一种基于有向网格点的布线存储结构及其布线方法技术

本发明专利技术提供了一种基于有向网格点的布线存储结构及其布线方法，该布线存储结构包括：一网格矩阵，具有N×M个网格点，且用于存储每一网格点对应的一网格标识符，其中，N、M均为自然数；网格值获取模块，用于在布线操作时从所述网格矩阵中获取当前网格点所对应的网格标识符；以及一网格值设置模块，用于将布线平面中的障碍块所包含的网格点和/或布线途经的网格点依据预定的设置规则来设置为相应的网格标识符。相比于现有技术，本发明专利技术的布线存储结构并没有使用线链表和障碍块链表，而是将布线平面中的走线信息和障碍块信息以对应于网格点的网格标识符的形式表示，使障碍块集的复杂度不会影响到布线速度，进而可提升自动布线系统的布线效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及PCB自动布线技术，尤其涉及。
技术介绍
当前，PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)在工业自动化领域应用相当广泛，用户通过PLC编程软件来编写逻辑控制程序，并编译、下载至PLC，即可实现用户的个性化控制要求。一般地，PLC开发环境为用户提供了多种编程语言，如IL (Instruction List,指令集)、ST (Structured Text,结构化文本)、LD (Ladder Diagram,梯形图)、FBD (Function Block Diagram,功能方块图)、SFC (Sequential Function Chart,顺序功能图)以及CFC (Continuous Function Chart,连续功能图表)。就CFC编程语言来说，因其灵活、直观和较为简洁，已被用户广泛接受。在CFC编程语言模块中，当用户新建程序窗口即创建了一个布线平面，通过添加、删除、移动功能块以便对自动布线系统中的障碍块进行操作，当用户执行从一指令引脚到另一指令引脚的连接操作时，这两点之间的连接路径由自动布线模块完成。现有技术中，布线算法大致采用迷宫算法、线探索法或这两种算法上的改进算法，但无论上述哪种算法，其布线存储结构均须对障碍块集进行存储，即，采用链表存储方式，将已布通的走线和障碍块分别存储到线链表和障碍块链表中，线链表记录所有已布通的线，且每条线由该线的折点所构成的点链表而表示，障碍块链表则记录所有布线平面中所有障碍块的位置和大小信息。然而，依照现有布线系统的存储结构，假设需完成从A点到B点的自动布线，并且线链表中包括η个节点，每条线平均有m个折点，障碍块链表中有k个节点，布线算法实现A点到B点的自动布线需对L个网格点判断是否属于障碍块集，即，需遍历链表节点的最大次数N表示为LXkXnX m，则遍历次数N与障碍块集的复杂度(即障碍块链表的节点数量)成正相关，进而布线速度与障碍块集的复杂度成负相关。此外，随着障碍块集复杂度增加，存储结构所占用的存储空间也会快速增加，从而导致布线效率急剧降低。有鉴于此，如何设计一种更高效的布线存储结构，以便降低或消除自动布线算法受障碍块集复杂度的影响，并尽可能地压缩存储结构占用的存储空间，提升布线效率，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
技术实现思路
针对现有技术中的自动布线系统在布线时所存在的上述缺陷，本专利技术提供了。依据本专利技术的一个方面，提供了一种基于有向网格点的布线存储结构，包括—网格矩阵,具有NXM个网格点，且用于存储每一网格点对应的一网格标识符，其中，N、M均为自然数；一网格值获取模块，用于在布线操作时从所述网格矩阵中获取当前网格点所对应的网格标识符；以及一网格值设置模块，用于将布线平面中的障碍块所包含的网格点和/或布线途经的网格点依据预定的设置规则来设置为相应的网格标识符。优选地，该布线存储结构还包括一判断模块，用于根据所述当前网格点所对应的网格标识符，来判断布线是否能够经过所述当前网格点。优选地，所述网格矩阵包括nXm个子矩阵，并且每一子矩阵对应于kXk个网格点，其中，n、m、k均为自然数。优选地，该布线存储结构还包括一更新模块，用于根据所述网格值设置模块所设置的网格标识符，更新所述网格矩阵。优选地，布线平面中的任一走线由多个网格点依次连接而成，并且所述走线采用与所述多个网格点所对应的一网格标识符序列进行表示。更优选地，所述网格标识符为一数值或一图形符号。在一实施例中，当一走线经过当前网格点时，以黑色箭头表示达到该当前网格点之前的走线方向，以白色箭头表示从该当前网格点去往的走线方向。在另一实施例中，当一走线经过当前网格点时，以空心点表示该当前网格点处无逻辑相交，以实心点表示该当前网格点处有逻辑相交。依据本专利技术的另一个方面，提供了一种基于有向网格点进行自动布线的方法，该方法包括以下步骤a建立一网格矩阵，并对所述网格矩阵中的网格点和障碍块进行初始化，以便设置所述网格点和所述障碍块各自所对应的网格标识符；b采用一预定的布线演算法来生成多条试探路径；c在所述多条试探路径中选择一优化路径，其中，所述优化路径的长度最短且折点最少；d获取所述优化路径上的网格点所对应的网格标识符，并根据所获取的网格标识符更新所述网格矩阵；以及e绘制出所述优化路径。优选地，所述布线演算法包括迷宫演算法或线探索法。