CN115169276B - 一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子设计技术领域，具体涉及一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法,该方法通过在第一模块的引脚区域与第二模块分别进行匹配之后，获取第二模块中已经匹配成功的任意一个引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的第一坐标范围，将所述第一模块中未成功匹配的所有引脚的中心点坐标在指定坐标轴上进行排序得到第一坐标序列，利用折半查找法在第一坐标序列中查找位于第一坐标范围内的坐标，并结合在另一坐标轴上的第二坐标范围确定匹配的引脚；对于未成功匹配的引脚再次结合坐标范围和折半查找法进行引脚匹配，以达到在大幅度降低计算量且提高匹配的效率的情况下充分匹配的目的。

Description

一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法
技术领域
本发明涉及电子设计技术领域，具体涉及一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法。
背景技术
在超大规模电路设计中，会涉及到较多的印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）、封装（Package）、封装载板（Interposer）和集成电路（Integrated Circuit,IC）等设备相互叠放的情况，在进行设计验证时需要对叠放的器件之间接口的匹配状态进行验证。对于叠放的模块，在每个模块上都有多个引脚，在进行引脚匹配时通常采用的是引脚中心点匹配的方式来验证相应引脚是否匹配成功，匹配成功说明相应引脚之间的连通性良好。由于一个引脚在另一个引脚的引脚区域内即可认为两者之间的连接状况良好，引脚中心点的匹配方式不能满足用户的需求，根据用户的不同需求，还可以采用区域匹配的方式来判断连通性是否良好。其中引脚区域也称为焊盘区域。
发明人在实践中，发现上述现有技术存在以下缺陷：
对于大规模集成电路，每个模块中包含引脚的数量级是非常大的，往往一个模块上有上万甚至几十万个引脚，如果采用区域匹配的方式进行匹配，对于一个模块中的任意一个引脚对应的引脚区域都需要与另一个模块中上万个引脚做一一匹配，其计算量是非常大的，引脚匹配的速度很慢。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，所采用的技术方案具体如下：
本发明一个实施例提供了一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，该方法包括以下步骤：获取第一模块中各引脚对应的引脚区域以及第二模块中各引脚的中心点，所述第一模块与所述第二模块叠放；将第一模块中各引脚对应的引脚区域分别与第二模块中各引脚的中心点进行引脚匹配，得到对应的匹配引脚集合；以匹配引脚集合中任意一个引脚为目标引脚；获取目标引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的第一坐标范围，在同一坐标系下的另一坐标轴上的第二坐标范围，其中所述指定坐标轴为横坐标轴或者纵坐标轴；将所述第一模块中未成功匹配的所有引脚的中心点坐标在指定坐标轴上进行排序得到第一坐标序列，采用折半查找法在第一坐标序列中查找位于第一坐标范围中的坐标，结合第二坐标范围确定匹配的引脚，更新第一坐标序列；在所述第一模块中所有引脚匹配完成且相应的匹配引脚集合匹配完成之后，以所述第二模块中未匹配成功的任意一个剩余引脚为目标引脚，获取所述目标引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的第三坐标范围，在另一坐标轴上对应的第四坐标范围；采用折半查找法在更新后的第一坐标序列中查找位于第三坐标范围中的坐标，结合第四坐标范围确定匹配的引脚，完成匹配。
