قائمة الشبكة
في تصميم الدوائر الإلكترونية ، تُعرف قائمة التوصيلات بأنها وصف لترابط مكونات الدائرة الإلكترونية . [ 1 ] [ 2 ] في أبسط صورها، تتكون قائمة التوصيلات من قائمة بالمكونات الإلكترونية في الدائرة وقائمة بالعقد المتصلة بها. [ 1 ] [ 3 ] الشبكة ( net ) هي مجموعة من مكونين أو أكثر مترابطة.
قد يختلف هيكل قوائم الشبكات وتعقيدها وتمثيلها اختلافًا كبيرًا، لكن الغرض الأساسي من كل قائمة هو نقل معلومات الاتصال . عادةً لا توفر قوائم الشبكات أكثر من مجرد مثيلات وعُقد، وربما بعض سمات المكونات المعنية. [ 4 ] إذا عبّرت عن أكثر من ذلك بكثير، فعادةً ما تُعتبر لغة وصف أجهزة مثل Verilog أو VHDL ، أو إحدى اللغات العديدة المصممة خصيصًا للإدخال إلى برامج المحاكاة أو مُجمِّعات الأجهزة (مثل قوائم شبكات محاكاة SPICE التناظرية).
أنواع قوائم الشبكات
يمكن أن تكون قوائم الشبكة كالتالي:
- مادي (يعتمد على الروابط المادية) أو منطقي (يعتمد على الروابط المنطقية)
- على سبيل المثال، يُعتبر توصيل ثلاثة مكونات من خلال طرف واحد لأحد تلك المكونات اتصالاً منطقياً مباشراً ، في حين أن كل مكون سيكون اتصالاً مادياً منفصلاً.
- قائم على المثيلات (مُجمّع حول مثيل مكون) أو قائم على الشبكة (قائمة شاملة للاتصالات بشبكة معينة)
- مسطحة (يتم عرض جميع الاتصالات) أو هرمية (يتم تجميع الاتصالات بطريقة ما؛ مثل اللوحة المادية أو الطبقة التي تتصل بها. قد تكون قوائم الشبكة هذه مطوية ، مما يخفي البيانات تحت مستوى معين من التجريد، أو غير مطوية ، وهي شاملة وبالتالي قد تكون مكافئة في المحتوى لقوائم الشبكة المسطحة.)
محتويات وبنية قائمة الشبكة
تحتوي معظم قوائم الشبكة إما على أوصاف للأجزاء أو الأجهزة المستخدمة أو تشير إليها. في كل مرة يتم فيها استخدام جزء في قائمة الشبكة، يُطلق على ذلك اسم "مثيل".
تتضمن هذه الأوصاف عادةً قائمة بالوصلات التي يتم إجراؤها مع هذا النوع من الأجهزة، وبعض الخصائص الأساسية لهذا الجهاز. وتُسمى نقاط التوصيل هذه "أطراف التوصيل" أو "دبابيس التوصيل"، من بين عدة أسماء أخرى.
يمكن أن يكون "المثال" أي شيء بدءًا من ترانزستور MOSFET أو ترانزستور ثنائي القطب ، وصولاً إلى المقاوم أو المكثف أو شريحة الدائرة المتكاملة .
تحتوي الأجهزة على "أطراف توصيل". في حالة المكنسة الكهربائية، تكون هذه الأطراف هي الأطراف المعدنية الثلاثة الموجودة في القابس. لكل طرف اسم، وبالعودة إلى مثال المكنسة الكهربائية، قد تكون هذه الأطراف "محايد" و"موجب" و"أرضي". عادةً، يكون لكل جهاز اسم فريد، فإذا كان لديك جهازان من أجهزة المكنسة الكهربائية، فقد يكون أحدهما "vac1" والآخر "vac2". باستثناء أسمائهما، قد يكونان متطابقين في كل شيء آخر.
الشبكات هي "الأسلاك" التي تربط المكونات ببعضها في الدائرة. وقد توجد أو لا توجد خصائص مميزة مرتبطة بالشبكات في التصميم، وذلك بحسب لغة البرمجة المستخدمة في كتابة قائمة الشبكات، وخصائص تلك اللغة.
تُقدّم قوائم الشبكات القائمة على النسخ عادةً قائمةً بالنسخ المستخدمة في التصميم. ويُرفق بكل نسخة إما قائمة مُرتبة بأسماء الشبكات، أو قائمة أزواج من أسماء منافذ النسخ، مع اسم الشبكة المتصلة بهذا المنفذ. في هذا النوع من الوصف، يُمكن استخلاص قائمة الشبكات من قوائم الاتصال، ولا يوجد مكان لربط سمات مُحددة بالشبكات نفسها. يُعدّ برنامج SPICE مثالاً على قوائم الشبكات القائمة على النسخ.
تصف قوائم الشبكات عادةً جميع الأجهزة وخصائصها، ثم تصف كل شبكة، وتحدد المنفذ المتصل به في كل جهاز. وهذا يسمح بربط الخصائص بالشبكات. ولعلّ EDIF أشهر قوائم الشبكات القائمة على الشبكات.
تَسَلسُل
في التصاميم الكبيرة، من الممارسات الشائعة تقسيم التصميم إلى أجزاء، يصبح كل جزء منها بمثابة "تعريف" يمكن استخدامه كأمثلة في التصميم. على سبيل المثال، في حالة المكنسة الكهربائية، قد يكون لدينا تعريف للمكنسة يتضمن منافذها، ولكن هذا التعريف سيشمل أيضًا وصفًا كاملاً للمكونات الداخلية للجهاز وكيفية توصيلها (المحركات، المفاتيح، إلخ)، تمامًا كما هو الحال في مخطط الأسلاك.
