеж, 2004. -с.133-137.

54. Жаднов В.В. Автоматизация проектных исследований надежности радиоэлектронной аппаратуры: Научное издание / В. В. Жаднов, Ю. Н. Кофанов, Н. В. Малютин и др. М: Радио и связь, 2003. - 156 с.

55. Левин А. В. С415-сопровождение жизненного цикла / А. Левин, Е. Судов // Директору ИС. 2001. - № 3.

56. Kikuo Fujita, Shinsuke Akagi. Hybrid Approach for Otimal Nesting Using a Genetic Algorithm and a Lokal Minimization Algorithm, 1993, Osaka, JAPAN.

57. Goldberg D.E., Genetic Algorithms in Search, Optimization and Mashine Learning, Addison-Wesley, 1989.

58. Manderick В., de Weger M., The Genetic Algorithm and the Structure of the Fitness Landscape, Proc. Of 4th International Conference on Genetic Algorithms, Morgan Kaufmann, 1992, pp. 143-150.