优选地，所述步骤a还包括获取所述障碍块所包围的区域中的所有网格点，并对所述网格点进行初始化，以实现对所述障碍块的初始化。优选地，布线平面中的任一走线由多个网格点依次连接而成，并且所述走线采用与所述多个网格点所对应的一网格标识符序列进行表示。更优选地，所述网格标识符为一数值或一图形符号。优选地，所述步骤c中的优化路径为一直线或一折线。优选地,所述方法适用于CFC (Continuous Function Chart,连续功能图表)编程环境。采用本专利技术的基于有向网格点的布线存储结构及其布线方法，通过一网格矩阵来存储布线平面中所有障碍块区域所包围的网格点以及每条走线上所途经的各网格点分别所对应的网格标识符，从而可快速地判断出当前网格点属于障碍块还是走线，并且在确定属于走线时还可判断出经过该网格点的走线方向。相比于现有技术，本专利技术的布线存储结构并没有使用线链表和障碍块链表，而是将布线平面中的走线信息和障碍块信息以对应于网格点的网格标识符的形式表示，使障碍块集的复杂度不会影响到布线速度，进而可提升自动布线系统的布线效率。附图说明读者在参照附图阅读了本专利技术的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本专利技术的各个方面。其中，图1示出计算机自动布线系统中用于执行自动布线操作且具有障碍块的布线平面的不意图；图2示出图1中的布线平面在完成自动布线操作后的电路连接示意图；图3示出依据本专利技术一个方面的基于有向网格点的布线存储结构的原理框图；图4示出图3的布线存储结构中的不同网格点的网格标识符的示意图；图5示出采用图3的布线存储结构实现自动布线后的布线平面以数值形式标识的状态不意图；图6示出采用图3的布线存储结构实现自动布线后的布线平面以图形符号标识的状态不意图；以及图7示出依据本专利技术另一方面的基于有向网格点的自动布线方法的流程图。具体实施例方式为了使本申请所揭示的
技术实现思路
更加详尽与完备，可参照附图以及本专利技术的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本专利技术所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。下面参照附图，对本专利技术各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。图1示出计算机自动布线系统中用于执行自动布线操作且具有障碍块的布线平面的示意图，以及图2示出图1中的布线平面在完成自动布线操作后的电路连接示意图。一般来说，计算机自动布线系统往往用于制作PCB (Printed Circuit Board,印刷电路板)，然后根据印刷电路板来生成相应功能的控制电路，因而也称为PCB自动布线系统，该自动布线系统的核心是一自动布线模块。参照图1，自动布线一般都是在某个布线平面内完成，其中，布线平面由一个或多个障碍块和若干有连接关系的点对组成。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于有向网格点的布线存储结构，其特征在于，所述布线存储结构包括：一网格矩阵，具有N×M个网格点，且用于存储每一网格点对应的一网格标识符，其中，N、M均为自然数；一网格值获取模块，用于在布线操作时从所述网格矩阵中获取当前网格点所对应的网格标识符；以及一网格值设置模块，用于将布线平面中的障碍块所包含的网格点和/或布线途经的网格点依据预定的设置规则来设置为相应的网格标识符。

【技术特征摘要】
1.一种基于有向网格点的布线存储结构，其特征在于，所述布线存储结构包括 一网格矩阵，具有NXM个网格点，且用于存储每一网格点对应的一网格标识符，其中，N、M均为自然数； 一网格值获取模块，用于在布线操作时从所述网格矩阵中获取当前网格点所对应的网格标识符；以及 一网格值设置模块，用于将布线平面中的障碍块所包含的网格点和/或布线途经的网格点依据预定的设置规则来设置为相应的网格标识符。2.根据权利要求1所述的布线存储结构，其特征在于，还包括一判断模块，用于根据所述当前网格点所对应的网格标识符，来判断布线是否能够经过所述当前网格点。3.根据权利要求1所述的布线存储结构，其特征在于，所述网格矩阵包括nXm个子矩阵，并且每一子矩阵对应于kXk个网格点，其中，n、m、k均为自然数。4.根据权利要求1所述的布线存储结构，其特征在于，还包括一更新模块，用于根据所述网格值设置模块所设置的网格标识符，更新所述网格矩阵。5.根据权利要求1所述的布线存储结构，其特征在于，所述布线平面中的任一走线由多个网格点依次连接而成，并且所述走线采用与所述多个网格点所对应的一网格标识符序列进行表示。6.根据权利要求5所述的布线存储结构，其特征在于，所述网格标识符为一数值或一图形符号。7.根据权利要求6所述的布线存储结构，其特征在于，当一走线经过当前网格点时，以黑色箭头表示达到该当前网格点之前的走线方向，以白色箭头表示从该当前网格点去往的走线方向。8.根据权利要求6所述的布线存储结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏吉运，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，中达光电工业吴江有限公司，
类型：发明
国别省市：