一种电路集成布线方法及应用该布线方法的电路集成系统

1.本发明涉及电路集成技术领域，具体而言，涉及一种电路集成布线方法及应用该布线方法的电路集成系统。


背景技术：

2.由于压电纤维片良好的驱动性能和传感性能，越来越多的压电纤维片被用于航天，船舶和土木工程领域，随着社会发展的需要，越来越多的大型结构应运而生。对于大型结构而言，减振和传感一直是研究的热点问题，于是，人们就把目光投向了压电纤维材料。压电材料是目前广泛应用的机敏材料之一，利用其正、逆电效应可以将压电材料分别制成传感器和作动器。将压电元件嵌入结构内部或者粘贴在其表面，就得到压电智能复合结构。压电纤维片贴附在这些大型结构上，为了获得良好的驱动和传感性能，就需要大面积的布置压电纤维片，这就导致了布置密度过大，走线也会过于复杂和凌乱。走线过长会造成明显更长的信号时延，而且当需要连线的时候也会很难确定对应的通道需要接入对应的压电纤维片，这就造成了大量时间浪费，甚至试验数据采集错误，对试验顺利开展造成了极大干扰。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的第一目的在于提供一种电路集成布线方法，该布线方法能够大大缩小控制部分的体积，降低系统功耗，且使整个系统更加稳定可靠。
5.本发明的第二目的在于提供一种应用上述布线方法的电路集成系统，该集成系统整体体积小，系统功耗低，运行稳定可靠。
6.为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
7.本发明提供了一种电路集成布线方法，包括以下步骤：
8.s1、划分驱动片和传感片的位置，将驱动片和传感片贴在基板上；
9.s2、预估驱动模块和传感模块的具体位置，进行全局布线；
10.s3、利用遗传算法进行详细布线，找到最优路径。
11.进一步的，所述步骤s3包括以下步骤：
12.s31、给定布线平面范围，划分平面网络；
13.s32、确定路径起点和终点；
14.s33、保存坐标；
15.s34、移动至特定点；
16.s35、判断该特定点是否进入障碍物区域；若进入障碍物区域，将该点从相邻点集合中删除并返回步骤s34；若未进入障碍物区域，执行步骤s36；
17.s36、判断该点是否为最终点；若该点为最终点，保存路径；若该点不为最终点，返回步骤s33；
18.s37、经多次迭代后，从各路径中选择最优路径。
19.进一步的，所述划分平面网络包括：将给定布线平面范围切割成二维网络节点，平面中的每个网格节点采用唯一的十进制编码坐标来代替。
20.进一步的，所述特定点为前一节点的四个邻点之一。
21.进一步的，所述s34步骤包括：在向下一特定点移动时，指向终点方向的移动概率是指向相反方向的移动概率的5倍。
22.进一步的，所述最优路径的选取条件为：选择多个路径中路径最短且通过节点数最少的路径为最优路径。
23.进一步的，在所述步骤s3执行完成后，对整体进行封装。
24.本发明还提供了一种应用上述布线方法的电路集成系统，包括：放置结构；所述基板、所述传感模块和所述驱动模块均设置在所述放置结构上，所述驱动片与所述驱动模块相连，所述传感片与所述传感模块相连；所述传感模块连接有电荷放大器，所述驱动模块连接有功率放大器。
25.本发明还提供了一种终端，包括处理器、存储器及通信总线；所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个计算机程序，以实现上述的布线方法。
26.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个计算机程序，所述一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的布线方法。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
28.本发明的电路集成布线方法将遗传算法结合到布线方法中，并通过将压电纤维片分成驱动片和传感片有效防止了走线凌乱的问题，提高了压电纤维材料对大型结构的驱动和传感性能，减少了信号时延，减少了接线时的操作失误，提高了整体的稳定性，同时简化了结构，缩小了整体的体积，使批量化生产成为了可能。
附图说明
29.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
30.图1为本发明实施例1布线方法的流程图；
31.图2为本发明实施例1中步骤s3的流程图；
32.图3为本发明实施例2提供的电路集成系统的结构示意图。
33.其中：
34.1-电荷放大器；
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2-传感模块；
35.3-放置结构；
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4-功率放大器；
36.5-驱动模块；
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6-驱动片；
37.7-传感片；
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8-基板。
具体实施方式
