JPH11154171A - Component placement design support device and component placement method - Google Patents
Component placement design support device and component placement methodInfo
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- JPH11154171A JPH11154171A JP9337843A JP33784397A JPH11154171A JP H11154171 A JPH11154171 A JP H11154171A JP 9337843 A JP9337843 A JP 9337843A JP 33784397 A JP33784397 A JP 33784397A JP H11154171 A JPH11154171 A JP H11154171A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板上における良好な部品配置を短時間で決
定することのできる部品配置設計支援装置及び部品配置
方法を提供する。
【解決手段】 基板上に配置される部品情報を格納する
記憶装置3と、複数の部品配置候補を発生する初期集団
発生装置5と、部品情報を参照して初期集団の複数の部
品配置候補に対応する次世代の部品配置候補を複数生成
し、複数の次世代の部品配置候補に対応する次々世代の
部品配置候補を複数生成し、これを繰り返すことによっ
て第n世代の部品配置候補を複数生成する部品配置候補
生成部9とを備え、第n世代の複数の部品配置候補の中
から選択した最終的な部品配置位置を部品配置解析部7
により部品配置データに変換し、これを解析値表示器8
により表示する。
(57) [Summary] To provide a component placement design support device and a component placement method capable of determining a good component placement on a board in a short time. SOLUTION: A storage device 3 for storing component information arranged on a substrate, an initial group generating device 5 for generating a plurality of component arrangement candidates, and a plurality of component arrangement candidates of an initial group with reference to the component information. A plurality of corresponding next-generation component placement candidates are generated, a plurality of next-generation component placement candidates corresponding to the plurality of next-generation component placement candidates are generated, and this process is repeated to generate a plurality of nth-generation component placement candidates. And a component placement analysis unit 7 that determines a final component placement position selected from a plurality of nth generation component placement candidates.
Into the component placement data, which is displayed on the analysis value display 8
Display by
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上における部
品の配置を決定するのに好適な部品配置設計支援装置及
び部品配置方法に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a component placement design support apparatus and a component placement method suitable for determining the placement of components on a board.
【0002】[0002]
【従来の技術】プリント板等の基板における部品の自動
配置位置決定手法としては、ペア・リンキング法、クラ
スタ成長法、重心法といった手法が知られている。これ
らの方法は単に配線長が最短となるような配置を最適解
として見つけるものである。2. Description of the Related Art As a method for automatically locating components on a substrate such as a printed board, there are known methods such as a pair linking method, a cluster growth method, and a center of gravity method. These methods simply find an arrangement with the shortest wiring length as an optimal solution.
【0003】従来より、これらの手法を改善した方法が
いくつか提案されている。例えば特公平8−7759号
公報には、部品配置の処理において、自動配線処理の配
線率を良好にすることのできる部品の自動配置処理方式
が開示されている。しかし、近年の基板では配線のしや
すさだけでは不十分であり、信号の速度、部品の発熱と
いった複数の条件を考慮することが必要となってきた。Heretofore, there have been proposed several methods which improve these methods. For example, Japanese Patent Publication No. 8-7759 discloses an automatic component placement processing method that can improve the wiring rate of automatic routing in component placement processing. However, in recent boards, easiness of wiring is not enough, and it is necessary to consider a plurality of conditions such as signal speed and heat generation of components.
【0004】これらを解決する最適化手法としては、遺
伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm(GA))を用
いたものがある。例えば特許第2526397号公報に
は、組合せ最適化分野において、組合せ最適化を高速に
実行する組合せ最適化装置が提案されている。GAを用
いる方式では部品配置状態を遺伝子で表現し、この遺伝
子を持つ個体の集団に対して「選択淘汰」、「交叉」お
よび「突然変異」の遺伝的操作を繰り返し行うことによ
って、最適な部品配置を決定するのが一般的である。[0004] As an optimization method for solving these problems, there is a method using a genetic algorithm (GA). For example, Japanese Patent No. 2526397 proposes a combination optimization device that executes combination optimization at high speed in the field of combination optimization. In the method using GA, the component arrangement state is represented by a gene, and the genetic operation of "selection selection", "crossover" and "mutation" is repeatedly performed on a group of individuals having the gene, thereby obtaining an optimal component. It is common to determine the placement.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、GAは確率的
探索アルゴリズムであり、繰り返しの手続きを必要とす
るため処理に時間がかかる。一方、プリント板上の部品
数は数百から数千個と膨大であるため、従来の自動配置
システムでは、全体的な回路構成を考慮した処理による
部品配置の最適化は、処理時間の点で実現困難である。
したがって従来は、プリント板を小さな配置対象の部分
に分割し、その部分毎に配置処理を行う方法を取ってい
る。プリント板全体をどのような配置対象の部分に分割
するかは、部品配置の最終結果に大きく影響するが、そ
の分割方法は必ずしも確立されておらず、試行錯誤ある
いは経験的に把握したルールに頼っている。However, GA is a probabilistic search algorithm, and it takes a long time to process because it requires an iterative procedure. On the other hand, since the number of components on a printed board is huge, from several hundred to several thousand, in the conventional automatic placement system, optimization of component placement by processing considering the overall circuit configuration requires processing time. It is difficult to realize.
Therefore, conventionally, a method has been adopted in which a printed board is divided into small placement target portions, and placement processing is performed for each portion. How to divide the entire printed board into parts to be placed greatly affects the final result of component placement, but the method of dividing is not always established, and it depends on trial and error or empirical rules. ing.
【0006】また、前記3種の遺伝的操作のうち「交
叉」および「突然変異」の遺伝的操作により新しく生成
される遺伝子が欠陥を持つ場合がある。ここで欠陥と
は、例えば遺伝的操作により部品の重複もしくは欠落が
生じることをいう。重複もしくは欠落を発生させない交
叉方式または突然変異方式はいくつか可能であるが、そ
れらは遺伝子の多様性を阻害し、遺伝子の進化に悪影響
を及ぼす。部品配置問題を平面上における部品相互の最
適位置関係の探索問題として捉え、かつ多様性を阻害す
ることなく致死遺伝子の発生を抑制する方式について言
及した例はない。[0006] Of the three types of genetic operations, a gene newly generated by "crossover" and "mutation" genetic operations may have a defect. Here, a defect means that a part is duplicated or missing due to, for example, a genetic operation. Several crossover or mutation schemes that do not create duplications or deletions are possible, but they inhibit gene diversity and adversely affect gene evolution. There is no example in which the component placement problem is regarded as a search problem for the optimal positional relationship between components on a plane, and there is no mention of a method for suppressing the occurrence of lethal genes without inhibiting diversity.
【0007】さらに、前記3種の遺伝的操作の繰り返し
処理の途中において、GA固有の性質上、初期収束もし
くは局所的最適解に陥ることがある。「突然変異」はこ
の状態からの脱出に寄与するものであるが自ずと限度が
あり、問題に適合した他の方法を講じる必要がある。し
かし、部品配置問題に対して初期収束もしくは局所的最
適解の発生を抑制する方式について言及した例はない。Further, during the repetitive processing of the above three kinds of genetic operations, there is a case where an initial convergence or a local optimal solution is caused due to a property inherent to GA. "Mutations" contribute to escape from this condition, but are naturally limited and require other approaches to suit the problem. However, there is no example mentioning a method for suppressing the occurrence of an initial convergence or a local optimum solution for a component placement problem.
【0008】さらに、前記3種の遺伝的操作のうち「交
叉」はGAを最も特徴づける操作であるが、「交叉」の
方式そのものには相当の柔軟性があり、様々なバリエー
ションがある。しかし、部品配置問題を平面上における
部品相互の最適位置関係の探索問題として捉え、かつこ
のような問題に適した交叉法について言及した例はな
い。Further, among the three types of genetic operations, “crossover” is an operation most characteristic of GA, but the “crossover” method itself has considerable flexibility and various variations. However, there is no example in which the component placement problem is regarded as a problem of searching for an optimal positional relationship between components on a plane, and a crossover method suitable for such a problem is not mentioned.
【0009】従って本発明の目的は、基板上における良
好な部品配置を短時間で決定することのできる部品配置
設計支援装置及び部品配置方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a component placement design support apparatus and a component placement method capable of determining a good component placement on a board in a short time.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的は、基板上に配
置される部品情報を格納する記憶装置と、複数の部品配
置候補を発生する部品配置候補発生部と、部品情報に基
づいて複数の部品配置候補から次世代の複数の部品配置
候補を生成し、複数の次世代の部品配置候補から次々世
代の複数の部品配置候補を生成し、これを繰り返すこと
によって第n世代の複数の部品配置候補を生成する部品
配置候補生成部とを備え、第n世代の複数の部品配置候
補の中から最終的な部品配置位置を決定することによ
り、達成される。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a storage device for storing component information to be placed on a board, a component placement candidate generating unit for generating a plurality of component placement candidates, and a plurality of component placement candidate generators based on the component information. A plurality of next-generation component placement candidates are generated from the component placement candidates, and a plurality of next-generation component placement candidates are generated from the plurality of next-generation component placement candidates. This is achieved by determining a final component arrangement position from a plurality of nth generation component arrangement candidates, including a component arrangement candidate generation unit that generates candidates.