本发明具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，该方法通过在第一模块的引脚区域与第二模块分别进行匹配之后，再次利用第二模块中已经匹配成功的引脚对应的引脚区域与第一模块中未匹配成功的引脚中心点利用折半查找法进行反向匹配，并结合引脚中心点在指定坐标轴上的坐标范围确定匹配的引脚；对于未成功匹配的引脚再次进行反向匹配，以达到在大幅度降低计算量且提高匹配的效率的情况下充分匹配的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明一个实施例所提供的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法流程图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法的具体方案。
请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S001，获取第一模块中各引脚对应的引脚区域以及第二模块中各引脚的中心点，所述第一模块与所述第二模块叠放；将第一模块中各引脚对应的引脚区域分别与第二模块中各引脚的中心点进行引脚匹配，得到对应的匹配引脚集合。
其中，第一模块和第二模块相互叠放，第一模块和/或第二模块可以是印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）、封装（Package）、封装载板（Interposer）和集成电路（Integrated Circuit,IC）等。第一模块和/或第二模块是指第一模块和第二模块中的任意一个模块，或者第一模块和第二模块。
其中，在第一模块和第二模块中，每个模块都拥有大量的引脚，在正常情况下每个模块拥有上万个引脚，每个引脚的属性都预先存储在相应模块的存储器中，每个引脚都对应一个引脚区域，引脚区域的中心点为引脚的中心点，每个引脚的属性包括多种参数，例如引脚的中心点坐标、引脚对应引脚区域的形状、引脚区域的尺寸，其中引脚区域的尺寸是指引脚区域的宽度（Width）和长度(Length) 和斜面宽度（chamfer）。对于不同的器件，其引脚对应的引脚区域的形状不同，例如圆形引脚区域、六边形的引脚区域和八边形的引脚区域等，形状不同会影响引脚区域的宽度和长度的大小。由于引脚的属性预先存储在相应的存储器中，因此可以直接读取相应存储器中存储的引脚的属性。
需要说明的是，由于在电路设计中所有模块都在同一个画布上，也即所有模块都在同一平面的同一坐标系下，坐标系可以是二维坐标系，该二维坐标系包括横轴和纵轴。引脚的属性中也可以包括引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的第一坐标范围，以及在同一坐标系的另一坐标轴上的第二坐标范围。或者根据引脚的中心点坐标和引脚区域的尺寸计算引脚区域在指定坐标轴上的第一坐标范围以及在另一坐标轴上的第二坐标范围。具体的，在指定坐标轴为横坐标轴时，对于第一模块A中第i个引脚Ai对应的引脚区域的第一坐标范围为[min(Aix),max(Aix)]，其中，min(Aix)表示第一模块中第i个引脚对应的引脚区域的最小横坐标，该最小横坐标满足min(Aix)=Aix0-LAi/2；max(Aix)表示第一模块中第i个引脚对应的引脚区域的最大横坐标，该最大横坐标满足max(Aix)=Aix0+LAi/2；式中，Aix0表示第一模块中第i个引脚的中心点横坐标，LAi表示第一模块中第i个引脚对应的引脚区域在横坐标上的长度。同理，该第一模块中第i个引脚Ai对应的引脚区域的第二坐标范围为[min(Aiy),max(Aiy)]，其中，min(Aiy)表示第一模块中第i个引脚对应的引脚区域的最小纵坐标，该最小纵坐标满足min(Aiy)=Aiy0-WAi/2、最大纵坐标max(Aiy)=Aiy0+WAi/2，Aiy0表示第一模块中第i个引脚的中心点纵坐标，WAi表示第一模块中第i个引脚对应的引脚区域在纵坐标轴上对应的宽度。
优选的，为了防止漏检，利用预设的容差值对引脚区域的边界进行调整，具体的，获取引脚区域在指定坐标轴上的最小坐标和最大坐标，根据预先设定的容差值调整最小坐标和最大坐标，例如利用最小值减去容差值、最大值加上容差值，调整后的最小坐标为第一坐标范围的最小值，调整后的最大坐标为第一坐标范围的最大值。
将第一模块中任意一个引脚区域分别与第二模块中的每个引脚逐个进行匹配，第二模块中的引脚中心点处于相应引脚区域的为匹配成功，匹配成功的引脚构成该引脚区域所对应的一个匹配引脚集合。
