КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 004.021
И. С. Н о в и к о в, В. А. Ш а х н о в
ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
ОПТИМИЗАЦИИ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА
ТРЕХМЕРНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ
ПОСРЕДСТВОМ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА
Приведены используемые при решении задачи оптимизации кон-
струкции электронных модулей трехмерной компоновки по “те-
пловому” критерию, структура генетического алгоритма и гене-
тические операторы, проведен их сравнительный анализ.
Ключевые слова:
генетические алгоритмы, трехмерные модули, трех-
мерная компоновка, тепловая оптимизация.
Электронные модули трехмерной компоновки (ЭМТК) — это отно-
сительно новое направление в области конструкций микроэлектрон-
ных узлов. Общей идеей, объединяющей ЭМТК различных конструк-
ций, является расположение активных и пассивных электронных эле-
ментов и коммутирующих их проводников не в плоскости (как на
печатной плате), а в объеме модуля. Все электронные элементы мо-
дуля распределены по микроплатам, собранным в пакет параллельно
друг другу.
Чаще всего электронная аппаратура отказывает из-за наличия в ней
так называемых горячих точек, т.е. элементов с большим тепловыде-
лением. Поэтому при проектировании такой аппаратуры необходимо
находить конструктивные решения, которые бы обеспечили приемле-
мый температурный режим работы. К ним можно отнести как осу-
ществление эффективного теплоотвода, так и уменьшение взаимного
теплового влияния электронных элементов. Так, обеспечение наимень-
шего наведенного теплового перегрева элементов, входящих в состав
ЭМТК, может быть достигнуто их оптимальным взаимным располо-
жением в объеме модуля, что можно реализовать с помощью такого
эффективного инструмента оптимизации, как генетический алгоритм
(ГА).
При постановке задачи поиска оптимального размещения элемен-
тов внутри ЭМТК при помощи ГА в качестве критерия оптимиза-
ции был принят минимум наибольшего значения температуры вну-
три ЭМТК. Каждая особь популяции ГА описывает конкретный ва-
риант размещения элементов внутри модуля. Особь состоит из одной
М-хромосомы, описывающей порядок следования
n
микроплат в па-
кете, и
n
E-хромосом, каждая из которых описывает размещение от-
дельной группы элементов внутри микроплаты. Для расположения
62 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2009. № 2