【0011】ここで部品配置候補生成部は、繰り返し処
理の途中で部品を追加して第n世代の部品配置候補を生
成する。この部品の追加は、制限の大きい部品の順に行
うのがよい。また部品の追加は、部品の重なり及び基板
上からの部品のはみ出しが生じないように行う。このよ
うに、初期においては基板上の部品数を少数個とし、世
代数を重ねるに従って逐次部品を追加し、最終的には規
定の部品数で部品配置候補を生成する。これにより、基
板の全体的処理を維持したままで処理の高速化を実現す
ることができる。Here, the component arrangement candidate generation unit generates an n-th generation component arrangement candidate by adding a part during the repetitive processing. It is preferable to add the components in the order of the components having the largest restrictions. The addition of the component is performed so that the component does not overlap and the component does not protrude from the substrate. As described above, initially, the number of components on the board is reduced to a small number, components are sequentially added as the number of generations is increased, and finally component arrangement candidates are generated with a specified number of components. This makes it possible to realize a high-speed processing while maintaining the overall processing of the substrate.
【0012】この種の装置は、例えば遺伝的アルゴリズ
ム(GA)を用いて実現することができる。その場合
は、基板上に配置される部品情報を格納する装置と、部
品配置候補を表す遺伝子を複数発生する初期集団発生装
置と、部品情報を参照し遺伝子操作によって複数の遺伝
子から次世代の遺伝子を複数生成し、更に遺伝子操作に
よって複数の次世代の遺伝子から次々世代の遺伝子を複
数生成し、これを繰り返すことによって第n世代の遺伝
子を複数生成する遺伝子生成部とを備え、第n世代の複
数の遺伝子の中から選択した遺伝子に係る部品配置候補
を基板上への最終的な部品配置位置とするよう構成す
る。This type of device can be realized using, for example, a genetic algorithm (GA). In such a case, a device for storing component information to be placed on the substrate, an initial population generator for generating a plurality of genes representing component placement candidates, and a gene operation from a plurality of genes by gene manipulation with reference to the component information. And a gene generator for generating a plurality of genes of the next generation from a plurality of genes of the next generation by genetic manipulation, and repeating this to generate a plurality of genes of the nth generation. A component arrangement candidate related to a gene selected from a plurality of genes is configured as a final component arrangement position on the board.
【0013】また本発明に係る部品配置方法は、基板上
に配置される部品情報を参照することによって予め用意
した複数の部品配置候補から次世代の部品配置候補を複
数生成する工程と、複数の次世代の部品配置候補から次
々世代の部品配置候補を複数生成する工程と、これを繰
り返すことによって第n世代の部品配置候補を複数生成
する工程と、第n世代の複数の部品配置候補の中から最
終的な部品配置位置を決定する工程とを有する。Further, the component placement method according to the present invention includes a step of generating a plurality of next-generation component placement candidates from a plurality of component placement candidates prepared in advance by referring to component information placed on a board; A step of generating a plurality of next-generation component placement candidates from a next-generation component placement candidate, a step of generating a plurality of n-th generation component placement candidates by repeating this, and a step of generating a plurality of n-th generation component placement candidates. Determining the final component arrangement position from the above.
【0014】この種の方法は、例えば遺伝的アルゴリズ
ム(GA)を用いて実現することもできる。その場合
は、部品配置候補を表す遺伝子を複数発生する工程と、
基板上に配置される部品情報を参照し遺伝子操作によっ
て複数の遺伝子から次世代の遺伝子を複数生成する工程
と、更に遺伝子操作によって複数の次世代の遺伝子から
次々世代の遺伝子を複数生成する工程と、これを繰り返
すことによって第n世代の遺伝子を複数生成する工程
と、第n世代の複数の遺伝子の中から選択した遺伝子に
係る部品配置候補を最終的な部品配置位置とする工程と
を備える。This type of method can also be realized using, for example, a genetic algorithm (GA). In that case, a step of generating a plurality of genes representing the component arrangement candidates,
A step of generating a plurality of next-generation genes from a plurality of genes by genetic manipulation with reference to component information arranged on a substrate, and a step of generating a plurality of next-generation genes from a plurality of next-generation genes by genetic manipulation. Repeating the above process to generate a plurality of nth generation genes, and a process of setting a component placement candidate relating to a gene selected from the nth generation genes to a final component placement position.
【0015】ここで遺伝子操作は、選択淘汰、交叉およ
び突然変異のうちの少なくとも一つを行うものである。
この交叉または突然変異の遺伝子操作により発生した致
死遺伝子は、遺伝的操作の多様性を阻害しないように部
品の部分的移動によって修正する。また交叉の処理対象
となる遺伝子対は、遺伝子対の内容の相違度によって決
定する。これにより、初期収束や局所的最適解発生を抑
制し、遺伝子集団の多様性を維持しつつ、遺伝子の良好
な進化を促進することができる。Here, the genetic manipulation is to perform at least one of selection, crossover and mutation.
The lethal gene generated by the genetic manipulation of this crossover or mutation is modified by partial movement of parts so as not to impede the diversity of the genetic manipulation. The gene pair to be subjected to crossover processing is determined based on the degree of difference in the content of the gene pair. Thereby, it is possible to suppress initial convergence and local optimal solution generation, and to promote favorable evolution of genes while maintaining the diversity of gene population.
【0016】またこの種の遺伝子操作において、基板の
平面を2つの領域に分割し、各領域内の部品を交換する
操作を行う。これは、遺伝子操作を平面状における部品
相互の最適位置関係の探索問題として捉え、このような
問題に適した交叉法を用いて遺伝子操作を実行するもの
である。In this type of genetic operation, the plane of the substrate is divided into two regions, and an operation for exchanging components in each region is performed. In this technique, a genetic operation is regarded as a problem of searching for an optimal positional relationship between components in a plane, and the genetic operation is performed using a crossover method suitable for such a problem.
【0017】このような部品配置設計支援装置及び部品
配置方法によれば、基板上における良好な部品配置を短
時間で決定することができる。According to such a component placement design support apparatus and component placement method, a good component placement on a board can be determined in a short time.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。本実施例は、プリント板上の部品配置に係るもので
あり、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実
施例で用いる遺伝的アルゴリズム(GA)については、
次の文献に詳しく述べられている。 Holland, John (1975). Adaptation in Natural
and Artificial Systems, MIT press 1992", Gol
dberg, David (1987). Genetic Algorithmin Sear
ch, Optimization, and Machine Learning. Readi
ng, Mass.: Addison-Wesley, Davis,Lawrence (199
0). Handbook of Genetic Algorithms, Van Nost
rand (邦訳:遺伝アルゴリズムハンドブック 嘉数
(かかず)他 森北出版) ここで上記文献の要約として、GAの概要について説明
する。GAは1970年代にHolland等によって提唱さ
れたもので生物進化の原理に着想を得たアルゴリズムで
ある。これは確率的探索、学習および最適化の一手法と
考えることが出来る。Embodiments of the present invention will be described below. This embodiment relates to the arrangement of components on a printed board, and will be described in detail with reference to the drawings. The genetic algorithm (GA) used in the present embodiment is as follows.
The following document describes this in detail. Holland, John (1975). Adaptation in Natural.
and Artificial Systems, MIT press 1992 ", Gol
dberg, David (1987). Genetic Algorithm in Sear
ch, Optimization, and Machine Learning.Readi
ng, Mass .: Addison-Wesley, Davis, Lawrence (199
0). Handbook of Genetic Algorithms, Van Nost
rand (Japanese translation: Genetic Algorithm Handbook, Kazuzu et al. Morikita Publishing) Here, an outline of GA is described as a summary of the above literature. GA is an algorithm proposed by Holland et al. In the 1970s and inspired by the principles of biological evolution. This can be considered as a method of stochastic search, learning and optimization.
【0019】GAは基本的には生成・評価型のアルゴリ
ズムであり、生成した「集団」に対して「選択淘汰」、
「交叉」および「突然変異」の3種類の遺伝的操作を行
う。GA is basically a generation / evaluation type algorithm.
Perform three kinds of genetic operations of “crossover” and “mutation”.
【0020】ここで「集団」とは最適解の候補である個
体から成り、最初は無作為に生成されるものをいう。各
個体の特性は遺伝子によって表現され、その遺伝子は問
題固有のルールに従って問題空間に対応付けられる。遺
伝子は通常情報列から成り、この情報列に対して前記3
種の遺伝的操作を行う。Here, the "population" is composed of individuals who are candidates for the optimal solution and is initially generated at random. The characteristics of each individual are represented by genes, and the genes are mapped to the problem space according to rules specific to the problem. Genes usually consist of an information sequence.
Perform genetic manipulations of the species.
【0021】「選択淘汰」とは各個体に対して問題空間
における適応度の評価を行い、評価値に応じて選択交配
を行うことをいう。基本的に、適応度の高い個体がより
多くの子孫を残す機構とする。"Selection selection" means that each individual is evaluated for fitness in a problem space, and selective mating is performed according to the evaluation value. Basically, the mechanism is such that individuals with higher fitness leave more offspring.
【0022】「交叉」とは二つの個体間で遺伝子を部分
的に交換する操作をいう。この操作はGAを最も特徴付
けるものである。例えばビット列で表現されている遺伝
子を無作為に選んだ位置で切断し、交換する。例えば、
11111と00000を2番目の位置で切断して交換
すると11000と00111を得る。良い部分解と良
い部分解を組み合わせることによって更に良い解を得よ
うとするのが交叉の目的である。"Crossover" refers to an operation of partially exchanging genes between two individuals. This operation characterizes GA best. For example, a gene represented by a bit string is cut at a randomly selected position and exchanged. For example,
When 11111 and 00000 are cut at the second position and exchanged, 11000 and 00111 are obtained. The purpose of crossover is to obtain a better solution by combining good partial solution and good partial solution.