38.下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.为了更加清晰的对本发明中的技术方案进行阐述，下面以具体实施例的形式进行说明。
40.实施例1
41.参阅图1-2所示，本实施例提供了一种电路集成布线方法，包括以下步骤：
42.s1、划分驱动片和传感片的位置，将驱动片和传感片贴在基板上；
43.其中，驱动片和传感片均为压电纤维片。在划分位置时，选定的位置既要有利于内部的导线走线，也要有利于外部仪器如功率放大器和电荷放大器的接入。
44.s2、预估驱动模块和传感模块的具体位置，进行全局布线；
45.全局布线主要解决的是将线网分配至一个适合的布线区域从而保证一定的优化目标，这些目标包括布通率、互连线长度、拥挤度等等。但全局布线过程并不关心互连线的具体轨道位置。将所有的驱动片接入驱动模块，将所有传感片接入传感模块。
46.s3、利用遗传算法进行详细布线，找到最优路径。
47.详细布线在全局布线的基础上，采用详细布线确定线网的具体走线位置。确定如何走线路径最短，能达到预定的驱动和传感的功能，本发明采用遗传算法对路径进行寻优，具体步骤如下：
48.s31、给定布线平面范围，划分平面网络；
49.其中，划分平面网络的步骤包括：将给定布线平面范围切割成x，y二维网络节点，平面中的每个网格节点采用唯一的十进制编码坐标(x,y)来代替。
50.s32、确定路径起点和终点；
51.s33、保存坐标；
52.s34、移动至特定点；
53.为了避免线路上的任何两相邻节点之间不走斜线，就要保证在移动过程中，后面一个节点必须是前一节点的四个邻点之一，也就是说后面一个节点的坐标与前面一个节点只能有一个坐标不同，并且相差单位为1。即该特定点为前一节点的四个邻点之一。
54.另外，在向下一特定点移动时，指向终点方向的移动概率是指向相反方向的移动概率的5倍。这是因为在路径产生过程中，假如没有方向因素的限制，会导致个体在平面中的移动有很大的随机性，甚至有可能造成重复路径和折返等情况，这样的话，会直接影响产生优良的个体的效果。通过对点的移动方向进行限制，就可以最大程度的产生优良的基因或个体。
55.s35、判断该特定点是否进入障碍物区域；若进入障碍物区域，将该点从相邻点集合中删除并返回步骤s34；若未进入障碍物区域，执行步骤s36；
56.障碍物区域为导线密度过大的区域。障碍物区域的限制是为了防止导线过于密集，通过设置障碍物区域，在导线路径在平面中向下一点移动时，就会在同一时刻判断是否
将要进入障碍区，如果是就会将此点排除次路径的群体，然后再重新换其他的方向，寻找新的节点，依次重复以上的流程来保证最后形成的整个导线路径不会穿越禁区，形成合理的导线路径。
57.s36、判断该点是否为最终点；若该点为最终点，保存路径；若该点不为最终点，返回步骤s33；
58.s37、经多次迭代后，从各路径中选择最优路径。
59.本实施例中，最优路径的选取条件为：选择多个路径中路径最短且通过节点数最少的路径为最优路径。具体选择时，将导线路径等效为一个染色体，染色体的每个节点相当于一个基因。根据遗传、交叉、变异三种操作进行迭代更新不断进化直到最终达到终止条件。具体筛选时可以通过在适应度函数和目标函数中设立电缆路径的长度和节点数函数来实现。
60.s4、封装。
61.具体操作时，采用碳纤维布对整个电路集成结构进行封装，把导线定位在封装包空腔后，将其引脚连上封装包的引脚。如果要驱动整个集成电路，封装包外面的引脚出两个接头连接功率放大器。如果要驱动单个驱动片，就对包装外的引脚进行编号，分别连接不同的功率放大器。引脚引出处均匀涂抹环氧树脂进行绝缘封装，保证内部的整体性和绝缘性，不至于发生短路的风险。
62.实施例2
63.如图3所示，本实施例提供了一种应用上述布线方法的电路集成系统，包括：放置结构3；基板8、传感模块2和驱动模块5均设置在放置结构3上，驱动片6与驱动模块5相连，传感片7与传感模块2相连；传感模块2连接有电荷放大器1，驱动模块5连接有功率放大器4。
64.其中，驱动片6和传感片7均为压电纤维片，基板8为不锈钢薄板，放置结构6为用于放置基板8的板壳结构，实际使用时，可以为轮船，飞机机翼这些需要减振的结构。
65.实施例3
66.本实施例提供了一种终端，包括处理器、存储器及通信总线；通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个计算机程序，以实现上述的布线方法。
67.实施例4
68.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有一个或者多个计算机程序，一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的布线方法。
69.总之，本发明的电路集成布线方法将遗传算法结合到布线方法中，并通过将压电纤维片分成驱动片和传感片有效防止了走线凌乱的问题，提高了压电纤维材料对大型结构的驱动和传感性能，减少了信号时延，减少了接线时的操作失误，提高了整体的稳定性，同时简化了结构，缩小了整体的体积，使批量化生产成为了可能。
70.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。