يُطلق على التعريف الذي لا يتضمن أي حالات اسم "بدائي" (أو "ورقة"، أو أسماء أخرى)؛ بينما يُطلق على التعريف الذي يتضمن حالات اسم "هرمي".
يسمح التسلسل الهرمي "المطوي" بتمثيل تعريف واحد عدة مرات بواسطة حالات. أما التسلسل الهرمي "غير المطوي" فلا يسمح باستخدام تعريف واحد أكثر من مرة في التسلسل الهرمي.
يمكن أن تكون التسلسلات الهرمية المطوية مضغوطة للغاية. إذ يمكن لقائمة توصيل صغيرة تضم عددًا قليلًا من العناصر أن تصف تصميمات تحتوي على عدد كبير جدًا من العناصر. على سبيل المثال، لنفترض أن التعريف A هو عنصر أساسي بسيط، مثل خلية ذاكرة. ثم لنفترض أن التعريف B يحتوي على 32 عنصرًا من A؛ وC يحتوي على 32 عنصرًا من B؛ وD يحتوي على 32 عنصرًا من C؛ وE يحتوي على 32 عنصرًا من D. يحتوي التصميم الآن على 5 تعريفات (من A إلى E) و128 عنصرًا. ومع ذلك، يصف E دائرة تحتوي على أكثر من مليون خلية ذاكرة.
التكشف
في التصميم "المسطح"، يتم إنشاء نسخ من العناصر الأولية فقط. يمكن "توسيع" التصاميم الهرمية بشكل متكرر ("تسطيحها") عن طريق إنشاء نسخة جديدة (باسم جديد) من كل تعريف في كل مرة يُستخدم فيها. إذا كان التصميم مطويًا للغاية، فإن توسيعه بهذه الطريقة سيؤدي إلى قاعدة بيانات أكبر بكثير لقوائم الشبكة، ولكنه يحافظ على تبعيات التسلسل الهرمي. بالنظر إلى قائمة شبكة هرمية، فإن قائمة أسماء النسخ في مسار من التعريف الجذري إلى نسخة عنصر أولي تحدد المسار الفريد الوحيد إلى ذلك العنصر. تشكل المسارات إلى كل عنصر أولي، مجتمعة، قائمة شبكة كبيرة ولكنها مسطحة تعادل تمامًا النسخة الهرمية المضغوطة.
التعليق الخلفي
البيانات المُضافة هي بيانات يُمكن إضافتها إلى قائمة الشبكة الهرمية. عادةً ما تُحفظ هذه البيانات منفصلةً عن قائمة الشبكة، إذ يُمكن تطبيق عدة مجموعات بيانات بديلة مماثلة على قائمة شبكة واحدة. قد تكون هذه البيانات مُستخرجة من تصميم فيزيائي، وقد تُوفر معلومات إضافية لإجراء محاكاة أكثر دقة. تتكون البيانات عادةً من مسار هرمي وجزء من البيانات الخاصة بهذا العنصر الأساسي، أو من إيجاد قيم تأخير RC الناتج عن التوصيلات البينية.
الميراث
مفهوم آخر شائع الاستخدام في قوائم التوصيلات هو مفهوم التوريث. لنفترض أن تعريف مكثف ما له سمة مرتبطة به تُسمى "السعة"، وهي تُقابل الخاصية الفيزيائية التي تحمل الاسم نفسه ، وقيمتها الافتراضية "100 بيكوفاراد". قد تحتوي كل نسخة من هذا المكثف على سمة مماثلة، ولكن بقيمة سعة مختلفة. وقد لا ترتبط بعض النسخ الأخرى بأي سعة على الإطلاق. في حالة عدم تحديد سعة لنسخة ما، فإنها "ترث" قيمة 100 بيكوفاراد من تعريفها. أي قيمة مُحددة "تتجاوز" القيمة الموجودة في التعريف. إذا تطابقت العديد من السمات مع تلك الموجودة في التعريف، يُمكن "توريث" كمية كبيرة من المعلومات، دون الحاجة إلى تحديدها بشكل زائد في قائمة التوصيلات، مما يوفر مساحة ويجعل التصميم أسهل للقراءة من قِبل الآلات والمستخدمين على حد سواء.
مراجع
- ١ ٢ هولت، راندي. " المخطط مقابل قائمة الشبكة: دليل لتكامل تصميم لوحات الدوائر المطبوعة" . blog.optimumdesign.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ ١٦ يوليو ٢٠١٩. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٣ أبريل ٢٠١٩ .
- ↑ "netlist.html" . www.vlsiip.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2019-04-03 .
- ↑ "تنسيق ملف قائمة الشبكة" (PDF) . www.expresspcb.com . تاريخ الاطلاع: 24 أغسطس 2021.
تُكتب قائمة الشبكة في ملف واحد، ولكنها تتضمن أربعة أقسام: 1) رأس الملف، 2) جدول يسرد كل مكون من المكونات، 3) جدول يسرد أسماء الشبكات، 4) جدول يسرد وصلات الشبكات. يُكتب كل إدخال في الجدول باستخدام سطر نصي واحد ينتهي بـ
CRLF
. تُفصل حقول الجدول بمسافات (0x20). تبدأ حقول النصوص وتنتهي بعلامات اقتباس مزدوجة. ينتهي كل جدول من الجداول الثلاثة بسطر فارغ (CRLF).
- ↑ "أمثلة على الدوائر وقوائم الشبكة | استخدام برنامج محاكاة الدوائر SPICE | كتاب إلكترونيات" . www.allaboutcircuits.com . تاريخ الاسترجاع: 3 أبريل 2019 .
للمزيد من القراءة
- أتمتة التصميم الإلكتروني