【0023】「突然変異」とは集団の多様性を保つため
の情報パターンの生成をいう。方法としては集団内で確
率的に選んだ適当な2つの情報片を交換する。この操作
によって交叉では現れない情報パターンを生成すること
が出来る。"Mutation" refers to the generation of an information pattern to maintain the diversity of the population. As a method, two appropriate information pieces selected stochastically in the group are exchanged. By this operation, an information pattern that does not appear at the intersection can be generated.
【0024】GAは自然淘汰と遺伝現象のメカニズムを
単純化した数理モデルであり個体と呼ばれる対象問題の
解候補の集団が評価値という外部環境に適応するよう
に、次に示す規則に基づく集団の構成を世代毎に生成さ
せるものである。 (規則1) 適応度の高い個体ほど生存確率が高い。 (規則2) 古い個体をもとに新しい個体を生成させ
る。 GAを組み合わせ最適化問題の一解法とした場合、(規
則1)を確率的探索法、また、(規則2)を経験的探索
法と見なすことができ、GAは両者の側面を持ってい
る。GA is a mathematical model that simplifies the mechanism of natural selection and hereditary phenomena, and is based on the following rules so that a group of solution candidates for a target problem called an individual adapts to an external environment called an evaluation value. The configuration is generated for each generation. (Rule 1) The higher the fitness, the higher the survival probability. (Rule 2) Generate a new individual based on the old individual. If GA is used as one solution to the optimization problem, (Rule 1) can be regarded as a stochastic search method, and (Rule 2) can be regarded as an empirical search method, and GA has both aspects.
【0025】図1は、本発明に係る部品配置設計支援装
置の一実施例を示す構成図である。図1に示すように部
品配置設計支援装置1は、記憶装置3、部品配置解析装
置4および解析値表示器8を有する。記憶装置3は布線
データ、部品データなどの情報を入力装置2から得て、
これをデータベースとして格納する。入力装置2はキー
ボードあるいは他のシステムである。部品配置解析装置
4は、記憶装置3からの情報をもとに部品配置を解析
し、その結果を解析値表示器8に表示するものである。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a component placement design support apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the component placement design support device 1 has a storage device 3, a component placement analysis device 4, and an analysis value display 8. The storage device 3 obtains information such as wiring data and component data from the input device 2,
This is stored as a database. Input device 2 is a keyboard or other system. The component arrangement analysis device 4 analyzes the component arrangement based on the information from the storage device 3 and displays the result on the analysis value display 8.
【0026】部品配置解析装置4は、まず初期集団発生
装置5で個体の集団を生成する。これは部品配置の解候
補(部品配置候補)を遺伝子で表したものである。この
個体の集団を集団プール6に送る。部品配置候補生成部
9は、これらの集団に対して記憶装置3を参照しながら
「選択淘汰」、「交叉」、「突然変異」の遺伝的操作を
何世代にもわたって行い、最終世代における最も優秀な
遺伝子を持つ個体を求める。部品配置解析部7は、この
固体を部品配置データ及び付随する各種設計データに変
換し、その結果を解析値表示器8に表示する。The component arrangement analyzer 4 first generates a group of individuals using the initial group generator 5. This is a solution of a component arrangement candidate (part arrangement candidate) represented by a gene. This population of individuals is sent to population pool 6. The component arrangement candidate generation unit 9 performs the genetic operations of “selection selection”, “crossover”, and “mutation” for these groups over many generations while referring to the storage device 3, and Find individuals with the best genes. The component arrangement analysis unit 7 converts the solid into component arrangement data and various accompanying design data, and displays the result on the analysis value display 8.
【0027】本発明で対象とする最適部品配置問題は、
得られた部品配置が次に述べる評価尺度に照らして良好
であることが基本となる。 (1)配線長 配線表に基づく部品間の総配線長を最小にする。 (2)部品の分布 部品が部分的に密集しないように均等に配置する。 (3)機能ブロック 部品を機能別にブロック化する。 また次のような制約項目もある。 (1)部品の重なり 部品は互いに重なってはならない。 (2)部品のはみ出し 部品はプリント板からはみ出してはならない。The problem of the optimal component placement targeted by the present invention is as follows.
Basically, the obtained component arrangement is good in light of the following evaluation scale. (1) Wiring length Minimize the total wiring length between components based on the wiring table. (2) Distribution of components Parts are evenly arranged so as not to be partially crowded. (3) Functional block Parts are divided into functional blocks. There are also the following restrictions. (1) Overlap of parts The parts must not overlap each other. (2) Protruding parts The parts must not protrude from the printed board.
【0028】図2は、プリント板10を横Nx個、縦N
y個の格子11として表示したものである。図2の例で
はNx=8、Ny=7である。各桝目12に1からNx
×Ny(=56)までの番号をつける。部品13はそれ
ぞれの大きさに応じて必要な数だけ桝目12を占有す
る。例えば、番号1の部品は桝目番号10、11、18
および19を、番号3の部品は同じく14および22を
占有している。FIG. 2 shows a printed circuit board 10 having a width Nx and a height N.
This is displayed as y grids 11. In the example of FIG. 2, Nx = 8 and Ny = 7. 1 to Nx for each square 12
Numbers up to × Ny (= 56) are assigned. The parts 13 occupy the cells 12 by a necessary number according to their sizes. For example, parts with number 1 are square numbers 10, 11, 18
And 19, and the part number 3 also occupies 14 and 22.
【0029】図2の例では部品の総数は9個である。こ
の状態を図3に示す遺伝子14で表現する。すなわち遺
伝子は部品個数の長さを持つ数列であり個々の数値は桝
目番号を示している。なお、複数個の桝目を占有する部
品については、部品の左上部に対応する桝目番号をもっ
てその部品の桝目番号とする。このようにして図2のプ
リント板を図3の遺伝子14で表すことができる。遺伝
子における桝目番号Mは(1≦M≦NxNy)の範囲で
任意であるが、そうすると次のような問題が生じる。す
なわち、次のような遺伝子は異常であり致死遺伝子と称
する。 (1)部品の重なり 1つの遺伝子内で同一の桝目番号があると、それらの部
品は重なっていることになる。また同一桝目番号でなく
ても、例えば、仮に6番の部品の桝目番号が45であっ
たとすると、これは2番の部品と重なっていることにな
る。 (2)部品のはみ出し 例えば、1番の部品の桝目番号が8とか16であると、
この部品の右半分はプリント板からはみ出していること
になる。また、49〜56であると、下半分がはみ出し
ていることになる。In the example of FIG. 2, the total number of parts is nine. This state is represented by gene 14 shown in FIG. That is, the gene is a sequence having the length of the number of parts, and each numerical value indicates a cell number. For a part occupying a plurality of cells, the cell number corresponding to the upper left corner of the part is used as the cell number of the part. Thus, the printed board of FIG. 2 can be represented by the gene 14 of FIG. The mesh number M in the gene is arbitrary within the range of (1 ≦ M ≦ NxNy), but this causes the following problem. That is, the following genes are abnormal and are called lethal genes. (1) Overlap of parts If the same mesh number exists in one gene, those parts are overlapped. Even if they are not the same mesh number, for example, if the mesh number of the sixth component is 45, this is the same as the second component. (2) Protruding parts For example, if the grid number of the first part is 8 or 16,
The right half of this part protrudes from the printed board. If it is 49 to 56, the lower half protrudes.
【0030】致死遺伝子は正当な部品配置を表現してい
ないので最終的には認められない。しかし、致死遺伝子
でも良好な遺伝的性質を持つことはあり得るので、遺伝
的操作の途中段階では存在可能である。遺伝子を多数個
集めたものが集団であり、個々の遺伝子は全て解の候補
(部品配置候補)である。The lethal gene does not represent a valid part arrangement and is ultimately not recognized. However, even a lethal gene can have good genetic properties and can be present in the middle of genetic manipulation. A collection of many genes is a group, and all the individual genes are solution candidates (part arrangement candidates).
【0031】先に述べた評価尺度については次のように
評価関数を規定する。 (1)配線長 部品間は配線表に基づいて配線されている。各配線の総
和を評価値とする。ここで配線長Hは面積距離のことで
次の(数1)のように定義される。For the above-described evaluation scale, an evaluation function is defined as follows. (1) Wiring length The components are wired based on the wiring table. The sum of each wiring is used as an evaluation value. Here, the wiring length H is an area distance and is defined as the following (Equation 1).
【0032】[0032]
【数1】 すなわちこの面積距離は、図4に示すように、部品1
5、16の基準位置間の水平距離Hxと垂直距離Hyの
積である。また配線長Wqの評価値は次の(数2)のよ
うに定義される。(Equation 1) That is, as shown in FIG.
This is the product of the horizontal distance Hx between the reference positions 5 and 16 and the vertical distance Hy. The evaluation value of the wiring length Wq is defined as the following (Equation 2).
【0033】[0033]
【数2】 (2)部品の分布 部品をできるだけ均等に配置する目的で次のように分布
度を定義する。全部品が占める桝目の数の、プリント板
桝目総数に対する割合を部品密度kとする。図2の例で
は部品1〜9までが占める桝目総数は18(部品1〜2
が桝目4、部品4〜5が桝目2、部品6〜9が桝目1を
占める)でプリント板桝目総数は56であるからk=1
8/56=0.321である。次に単位面積内の部品密
度kiを全て計算する。分布度の評価値Wdは次の(数
3)のように定義される。(Equation 2) (2) Distribution of components The distribution is defined as follows in order to arrange components as evenly as possible. The ratio of the number of squares occupied by all the parts to the total number of squares of the printed board is defined as the part density k. In the example of FIG. 2, the total number of cells occupied by parts 1 to 9 is 18 (parts 1 to 2).