步骤S002，以匹配引脚集合中任意一个引脚为目标引脚；获取目标引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的第一坐标范围，在另一坐标轴上的第二坐标范围，其中所述指定坐标轴为横坐标轴或者纵坐标轴；将所述第一模块中未成功匹配的所有引脚的中心点坐标在指定坐标轴上进行排序得到第一坐标序列，采用折半查找法在第一坐标序列中查找位于第一坐标范围中的坐标，结合第二坐标范围确定匹配的引脚，更新第一坐标序列。
由于在步骤S001的步骤中已经将第一模块中的引脚与第二模块中的所有引脚中心点进行了匹配，因此认为此时第一模块中的相应引脚已经完成了匹配，但是由于第一模块中每个引脚对应的引脚区域与第二模块中每个引脚对应的引脚区域的相对大小不确定，而第二模块中的引脚是以中心点的形式参与的区域匹配，可能会存在漏检，也即在第二模块的引脚中心点在第一模块中引脚对应的引脚区域外，且第一模块的引脚中心点在第二模块中引脚对应的引脚区域内时会出现漏检。因此为了防止漏检的情况发生，同时为了进一步的减少计算量，提高匹配效率，本发明实施例进一步进行反向的引脚匹配。
具体的，反向的引脚匹配的方法包括：对于第一模块中已经匹配的引脚不需要再次进行重复匹配，因此只需要将第一模块中未成功匹配的引脚与第二模块中已匹配的引脚进行匹配。也即将匹配引脚集合中任意一个引脚分别与第一模块中未成功匹配的引脚进行匹配，引脚匹配的方式具体为：将第一模块中所有引脚在指定坐标轴上对应的所有坐标按照横坐标轴排序得到坐标序列{A1x,A2x,…,Ajx,…Amx},其中，Ajx表示排序后第一模块中第j个引脚中心点的横坐标，m表述第一模块中引脚的数量。其中排序可以采用升序排序，也可以采用降序排序。利用折半查找法进行范围查找，具体的：匹配引脚集合中的元素为第二模块中与第一模块中相应引脚区域匹配成功的引脚，将匹配引脚集合中的第i个引脚作为目标引脚，该目标引脚对应的引脚区域的第一坐标范围[min(Bix),max(Bix)]，首先根据已经排序的坐标序列{A1x,A2x,…,Ajx,…Amx}中的最小元素A1x和最大元素Amx,找出该序列的中间元素Aqx，将中间元素Aqx与第一坐标范围的最小值和最大值分别进行比较，当中间元素Aqx小于第一坐标范围的最小值时，说明第一坐标范围在从中间元素Aqx至最大元素Amx之间的坐标序列中，则以中间元素Aqx与最大元素Amx之间的坐标序列为候选序列，将中间元素更新为候选序列的中间元素，再次将更新后的中间元素与第一坐标范围的最小值和最大值进行比较，以此类推，直至找到落入第一坐标范围内的中间元素；同理，当中间元素Aqx大于第一坐标范围的最大值时，说明第一坐标范围在从最小元素A1x至中间元素Aqx之间的坐标序列中，则以最小元素A1x与中间元素Aqx之间的序列为候选序列，将中间元素更新为候选序列的中间元素，再次将更新后的中间元素与第一坐标范围进行比较，以此类推，直至找到落入第一坐标范围内的中间元素。在找到落入第一坐标范围内的中间元素之后，然后再以该中间元素为起点、以第一坐标范围为边界点，查找在第一坐标范围内的坐标，并保留查找到的所有坐标，此时说明已经找到了在第一坐标范围内的所有横坐标。横坐标在第一坐标范围内并不能确定相应的引脚中心点在对应的引脚区域内，因此为了进一步判断位于第一坐标范围内的横坐标对应的引脚中心点是否位于相应的引脚区域，则需要进一步比较横坐标对应的引脚中心点所处的纵坐标是否位于引脚区域的第二坐标范围内，位于第二坐标范围的纵坐标对应的中心点为匹配中心点，中心点与引脚对应，相应的引脚为成功匹配的引脚。
因此，利用折半查找法能够找到位于第一坐标范围的中心点的横坐标，结合中心点的纵坐标和第二坐标范围之间的位置关系进一步确定了引脚中心点与引脚区域的位置关系，在第二模块的引脚中心点位于第一模块的引脚对应的引脚区域内时，认为两者之间焊接情况良好。
由于现有的模块中常见的引脚数量的级别在几十万个引脚，例如二十几万；利用通常的逐一匹配的方式第一模块中每个引脚区域都需要与第二模块中所有引脚进行比较，每个引脚都需要比较几十万次，也即每个引脚都需要与整个第二模块进行比较。该次匹配能够进一步减少漏检，采用步骤S002的方法对引脚区域与中心点进行匹配，同时结合折半查找的方式迅速定位到查找的范围，将现有技术中每个引脚都需要与整个模块进行比较缩小到了一个引脚区域的比较，利用本实施例所提供的方法进行匹配的效率较原有的效率有了非常显著的提高，同时该步骤只对未成功匹配的引脚进行再次匹配能够进一步减少计算量，提高匹配效率。
