1.Оснвные задачи конструкторского проектирования и возможность их автоматизации.

В большинстве пакетов САПР, ориентированных на проектирование печатных плат или микросхем имеется возможность решения следующих задач:

-        покрытия;

-        компоновки;

-        размещения;

-        трассировки.

1.1 Задача покрытия осуществляет размещение отдельных  элементов в некоторые модули. Например, в случае проектирования печатной платы необходимо после ввода принципиальной схемы, разместить по корпусам отдельные логические элементы цифровых микросхем, секции операционных усилителей, резисторы резисторных сборок и т.д.  В пакетах САПР эта задача чаще  называется упаковкой.

Наиболее актуальное значение эта задача имела при проектировании изделий на микросхемах низкого уровня интеграции, состоящих их десятков и сотен отдельных элементов. Эта задача достаточно легко алгоритмизируется и в программах САПР предлагается ручная или автоматическая упаковка.

1.2 Задача компоновки (или разбиения) возникает  при необходимости разбить некоторую схему на отдельные модули. Например, при проектировании изделий, состоящих из большого количества элементов, нужно разместить их на некотором количестве отдельных печатных плат (модулей), учитывая различные требования и ограничения.

Задача компоновки также легко алгоритмизируется, существует много разновидностей алгоритмов, решающих данную задачу. Но в большинство современных программ САПР среднего уровня для печатных плат решение данной задачи не входит, возможно потому, что все они предполагают разработку только одной печатной платы в одном цикле проектирования.

1.3 Задача размещения возникает каждый раз при проектировании конструкции любого уровня (кристалл микросхемы или печатная плата). И хотя разработано достаточно большое количество различных алгоритмов размещения, в большинстве случаев при разработке печатных плат эта задача решается инженером конструктором «вручную». Это имеет место вследствие того, что большинство алгоритмов предполагает, что элементы имеют одинаковые габариты, а монтажное пространство регулярно, что на практике бывает достаточно редко. И, наконец, алгоритмы не учитывают требований к конструкции по электромагнитной совместимости, тепловым режимам и другие ограничения и требования.  Например, большинство известных алгоритмов будут давать приемлемый результат при проектировании плат содержащих микросхемы в одинаковых корпусах и располагающихся регулярно на поверхности платы, что имело место при разработке ЭВМ на микросхемах низкого и среднего уровня интеграции. Но эти же алгоритмы будут совершенно бесполезны при проектировании  печатных плат для аналоговых измерительных схем (да и большинства практических задач). Поэтому, хотя в большинство САПР печатных плат и входят возможности для автоматического размещения, на практике ими пользуются редко. Чаще могут использоваться алгоритмы, дающие улучшение уже имеющегося размещения по некоторому критерию (см. далее алгоритм парных перестановок).

1.4 Задача трассировки соединений считается наиболее сложной и также имеет место на различных уровнях проектирования. В настоящее время разработано большое количество достаточно эффективных алгоритмов трассировки. Однако использование их при проектировании часто не дает желаемого результата и на практике  значительное количество конструкторов разрабатывает топологию платы «вручную», используя  программы проектирования как вспомогательное средство. Дело в том, что задача трассировки близка по уровню сложности к задачам искусственного интеллекта.  Большинство известных алгоритмов трассировки имеют локально-оптимальный характер, то  есть при трассировке в каждый момент времени оптимально строится только одна трасса (или её участок). А человек постоянно «держит в голове» конструкцию в целом (и постоянно её «оптимизирует»). Кроме того, как и в случае задачи размещения, обычно плохо учитываются и выполняются требования по электромагнитной совместимости и многие другие, что имеет место при разработке печатных плат для аналоговых схем, особенно работающих со слабыми сигналами.