Is square 4, parts 4 to 5 occupy square 2, and parts 6 to 9 occupy square 1.) The total number of squares in the printed board is 56, so k = 1.
8/56 = 0.321. Next, all the component densities k i within the unit area are calculated. The evaluation value Wd of the distribution is defined as the following (Equation 3).
【0034】[0034]
【数3】 図2の例で単位面積を3×3=9とすると桝目番号1、
2、3、9、10、11、17、18、19から構成さ
れる単位面積がi=1に対応しk1=4/9=0.44
4、桝目番号2、3、4、10、11、12、18、1
9、20から構成される単位面積がi=2に対応しk2
=4/9=0.444、桝目番号3、4、5、11、1
2、13、19、20、21から構成される単位面積が
i=3に対応しk3=2/9=0.222である。以下
1桝目ずつシフトしてi=30までの単位面積について
(数3)を計算する。 (3)グループ度 部品をいくつかのグループに分け、同一グループの部品
が同一場所に集まっている度合いをグループ度Wgと
し、次の(数4)のように定義する。(Equation 3) If the unit area is 3 × 3 = 9 in the example of FIG.
A unit area composed of 2, 3, 9, 10, 11, 17, 18, and 19 corresponds to i = 1 and k 1 = 4/9 = 0.44
4, cell number 2, 3, 4, 10, 11, 12, 18, 1
The unit area composed of 9, 20 corresponds to i = 2 and k 2
= 4/9 = 0.444, square numbers 3, 4, 5, 11, 1
The unit area composed of 2, 13, 19, 20, and 21 corresponds to i = 3, and k 3 = 2/9 = 0.222. Hereinafter, (Equation 3) is calculated for each unit area up to i = 30 by shifting each cell. (3) Group Degree The parts are divided into several groups, and the degree at which the parts of the same group are gathered at the same place is defined as the group degree Wg and defined as the following (Equation 4).
【0035】[0035]
【数4】 giの意味を図2の例を用いて説明する。部品1、4お
よび7をグループ1、部品2、5および8をグループ2
そして部品3、6および9をグループ3とする。そうす
るとグループ1の占める領域内(桝目番号10と43と
を対角とする長方形)には他グループの部品は存在しな
いのでg1=0、グループ2の占める領域内(桝目番号
28と47とを対角とする長方形)には他グループの部
品6(桝目占有1)が存在するのでg2=1、そしてグ
ループ3の占める領域内(桝目番号14と48とを対角
とする長方形)には他グループの部品5(桝目占有2)
が存在するのでg3=2である。したがつてこのケース
では、Wg=0+1+2+1=4である。ここで最後の
1は、giが全て0のときでもWgの逆数の存在を保証
するための便宜的なものである。(Equation 4) The meaning of g i will be described with reference to the example of FIG. 2. Parts 1, 4 and 7 are group 1, parts 2, 5 and 8 are group 2
Then, the components 3, 6, and 9 are set to a group 3. Then, since there is no part of another group in the area occupied by group 1 (rectangular shape with cell numbers 10 and 43 diagonally), g 1 = 0, and the area occupied by group 2 (cell numbers 28 and 47 Since there is a part 6 (mesh occupancy 1) of another group in the rectangle (diagonal rectangle), g 2 = 1, and in the area occupied by group 3 (rectangle with diagonal squares 14 and 48) Parts 5 of other group (Mask occupation 2)
, G 3 = 2. Therefore, in this case, Wg = 0 + 1 + 2 + 1 = 4. Here, the last 1 is for convenience to guarantee the existence of the reciprocal of Wg even when g i is all 0.
【0036】以上のように定義した評価値Wq、Wdお
よびWgはいずれも値が小さいほど良好な部品配置を示
すものである。この3つの評価値から適応度を求め、こ
の適応度に基づいて遺伝子の選択淘汰が行われる。適応
度は評価値が大きいほど小さくなるように決められてい
る。The evaluation values Wq, Wd, and Wg defined as described above indicate that the smaller the value, the better the component arrangement. The fitness is determined from the three evaluation values, and the selection of genes is performed based on the fitness. The fitness is determined so as to decrease as the evaluation value increases.
【0037】第一世代に於いては図3に示すような遺伝
子14を乱数を用いて無作為に集団サイズ数(本例では
50個)だけ生成する。すなわち、部品番号(図2、3
の例では1〜9)に対応して桝目番号(図2、3の例で
は1〜56)を桝目番号が重複しないように無作為に生
成してこれを1つの遺伝子とする。しかし、そうすると
次のような問題が生じる。その1つはプリント板上から
の部品のはみ出しである。例えば、1番の部品の桝目番
号が8とか16とかの8の倍数であると、この部品の右
半分はプリント板からはみ出していることになる。ま
た、桝目番号が49〜56であると、下半分がはみ出し
ていることになる。もう1つの問題は部品の重なりであ
る。桝目を2つ以上占有する部品があるためこの状況が
生じ得る。例えば、仮に6番の部品の桝目番号が45で
あったとすると、これは2番の部品と重なっていること
になる。例えば1番の部品はサイズが2×2であるから
プリント板の右端および最下段の桝目番号が与えられる
と、それだけで矛盾のある遺伝子すなわち致死遺伝子に
なってしまう。右端および最下段の桝目番号は全部で1
4個あるので1番の部品がプリント板からはみ出さない
確率は(56−14)/56である。次に2番の部品に
ついて考えてみると、プリント板からはみ出さない確率
は同様に(55−14)/55であるが、これに1番の
部品と重なる可能性を考慮することになる。1番部品の
近傍8個所がこれに該当する。(ただし1番部品がたま
たまプリント板の隅や端に配置された場合、該当個所は
8個所より少なくなる。)結局、1番および2番の部品
を無作為に配置するとして、はみ出しも重なりも起こら
ない確率は次の(数5)のようになる。In the first generation, the genes 14 as shown in FIG. 3 are generated at random by the number of groups (50 in this example) using random numbers. That is, the part number (FIGS. 2, 3)
In the example of (1) to (9), mesh numbers (1 to 56 in the examples of FIGS. 2 and 3) are randomly generated so that the mesh numbers do not overlap, and are generated as one gene. However, this causes the following problem. One of them is the protrusion of parts from the printed board. For example, if the mesh number of the first component is a multiple of 8 such as 8 or 16, the right half of this component will protrude from the printed board. If the cell numbers are 49 to 56, the lower half is protruding. Another problem is the overlap of parts. This situation can occur because some parts occupy more than one cell. For example, if the mesh number of the sixth component is 45, this means that the second component overlaps the second component. For example, the number 1 component has a size of 2 × 2, so if given the rightmost and lowermost cell numbers of the printed board, it alone becomes a contradictory gene, that is, a lethal gene. The cell numbers at the right end and the bottom row are 1 in total.
Since there are four, the probability that the first component does not protrude from the printed board is (56-14) / 56. Next, when considering the second component, the probability of not protruding from the printed board is also (55-14) / 55, but the possibility of overlapping with the first component is taken into consideration. Eight places near the first part correspond to this. (However, if the first part happens to be placed at the corner or edge of the printed board, the number of applicable parts will be less than eight places.) Eventually, if the first and second parts are arranged at random, the protrusion and overlap The probability of not occurring is as follows (Equation 5).
【0038】[0038]
【数5】 すなわち、サイズ8×7のプリント板上にサイズ2×2
の部品を2個配置するだけで約半数は致死遺伝子にな
る。さらに計算を続けて9個の部品を全部無作為に配置
すると図3に示したような健全な遺伝子が得られる確率
は約5×10-4となる。つまり、確率的には2000回
の試行でやっと1個の健全遺伝子が得られることにな
る。しかも、図2はプリント板の面積に比べて部品の占
める面積が相当小さい。実際のプリント板ではこの面積
比は倍以上になるが、そうなると健全遺伝子が得られる
確立は、実質的に0に等しい。そこで、この非能率を避
けるため、部品の逐次追加方式を採用する。逐次追加方
式とは、最初は部品数をごく少数とし、無作為に部品を
配置しても多数の遺伝子が健全であるようにすることで
ある。1世代の処理が終わる毎に集団中の健全遺伝子の
割合を調べ、この値がある値以上であったなら部品を1
個追加する。部品ははみ出し及び重なりが起こらない場
所に配置する。(Equation 5) That is, a size 2 × 2 on a size 8 × 7 printed board
By arranging only two parts, about half become lethal genes. If the calculation is continued and all nine parts are arranged at random, the probability of obtaining a healthy gene as shown in FIG. 3 is about 5 × 10 −4 . That is, stochastically, only one healthy gene can be obtained in 2000 trials. Moreover, in FIG. 2, the area occupied by the components is considerably smaller than the area of the printed board. In an actual printed circuit board, this area ratio is more than doubled, but the probability of obtaining a healthy gene is substantially equal to zero. Therefore, in order to avoid this inefficiency, a sequential addition method of parts is adopted. The sequential addition method is to reduce the number of parts to a very small number at first, and to make many genes sound even if parts are randomly arranged. Each time the processing of one generation is completed, the ratio of healthy genes in the population is checked.