由于第一坐标序列是由第一模块中未匹配成功的引脚构成的序列，因此在利用匹配引脚集合中的引脚与第一模块中的引脚匹配之后，需要更新第一坐标序列，更新第一坐标序列的步骤为：将已经匹配成功的引脚从第一坐标序列中剔除，剔除之后的剩余序列为更新后的第一坐标序列。
步骤S003，在所述第一模块中所有引脚匹配完成且相应的匹配引脚集合匹配完成之后，以所述第二模块中未匹配成功的任意一个剩余引脚为目标引脚，获取所述目标引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的第三坐标范围，在另一坐标轴上对应的第四坐标范围；采用折半查找法在更新后的第一坐标序列中查找位于第三坐标范围中的坐标，结合第四坐标范围确定匹配的引脚，完成匹配。
由于在进行了步骤S002中将匹配引脚集合中的各个引脚分别再次进行匹配之后能够保证已经被匹配的引脚没有漏检，但是由于在步骤S002中的匹配方式是由第一模块的范围与第二模块中的引脚中心点进行查找匹配的，因此为了保证完全的充分匹配，需要对第一模块中未匹配成功的引脚以及第二模块中未被匹配的引脚之间再进行一次反向匹配，防止漏检。
反向匹配的方法与步骤S002中的方法相同，具体为：对于第二模块中未匹配成功的剩余引脚，以任意一个剩余引脚作为目标引脚，获取目标引脚对应引脚区域在指定坐标轴上对应的第三坐标范围和在另一坐标轴上对应的第四坐标范围；对于更新后的第一坐标序列，采用折半查找法在更新后的第一坐标序列中查找位于第三坐标范围中的坐标，结合坐标与第四坐标范围确定匹配的引脚，完成匹配。利用折半查找法进行匹配能够大幅度降低计算量，提高查找效率，其中折半查找法的查找过程已经在步骤S002中详细说明，不再赘述。
现有技术中的引脚匹配的方式是利用引脚中心点匹配的方式，属于基于引脚中心点的位置匹配法；本发明实施例所提供的利用引脚区域进行查找的方式称为区域匹配法，这两种方式也可以作为两种可选的方式供用户选择。
综上所述，本发明实施例提供了一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，该方法通过在第一模块的引脚区域与第二模块分别进行匹配之后，再次利用第二模块中已经匹配成功的引脚对应的引脚区域与第一模块中未匹配成功的引脚中心点利用折半查找法进行反向匹配，并结合引脚中心点在指定坐标轴上的坐标范围确定匹配的引脚；对于未成功匹配的引脚再次进行反向匹配，以达到在大幅度降低计算量且提高匹配的效率的情况下充分匹配的目的。
优选的，步骤S001进一步包括以下优化步骤：采用与步骤S002相同的方法，以第一模块中任意一个引脚为目标引脚，获取目标引脚对应引脚区域在指定坐标轴上对应的第五坐标范围和在另一坐标轴上对应的第六坐标范围；将第二模块中的所有引脚的中心点在指定坐标轴上进行排序得到相应的第二坐标序列，采用折半查找法在第二坐标序列中查找位于第五坐标范围中的坐标，结合坐标与第五坐标范围确定匹配的引脚，其中折半查找法的查找过程已经在步骤S002中详细说明，不再赘述。
需要说明的是，由于该步骤所采用的方法与步骤S002中的方法相同，不同的是该步骤S001是利用第一模块中任意一个引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的范围，在排序之后的第二模块的引脚中心点中进行查找匹配。而步骤S002是利用匹配到的引脚所对应的引脚区域范围，在排序之后的第一模块中未成功匹配的引脚中心点中进行查找匹配，是利用匹配到的引脚进行反向匹配的过程，该反向匹配的过程能够覆盖到在第二模块的引脚中心点在第一模块的引脚对应的引脚区域外，但第一模块的引脚中心点在第二模块的引脚对应的引脚区域内的情况，以防止漏检。对于大规模引脚匹配，采用传统的一一匹配的方式至少需要半个小时的时间才能完成匹配的过程，而采用本专利所提供的方法能够将匹配的时间缩短至两秒钟左右的时间，在提高匹配效率的同时保留了匹配的准确性和充分性。