Add. Parts should be placed where they do not protrude or overlap.
【0039】そして次の世代の処理を行い集団を進化さ
せる。健全遺伝子の割合が既定値に満たない場合は、部
品追加は行わずそのまま次の世代に進む。こうすること
によって、健全遺伝子の割合をある値に保ちながら、逐
次部品数が増え、最終的には指定された部品数に達す
る。この方法によれば、部品が規定数に達するまでは集
団の進化と部品の増加が平行して行われ、規定数に達し
た後は集団の進化だけが進行する。Then, the next generation is processed to evolve the population. If the ratio of healthy genes is less than the predetermined value, the process proceeds to the next generation without adding components. By doing so, the number of parts increases sequentially while maintaining the ratio of healthy genes at a certain value, and finally reaches the specified number of parts. According to this method, the evolution of the group and the increase of the parts are performed in parallel until the specified number of parts is reached, and after the specified number is reached, only the evolution of the group proceeds.
【0040】部品を追加する際、追加部品を無作為に選
択するよりは、次の基準に従って追加する方が能率が良
い。つまり致死遺伝子を発生させる要因の大きい部品を
優先的に追加する。初期に於いてはプリント板上に空の
場所がたくさんあるので致死遺伝子を発生させる要因の
大きい部品を配置しても実際の致死遺伝子発生率は低
い。この状態で集団を進化させ、追加許容度、つまり集
団の中の健全遺伝子の割合を増加させる。こうして世代
が進み、プリント板上の空の場所が少なくなってくると
追加許容度が低下してくるが、後になるほど致死遺伝子
発生要因の小さい部品が残ることになるので、全体とし
て能率の高い処理が実現できる。致死遺伝子発生要因の
大きい部品とは、一般にはサイズの大きい部品である
が、実際のプリント板では配線長などに制約条件の付い
た部品も対象となる。When parts are added, it is more efficient to add the parts according to the following criteria than to select the parts at random. In other words, parts having a large factor for generating a lethal gene are preferentially added. In the early stage, since there are many empty places on the printed board, the actual occurrence rate of the lethal gene is low even if components having a large factor for generating the lethal gene are arranged. The population evolves in this state, increasing the additional tolerance, ie the proportion of healthy genes in the population. In this way, as the generation progresses and the number of empty places on the printed board decreases, the tolerance for addition decreases, but later, parts with a small cause of lethal gene occurrence will remain, realizing highly efficient processing as a whole it can. A part having a large cause of lethal gene generation is generally a part having a large size. However, in an actual printed board, a part having a restriction condition such as a wiring length is also a target.
【0041】交叉あるいは突然変異によって部品の重な
り及びはみ出しの少なくとも一方を有する遺伝子が多数
生成される。特に手段を講じない限り、このような遺伝
子は適応度が低いのですぐに淘汰されてしまう。しかし
このような遺伝子でも本質的に劣っているものとは言い
切れない。部品の重なり及びはみ出しの部分のみを修正
すれば優秀な遺伝子であることが多いと考えられる。し
たがって欠陥部分だけを修正してそのような遺伝子でも
淘汰を免れるようにする。遺伝子情報に基づいて部品を
基板上に配置する時、その位置に既に部品が存在した
り、その位置に置くと基板上からはみ出してしまう場
合、その部品位置を上下左右4方向(あるいはこれに対
角方向4方向を加えて8方向)に移動してみる。その結
果、もしある位置に問題なくおける場合、部品をその位
置に置き、かつ、遺伝子もそれに対応するよう書き換え
る。修正の具体的な方法について以下に説明する。By crossover or mutation, a large number of genes having at least one of overlapping and protruding parts are generated. Unless special measures are taken, such genes have a low fitness and will be quickly eliminated. However, such a gene cannot be said to be essentially inferior. If only the overlapping and protruding parts of the parts are corrected, the gene is considered to be an excellent gene in many cases. Therefore, only the defective portion is corrected so that even such a gene can be prevented from being selected. When placing a part on a board based on genetic information, if the part already exists at that position, or if it is placed at that position and protrudes from the board, the part position is moved in four directions (up, down, left, right). Move in 8 directions by adding 4 angular directions). As a result, if there is no problem in a certain position, the part is placed in that position, and the gene is rewritten to correspond to it. A specific method of the correction will be described below.
【0042】図5において、4番部品を桝目番号35の
位置に置こうとした場合、右半分が既に置かれている1
番部品と重なってしまう。そこで位置を上下左右に動か
してみると、上もしくは左に1格子移動すれば問題無く
置けることがわかる。そこで、部品位置を上もしくは左
に移動し、遺伝子もそのように書き換える。このような
操作を全ての部品に対して実施する。In FIG. 5, when an attempt is made to place the fourth part at the position of the grid number 35, the right half is already placed.
It will overlap with the number part. Therefore, when the position is moved up, down, left, and right, it can be understood that if the position is moved up or left by one grid, it can be placed without any problem. Therefore, the part position is moved up or left, and the gene is rewritten as such. Such an operation is performed for all parts.
【0043】この場合部品を置く順序が問題となるが、
部品の重なり、プリント板からのはみ出し等配置の不都
合に対して影響の大きい部品、すなわち寸法の大きい部
品から先に配置する。ただ、このような修正処理は当然
万全ではなく、いかなる致死遺伝子でも全て健全遺伝子
に変える事が出来るわけではない。しかし、可能な限り
の修正処理を実施すれば、集団全体としてみれば著しい
効果がある。In this case, the order in which the parts are placed is a problem.
Parts that have a large influence on the inconvenience of the arrangement such as overlapping of parts and protrusion from the printed board, that is, parts having large dimensions are arranged first. However, such correction processing is of course not perfect, and not all lethal genes can be converted into healthy genes. However, if the correction processing is performed as much as possible, there is a remarkable effect as a whole group.
【0044】遺伝子情報に基づくと部品が配置が出来な
い時、当該部品位置を上下左右4方向(あるいはこれに
対角方向4方向を加えて8方向)に移動して、配置可能
か否かを調べ、最初に配置可能となった移動方向を採用
する。この時4方向(あるいは8方向)について調べる順
序は固定とせず乱数によって確率的に決定する。これに
よって移動方向がある方向に偏ることがなくなり、結果
的に遺伝子操作の多様性が増加し、もって遺伝子集団の
進化を効率的に行う。When the component cannot be arranged based on the genetic information, the position of the component is moved in four directions (up, down, left and right, or four directions in the diagonal direction to eight directions) to determine whether the part can be arranged. Investigate, and adopt the movement direction that can be arranged first. At this time, the order in which the four directions (or eight directions) are checked is not fixed but is determined stochastically by random numbers. As a result, the moving direction is not biased in a certain direction, and as a result, the diversity of gene manipulation increases, and thus the gene population is efficiently evolved.
【0045】図6は初期における遺伝子集団を示してい
る。この図は集団の中の遺伝子を最初の10個について
取り出したものである。この例では部品数が24個であ
るので遺伝子の長さは24である。1番目の遺伝子につ
いてみれば、1番部品は桝目番号30に、2番部品は桝
目番号33に、以下同様に配置されていることを示す。
また2番目の遺伝子についてみれば、1番部品は桝目番
号13に、2番部品は桝目番号39に、以下同様に配置
されていることを示す。遺伝子集団全体を見て判るよう
に、遺伝子の内容は、全体はもちろん部分的にも似てい
るものはない。これは、初期においては乱数を用いて遺
伝子を無作為に作成するためである。これらの遺伝子か
らなる集団に対して「選択淘汰」、「交叉」および「突
然変異」の遺伝的操作を繰り返し行うことにより、遺伝
子を進化させるわけであるが、遺伝子が進化するに連れ
て、必然的結果として似ている遺伝子が増えてくる。FIG. 6 shows the gene population at an early stage. This figure shows the first 10 genes in the population. In this example, since the number of parts is 24, the length of the gene is 24. In the case of the first gene, the first part is arranged in the mesh number 30 and the second part is arranged in the mesh number 33.
As for the second gene, the first part is arranged in mesh number 13, the second part is arranged in mesh number 39, and so on. As you can see from the whole gene population, the content of the gene is not entirely or partly similar. This is because a gene is randomly generated initially using random numbers. Genes are evolved by repeatedly performing genetic operations such as “selection selection”, “crossover” and “mutation” on a population consisting of these genes. As a result, similar genes increase.
【0046】図7は第25世代目の遺伝子集団のうち、
最初の10個の遺伝子を示したものである。図から判る
ように各遺伝子の内容は非常に良く似ており、1番遺伝
子と5番遺伝子等は内容が全く同一である。このように
内容が同一、もしくはほとんど同一の遺伝子を近親遺伝
子と称する。FIG. 7 shows the 25th generation gene population.
The first 10 genes are shown. As can be seen from the figure, the contents of each gene are very similar, and the contents of the first gene and the fifth gene are exactly the same. Genes having the same or almost the same content are referred to as closely related genes.
【0047】図8は横軸に世代数、縦軸に近親遺伝子数
をとってプロットしたものである。実線が同一内容遺伝
子数、点線が1個所のみ内容が異なる遺伝子数、1点鎖
線が2個所のみ内容が異なる遺伝子数である。図8から
判るように10世代目以前において既に近親遺伝子の発
生が見られ、10世代目を過ぎる頃一旦これが減少する
が、20世代目から再び急激な増加が見られ、30世代
目ごろ再び減少の傾向が見られるがその後もまた増加し
ている。同一内容の遺伝子間で交叉を行っても生成され
る遺伝子は親と同一となる。同一内容でなくても、よく
似た遺伝子間で交叉を行うと生成される遺伝子は親とよ
く似たものとなる。遺伝子集団が十分進化した結果とし
て、このような現象が生じているのであれば問題無い
が、そうでない場合、この現象は遺伝子集団の進化にと
って有害である。FIG. 8 is a plot of the number of generations on the horizontal axis and the number of closely related genes on the vertical axis. The solid line indicates the number of genes having the same content, the dotted line indicates the number of genes having different contents only in one place, and the chain line indicates the number of genes having different contents only in two places. As can be seen from FIG. 8, the generation of the closely related gene was already observed before the 10th generation, and once decreased after the 10th generation, it rapidly increased again from the 20th generation and decreased again around the 30th generation. However, it has been increasing since then. Even if crossover is performed between genes having the same content, the generated gene is the same as the parent. Even if they do not have the same contents, the genes generated when crossing between similar genes are very similar to the parent. There is no problem if such a phenomenon occurs as a result of sufficient evolution of the gene population, but otherwise, this phenomenon is detrimental to the evolution of the gene population.
【0048】この現象を抑制する目的で、交叉の対象と
なった遺伝子対について両遺伝子の内容を調べ、もし内
容が同一であったなら一方の遺伝子を内容が相違する他
の遺伝子と交換し交叉を実施する。あるいは、内容の相
違個所がある決められた数より少ない場合、一方の遺伝
子を内容の相違個所が決められた数より多い他の遺伝子
と交換し交叉を実施する。この処置によって遺伝子集団
の進化が能率的に行われる。In order to suppress this phenomenon, the contents of both genes are examined for the pair of genes to be crossed over, and if the contents are the same, one gene is exchanged for another gene having a different content to perform crossover. Is carried out. Alternatively, if the difference between the contents is less than a predetermined number, one gene is replaced with another gene whose number of the difference is larger than the predetermined number, and the crossover is performed. This treatment efficiently evolves the gene population.
【0049】図9はこの処置を行った場合の近親遺伝子
数の推移を示す。図9から判るように、第10世代目以
前に近親遺伝子発生の兆候が見られるが、その増加は抑
制されている。また20世代目頃からは近親遺伝子の数
が増加してくるが、抑制処置をしなかった場合に比べて
その数は相当少ない。FIG. 9 shows the change in the number of closely related genes when this treatment was performed. As can be seen from FIG. 9, signs of the occurrence of a closely related gene are seen before the tenth generation, but the increase is suppressed. From around the 20th generation, the number of closely related genes increases, but the number is considerably smaller than when no suppression treatment was performed.
【0050】図10は本発明における交叉法を説明する
ためのごく小規模なプリント板を示すもので、同図
(a)、(b)は遺伝子集団の中から交叉処理のために
任意に選択された父および母の1対の個体をそれぞれ示
す。本発明で用いる交叉法は遺伝子で表されたプリント
板上の部品の相対的位置関係を遺伝要素とする。FIGS. 10A and 10B show a very small printed board for explaining the crossover method in the present invention. FIGS. 10A and 10B are arbitrarily selected from the gene population for the crossover process. 1 shows a pair of individuals of a father and mother, respectively. The crossover method used in the present invention uses the relative positional relationship of parts on a printed board represented by a gene as a genetic element.
【0051】図11はこれらの個体の遺伝子表現であ
る。すなわち、遺伝子は桝目番号からなる情報列で構成
されている。図10に示すようにまず、交叉の対象とな
った個体父および母を乱数によって位置の決定された縦
横2本の直線で4つの部分に分割する。そして互いに対
角となる部分を同一領域とし2つの領域を定義する。つ
まり4つの部分のうち左上部分と右下部分とからなる領
域を第1の領域とし、残りの部分すなわち、右上部分と
左下部分からなる領域を第2の領域とする。なおここで
は領域の数を2とするが、縦横の分割線を複数個にする
ことによって領域の数を3もしくはそれ以上にすること
も出来る。FIG. 11 shows the gene expression of these individuals. That is, the gene is composed of an information sequence composed of mesh numbers. As shown in FIG. 10, first, the individual father and mother that are the targets of crossover are divided into four parts by two vertical and horizontal straight lines whose positions are determined by random numbers. Then, two areas are defined by setting the diagonal portions to be the same area. That is, of the four parts, an area composed of the upper left part and the lower right part is the first area, and the remaining part, that is, the area composed of the upper right part and the lower left part, is the second area. Although the number of regions is set to two here, the number of regions can be set to three or more by setting a plurality of vertical and horizontal dividing lines.
【0052】図12(a)、(b)に示す子孫である子
1および子2は次のようにして生成する。子1において
第1領域は父の第1領域と同一であり第2領域は母の第
2領域と同一である。一方、子2においては第1領域は
母の第1領域と同一であり第2領域は父の第2領域と同
一である。この処理によって図12(a)、(b)に示
す子1および子2が生成される。図13は、これに対応
した子1および子2の遺伝子を示すものである。The descendants 1 and 2 shown in FIGS. 12A and 12B are generated as follows. In the child 1, the first area is the same as the father's first area, and the second area is the same as the mother's second area. On the other hand, in the child 2, the first area is the same as the mother's first area, and the second area is the same as the father's second area. Through this processing, the child 1 and the child 2 shown in FIGS. 12A and 12B are generated. FIG. 13 shows the genes of child 1 and child 2 corresponding to this.
【0053】以上のような交叉法を全ての遺伝子対につ
いて実施すると、次のような問題が生じる。前段におけ
る説明から判るように第1領域部分は父から子1あるい
は母から子2に対して完全な複写が行われる。一方第2
領域部分は後に説明するように内容の変更が発生する。
複写部分が全ての遺伝子対について固定していることは
交差による遺伝子進化の多様性を阻害する要因となる。
そこで、遺伝子対毎に第1領域と第2領域の関係を逆転
させ、これによって「交叉」処理のプリント板上におけ
る均等化を図り、もって遺伝子集団の進化を効率的に行
う。When the above-described crossover method is performed for all gene pairs, the following problem occurs. As can be seen from the description in the preceding paragraph, the first area portion is completely copied from father to child 1 or from mother to child 2. While the second
The contents of the area portion are changed as described later.
The fact that the copy portion is fixed for all gene pairs is a factor inhibiting the diversity of gene evolution due to crossover.
Therefore, the relationship between the first region and the second region is reversed for each gene pair, whereby the "crossover" processing is equalized on the printed board, and the gene population is efficiently evolved.
【0054】このようにして生成された遺伝子をよく見
ると、遺伝子に異常を生じておりこれらは致死遺伝子で
ある。すなわち、子1においては4番および5番部品が
2個存在し2番および8番の部品が消滅している。ま
た、子2においては2番および8番部品が2個存在し4
番および5番の部品が消滅している。このような欠陥は
次のように修正する。まず子1に於いては、父から引き
継いだ第1領域はそのままとし、母から引き継いだ第2
領域に対して修正を施す。その部分の3番部品は問題無
いのでそのままとする。次の5番部品は既に第1領域に
存在しているので修正を要する。同様なことが第2領域
の4番部品についても言える。これらの部品番号を存在
していない部品番号に置き換える。すなわち5番を2番
に、4番を8番に変更する。子2に対しては母から引き
継いだ第1領域はそのままとし、以下同様の処理を行
う。このようにして修正した結果を図14(a)、
(b)にそれぞれ示す。図15は修正した結果の遺伝子
であり、これらの遺伝子はいずれも健全な遺伝子であ
る。Looking closely at the genes thus produced, the genes are abnormal and these are lethal genes. That is, in the child 1, there are two No. 4 and No. 5 parts, and No. 2 and No. 8 parts have disappeared. In the child 2, there are two No. 2 and No. 8 parts, and
The parts No. 5 and No. 5 have disappeared. Such a defect is corrected as follows. First, in the child 1, the first area inherited from the father is left as it is, and the second area inherited from the mother is
Make corrections to the area. There is no problem with the third part in that part, so it is left as it is. The next part No. 5 already needs to be corrected because it already exists in the first area. The same can be said for the fourth component in the second area. Replace these part numbers with non-existent part numbers. That is, the fifth is changed to the second and the fourth is changed to the eighth. For the child 2, the first area inherited from the mother is left as it is, and the same processing is performed thereafter. FIG. 14A shows the result of the correction in this manner.
(B) shows each. FIG. 15 shows the genes resulting from the correction, and these genes are all healthy genes.
【0055】以上の方法により致死遺伝子発生の無い交
叉処理が可能であるが、この方法の欠点は処理の過程で
交叉の原則から外れた修正処理を必要とすることであ
る。この不都合は図16(a)、(b)に示すように桝
目番号を付け替えることによって避ける事が出来る。す
なわち桝目番号は同一領域内で連続するようにする。番
号を付け替えることによって、父および母の遺伝子は図
17のようになる。なお、この遺伝子の定義は今まで述
べたものと違って、部品番号もしくは空白を桝目番号順
に並べた情報列からなっている。この遺伝子によると桝
目番号1〜6が第1領域で桝目番号7〜12が第2領域
となる。すなわち、交叉のための遺伝子の切断が領域の
境で行われるため領域自体の切断とならない。Although crossover processing without lethal gene generation is possible by the above method, a drawback of this method is that a correction process deviating from the principle of crossover is required in the process. This inconvenience can be avoided by changing the cell numbers as shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b). That is, the mesh numbers are consecutive within the same area. By renumbering, the genes of the father and mother are as shown in FIG. It should be noted that the definition of this gene is different from that described above, and is composed of an information sequence in which part numbers or blanks are arranged in the order of cell numbers. According to this gene, cell numbers 1 to 6 are the first area and cell numbers 7 to 12 are the second area. That is, since the gene for the crossover is cut at the boundary of the region, the gene itself is not cut.