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
获取第一模块中各引脚对应的引脚区域以及第二模块中各引脚的中心点，所述第一模块与所述第二模块叠放；将第一模块中各引脚对应的引脚区域分别与第二模块中各引脚的中心点进行引脚匹配，得到对应的匹配引脚集合；
以匹配引脚集合中任意一个引脚为目标引脚；获取目标引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的第一坐标范围，在同一坐标系的另一坐标轴上的第二坐标范围，其中所述指定坐标轴为横坐标轴或者纵坐标轴；将所述第一模块中未成功匹配的所有引脚的中心点坐标在指定坐标轴上进行排序得到第一坐标序列，采用折半查找法在第一坐标序列中查找位于第一坐标范围中的坐标，结合第二坐标范围确定匹配的引脚，更新第一坐标序列；
在所述第一模块中所有引脚匹配完成且相应的匹配引脚集合匹配完成之后，以所述第二模块中未匹配成功的任意一个剩余引脚为目标引脚，获取所述目标引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的第三坐标范围，在另一坐标轴上对应的第四坐标范围；采用折半查找法在更新后的第一坐标序列中查找位于第三坐标范围中的坐标，结合第四坐标范围确定匹配的引脚，完成匹配。
2.根据权利要求1所述的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，其特征在于，所述获取目标引脚对应的引脚区域在指定坐标轴上的第一坐标范围的步骤包括以下步骤：
根据目标引脚的中心点坐标及其引脚区域的大小计算引脚区域在指定坐标轴上的第一坐标范围以及在另一坐标轴上的第二坐标范围。
3.根据权利要求1所述的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，其特征在于，所述第一坐标范围的获取步骤包括：
获取引脚区域在指定坐标轴上的最小坐标和最大坐标，根据预先设定的容差值调整所述最小坐标和最大坐标，调整后的最小坐标为第一坐标范围的最小值，调整后的最大坐标为第一坐标范围的最大值。
4.根据权利要求1所述的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，其特征在于，所述采用折半查找法在第一坐标序列中查找位于第一坐标范围中的坐标的步骤，进一步包括：
获取第一坐标序列的最小元素、中间元素和最大元素，将中间元素与第一坐标范围的最小值进行比较，当中间元素小于最小值时，则中间元素与最大元素之间的序列为候选序列，选取候选序列的中间元素再次与第一坐标范围的最小值和最大值进行比较，以此类推，直至得到落入第一坐标范围内的中间元素，以落入第一坐标范围内的中间元素为起点、以第一坐标范围的最大值和最大值为边界点，查找在第一坐标范围内的坐标。
5.根据权利要求1所述的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，其特征在于，采用折半查找法在第二模块对应的第一坐标序列中查找位于所述目标引脚对应的第一坐标范围中的坐标，进一步包括：
获取第一坐标序列的最小元素、中间元素和最大元素，将中间元素与第一坐标范围的最大值分别进行比较，当中间元素大于最大值时，则最小元素与中间元素之间的序列为候选序列，选取候选序列的中间元素再次与第一坐标范围的最小值和最大值分别进行比较；以此类推，直至得到落入第一坐标范围内的中间元素，以落入第一坐标范围内的中间元素为起点、以第一坐标范围的最大值和最小值为边界点，查找在第一坐标范围内的坐标。
6.根据权利要求1所述的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，其特征在于，所述第一坐标范围以及第二坐标范围为预先存储的数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，其特征在于，所述引脚区域是由所述引脚区域在横坐标轴的长度和纵坐标轴的宽度构成的区域。
8.根据权利要求1所述的一种基于叠放模块的引脚区域匹配方法，其特征在于，所述第一模块与第二模块为两个集成电路。
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