【0056】図17に示した遺伝子は部品番号を遺伝子
情報としているため、これを順序情報に変換する必要が
ある。順序表現に変換するには番号順にならべられた部
品番号リストを定義し、各部品番号が残りのリストの何
番目にあるかによってこの番号を遺伝子とする。本例で
は部品数が8で空白数が4であるので最初のリストは次
のようになる。 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 番号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 部品番号 1 2 3 4 5 6 7 8 * * * * −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 図17の父の遺伝子を例に取ると、最初が空白であるの
で1番目の空白として番号9が与えられ、同時にリスト
から削除され番号は前づめにされる。従って新しいリス
トは次のようになる。 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 番号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 部品番号 1 2 3 4 5 6 7 8 * * * −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 次に6番部品はリストの6番目にあるので番号6が与え
られ、同時にリストから削除され番号は前づめにされ
る。従って新しいリストは次のようになる。 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 番号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 部品番号 1 2 3 4 5 7 8 * * * −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 次に4番部品はリストの4番目にあるので番号4が与え
られ、同時にリストから削除され番号は前づめにされ
る。従って新しいリストは次のようになる。 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 番号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 部品番号 1 2 3 5 7 8 * * * −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 次に5番部品はリストの4番目にあるので番号4が与え
られ、同時にリストから削除され番号は前づめにされ
る。従って新しいリストは次のようになる。 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 番号 1 2 3 4 5 6 7 8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 部品番号 1 2 3 7 8 * * * −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 次に1番部品はリストの1番目にあるので番号1が与えら
れ、同時にリストから削除され番号は前づめにされる。
以下同様にして次のような数列が得られる。 父 9、6、4、4、1、5、4、4、4、2、1、1 母 8、8、8、1、1、4、5、1、4、2、2、1 これが図18に示す順序表現された遺伝子である。この
遺伝子に対して、交叉処理の原則を適用し父の第1領域
と母の第2領域とを組み合わせて子1を、母の第1領域
と父の第2領域とを組み合わせて子2を生成する。この
ようにして生成された遺伝子を図19に示す。図19の
遺伝子は当然、順序表現されたものであるから、前記変
換と逆の手順によって部品番号遺伝子に逆変換する。図
20は逆変換された部品番号を情報とする遺伝子であ
る。この遺伝子基づいて子1および子2をプリント板と
して表現したのが図21(a)、(b)である。これ
は、図21を見て判るように、部品の欠落も重複ものな
い健全なプリント板である。また、父母から遺伝子の一
部を引き継いでいることも判る。Since the gene shown in FIG. 17 uses a part number as gene information, it is necessary to convert this into order information. In order to convert to an ordinal expression, a part number list arranged in numerical order is defined, and this number is used as a gene according to the order of each part number in the remaining list. In this example, since the number of parts is 8 and the number of blanks is 4, the first list is as follows. -------------------------------------------------------------------------- No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ---------------------- −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Part No. 1 2 3 4 5 6 7 8 * * * * * −−−−−−−−−−−−−−−−−− −−−−−−−−−−−−−−− When taking the father's gene in FIG. 17 as an example, the first is a blank, so number 9 is given as the first blank, and at the same time, it is deleted from the list and the number becomes To be presumed. So the new list looks like this: −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− No.1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 10 11 −−−−−−−−−−−−− −−−−−−−−−−−−−−−−− Part number 1 2 3 4 5 6 7 8 * * * −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Next, since the 6th part is in the sixth position in the list, the number 6 is given, and at the same time, the part is deleted from the list and the number is set in advance. So the new list looks like this: -------------------------------------------------------------------------- Number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 10---------------------------------------------------------------------- −−−−−−−−−−−− Part number 1 2 3 4 5 7 8 * * * * −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− The fourth part is assigned the number 4 since it is the fourth part in the list, and is deleted from the list at the same time, and the number is set in advance. So the new list looks like this: --------------------------------------------------------------------------- Number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ------------------------ −−−−−− part number 1 2 3 5 7 8 * * * −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Next, the 5th part is the fourth in the list. , The number 4 is given, and at the same time it is removed from the list and the number is brought forward. So the new list looks like this: −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− No.1 2 3 4 5 6 7 8 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− -Part number 1 2 3 7 8 * * * --------------------------- At the same time, they are removed from the list and the numbers are made up front.
In the same manner, the following sequence is obtained. Father 9, 6, 4, 4, 1, 5, 4, 4, 4, 2, 1, 1 Mother 8, 8, 8, 1, 1, 4, 5, 1, 4, 2, 2, 1 18 are genes expressed in order. Applying the principle of crossover processing to this gene, the child 1 is obtained by combining the first region of the father and the second region of the mother, and the child 2 is obtained by combining the first region of the mother and the second region of the father. Generate. The gene thus generated is shown in FIG. Since the genes in FIG. 19 are naturally expressed in order, they are inversely converted to the part number genes by the reverse procedure of the conversion. FIG. 20 shows genes whose information is the inversely converted part numbers. FIGS. 21A and 21B show the child 1 and the child 2 as printed boards based on this gene. This is a sound printed board with no missing parts and no duplication as seen in FIG. It also shows that some of the genes have been inherited from their parents.
【0057】以上のような交叉法を全ての遺伝子対につ
いて実施すると、次のような問題が生じる。前段におけ
る説明から判るように第1領域部分は父から子1あるい
は母から子2に対して完全な複写が行われる。一方第2
領域部分は後に説明するように内容の変更が発生する。
複写部分が全ての遺伝子対について固定していることは
交差による遺伝子進化の多様性を阻害する要因となる。
そこで、遺伝子対毎に第1領域と第2領域の関係を逆転
させ、これによって「交叉」処理のプリント板上におけ
る均等化を図り、もって遺伝子集団の進化を効率的に行
う。When the above-described crossover method is performed for all gene pairs, the following problem occurs. As can be seen from the description in the preceding paragraph, the first area portion is completely copied from father to child 1 or from mother to child 2. While the second
The contents of the area portion are changed as described later.
The fact that the copy portion is fixed for all gene pairs is a factor inhibiting the diversity of gene evolution due to crossover.
Therefore, the relationship between the first region and the second region is reversed for each gene pair, whereby the "crossover" processing is equalized on the printed board, and the gene population is efficiently evolved.
【0058】このように、本発明の遺伝的アルゴリズム
を用いた部品配置装置によれば、どんなに複雑なモデル
を構築した場合でも、適応度の算出方法さえ明確であれ
ば、遺伝子表現された解候補の集団に対してあらかじめ
定められた遺伝的操作を行うだけで最適解あるいは準最
適解を求めることができる。As described above, according to the component placement apparatus using the genetic algorithm of the present invention, no matter how complicated the model is constructed, if the method of calculating the fitness is clear, the solution candidate represented by the gene is expressed. An optimal solution or a sub-optimal solution can be obtained only by performing a predetermined genetic operation on the group of.
【0059】また、本発明の部分修正法を用いた遺伝的
アルゴリズムによる部品配置設計支援装置によれば、交
叉あるいは突然変異によって生じた致死遺伝子であって
も、当該遺伝子が潜在的に優れた遺伝子であるならば、
これに部分的修正を施こすことによってこれの優良な遺
伝的性質を高い確率で次世代に継承することが出来、最
適解あるいは準最適解を高速で求めることができる。Further, according to the component placement design support apparatus based on the genetic algorithm using the partial modification method of the present invention, even if the gene is a lethal gene caused by crossover or mutation, the gene is a potentially superior gene. If it is,
By applying a partial correction to this, it is possible to pass on its excellent genetic properties to the next generation with a high probability, and it is possible to obtain an optimal solution or a sub-optimal solution at a high speed.
【0060】さらに、本発明の近親交叉制限法を用いた
遺伝的アルゴリズムによる部品配置設計支援装置によれ
ば、遺伝子集団の進化の途中、近親遺伝子が生じても近
親遺伝子間の交叉が制限されているため、近親遺伝子が
連鎖的に増加することなく、良好な進化状態を維持出
来、最適解あるいは準最適解を高速で求めることができ
る。Furthermore, according to the component placement design support apparatus of the present invention based on a genetic algorithm using the kinship crossing restriction method, even if a kin gene occurs during the evolution of the gene population, the crossover between the kin genes is restricted. Therefore, a good evolutionary state can be maintained without increasing the number of closely related genes, and an optimal solution or a suboptimal solution can be obtained at high speed.
【0061】さらに、本発明の交叉法を用いた遺伝的ア
ルゴリズムによる部品配置設計支援装置によれば、部品
相互間の相対的位置関係に対してどのような設計条件を
設定しても、適応度の算出方法さえ明確であれば、遺伝
子表現された解候補の集団に対してあらかじめ定められ
た遺伝的操作を行うだけで最適解あるいは準最適解を高
速で求めることができる。Furthermore, according to the component placement design support apparatus of the present invention based on a genetic algorithm using the crossover method, even if any design condition is set for the relative positional relationship between components, the adaptability can be improved. As long as the calculation method is clear, an optimal solution or a sub-optimal solution can be obtained at a high speed only by performing a predetermined genetic operation on a group of solution candidates represented by a gene.
【0062】[0062]
【発明の効果】本発明によれば、基板上における良好な
部品配置を短時間で決定することのできる部品配置設計
支援装置及び部品配置方法を得ることができる。According to the present invention, it is possible to obtain a component placement design support apparatus and a component placement method capable of determining a good component placement on a board in a short time.
【図1】本発明に係る部品配置設計支援装置の一実施例
を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a component placement design support apparatus according to the present invention.
【図2】本発明の適用例を示したプリント板を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a printed board showing an application example of the present invention.
【図3】本発明の適用例を示した遺伝子表現を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a gene expression showing an application example of the present invention.
【図4】本発明で用いた面積距離の定義を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a definition of an area distance used in the present invention.
【図5】本発明で用いた部分修正法の説明を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a description of a partial correction method used in the present invention.
【図6】初期の遺伝子集団の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an initial gene population.
【図7】第25世代目の遺伝子集団の一例を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing an example of a 25th generation gene population.
【図8】世代数と近親遺伝子数との関係を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the number of generations and the number of closely related genes.
【図9】処置後の世代数と近親遺伝子数との関係を示す
図である。FIG. 9 shows the relationship between the number of generations after treatment and the number of closely related genes.
【図10】(a)、(b)はそれぞれ父母の個体を示す
基板モデルの例である。FIGS. 10A and 10B are examples of board models each showing a parent and a mother;
【図11】父母の個体の遺伝子表現を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a gene expression of a parent individual.
【図12】(a)、(b)はそれぞれ子の個体を示す基
板モデルの例である。FIGS. 12A and 12B are examples of board models each showing a child;
【図13】子の個体の遺伝子表現を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing gene expression of a child individual.
【図14】(a)、(b)はそれぞれ子の個体を示す基
板モデルの例である。FIGS. 14A and 14B are examples of board models each showing a child;
【図15】子の個体の遺伝子表現を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a gene expression of a child individual.
【図16】(a)、(b)はそれぞれ父母の個体を示す
基板モデルの例である。FIGS. 16A and 16B are examples of board models each showing a parent and a mother;
【図17】父母の個体の遺伝子表現を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a gene expression of a parent individual.
【図18】父母の個体の遺伝子表現を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a gene expression of a parent individual.
【図19】子の個体の遺伝子表現を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing gene expression of a child individual.
【図20】子の個体の遺伝子表現を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing gene expression of a child individual.
【図21】(a)、(b)はそれぞれ子の個体を示す基
板モデルの例である。FIGS. 21A and 21B are examples of board models each showing an individual child;
1 部品配置設計支援装置 2 入力装置 3 記憶装置 4 部品配置解析装置 5 初期集団発生装置 6 集団プール 7 部品配置解析部 8 解析値表示器 9 部品配置候補生成部 REFERENCE SIGNS LIST 1 component placement design support device 2 input device 3 storage device 4 component placement analysis device 5 initial group generator 6 group pool 7 component placement analyzer 8 analysis value display 9 component placement candidate generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和夫 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立アドバンストシステムズ内 (72)発明者 土井 英幸 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立アドバンストシステムズ内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuo Sato 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Hitachi Advanced Systems Co., Ltd. (72) Inventor Hideyuki Doi 216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stock Hitachi Advanced Systems, Inc.
Claims (20)
記憶装置と、複数の部品配置候補を発生する部品配置候
補発生部と、前記部品情報に基づいて前記複数の部品配
置候補から次世代の複数の部品配置候補を生成し、前記
複数の次世代の部品配置候補から次々世代の複数の部品
配置候補を生成し、これを繰り返すことによって第n世
代の複数の部品配置候補を生成する部品配置候補生成部
とを備え、前記第n世代の複数の部品配置候補の中から
最終的な部品配置位置を決定するよう構成したことを特
徴とする部品配置設計支援装置。1. A storage device for storing component information to be placed on a board, a component placement candidate generating unit that generates a plurality of component placement candidates, and a next generation device from the plurality of component placement candidates based on the component information. A plurality of component placement candidates of the next generation are generated from the plurality of next-generation component placement candidates, and a plurality of component placement candidates of the n-th generation are generated by repeating this. A component placement design support device, comprising: a placement candidate generation unit, configured to determine a final component placement position from the plurality of nth generation component placement candidates.
理の途中で部品を追加して前記第n世代の部品配置候補
を生成することを特徴とする請求項1記載の部品配置設
計支援装置。2. The component placement design support apparatus according to claim 1, wherein the component placement candidate generating unit generates the nth generation component placement candidate by adding a component during the repetitive processing.
順に行うことを特徴とする請求項2記載の部品配置設計
支援装置。3. The component placement design support apparatus according to claim 2, wherein the component addition is performed in the order of the component having the largest restriction.
板上からの部品のはみ出しが生じないように行うことを
特徴とする請求項2記載の部品配置設計支援装置。4. The component placement design support apparatus according to claim 2, wherein the addition of the component is performed so that the component does not overlap and the component does not protrude from the substrate.
ことによって予め用意した複数の部品配置候補に対応す
る次世代の部品配置候補を複数生成し、前記複数の次世
代の部品配置候補に対応する次々世代の部品配置候補を
複数生成し、これを繰り返すことによって第n世代の部
品配置候補を複数生成し、前記第n世代の複数の部品配
置候補の中から部品配置位置を選択するよう構成したこ
とを特徴とする部品配置設計支援装置。5. A plurality of next-generation component placement candidates corresponding to a plurality of previously prepared component placement candidates are generated by referring to component information to be placed on a board, and the plurality of next-generation component placement candidates are generated. A plurality of corresponding next-generation component placement candidates are generated, and by repeating this, a plurality of n-th generation component placement candidates are generated, and a component placement position is selected from the plurality of n-th generation component placement candidates. A component placement design support device characterized by being constituted.
特徴とする請求項5記載の部品配置設計支援装置。6. The component placement design support apparatus according to claim 5, wherein said board is a printed board.
状のデータを含むことを特徴とする請求項5記載の部品
配置設計支援装置。7. The component placement design support apparatus according to claim 5, wherein the component information includes data of a size and a shape of the component.
装置と、部品配置候補を表す遺伝子を複数発生する初期
集団発生装置と、前記部品情報を参照し遺伝子操作によ
って前記複数の遺伝子から次世代の遺伝子を複数生成
し、更に遺伝子操作によって前記複数の次世代の遺伝子
から次々世代の遺伝子を複数生成し、これを繰り返すこ
とによって第n世代の遺伝子を複数生成する遺伝子生成
部とを備え、前記第n世代の複数の遺伝子の中から選択
した遺伝子に係る部品配置候補を基板上への最終的な部
品配置位置とするよう構成したことを特徴とする部品配
置設計支援装置。8. A device for storing component information to be placed on a substrate, an initial population generating device for generating a plurality of genes representing component placement candidates, and a gene manipulation by referring to the component information to generate a next gene from the plurality of genes. A plurality of genes of the next generation, further comprising a plurality of genes of the next generation from the plurality of next-generation genes by genetic manipulation, and a gene generator for generating a plurality of n-th gene by repeating this, A component placement design support device, wherein a component placement candidate related to a gene selected from the plurality of nth generation genes is set as a final component placement position on a substrate.
記憶装置と、前記部品情報を参照することによって予め
用意した複数の部品配置候補に対応する次世代の部品配
置候補を複数生成し、前記複数の次世代の部品配置候補
に対応する次々世代の部品配置候補を複数生成し、これ
を繰り返すことによって第n世代の部品配置候補を複数
生成し、前記第n世代の複数の部品配置候補の中から選
択した最終的な部品配置位置を部品配置データとして出
力する部品配置解析装置と、前記部品配置データを表示
する表示器を備えたことを特徴とする部品配置設計支援
装置。9. A storage device for storing component information to be placed on a substrate, and a plurality of next-generation component placement candidates corresponding to a plurality of component placement candidates prepared in advance by referring to the component information, A plurality of next-generation component placement candidates corresponding to the plurality of next-generation component placement candidates are generated, and by repeating this, a plurality of n-th generation component placement candidates are generated, and the plurality of n-th generation component placement candidates are generated. A component arrangement analysis device for outputting the final component arrangement position selected from the above as component arrangement data, and a display for displaying the component arrangement data.
置候補を遺伝子で表現し、前記遺伝子を遺伝的操作によ
って進化させて第n世代の部品配置候補を複数生成する
ことを特徴とする請求項9記載の部品配置設計支援装
置。10. The component placement analysis device according to claim 1, wherein the component placement candidate is represented by a gene, and the gene is evolved by a genetic operation to generate a plurality of nth generation component placement candidates. 9. The component arrangement design support device according to item 9.
ることによって予め用意した複数の部品配置候補から次
世代の部品配置候補を複数生成する工程と、前記複数の
次世代の部品配置候補から次々世代の部品配置候補を複
数生成する工程と、これを繰り返すことによって第n世
代の部品配置候補を複数生成する工程と、前記第n世代
の複数の部品配置候補の中から最終的な部品配置位置を
決定する工程とを有することを特徴とする部品配置方
法。11. A step of generating a plurality of next-generation component arrangement candidates from a plurality of component arrangement candidates prepared in advance by referring to component information arranged on a substrate; A step of generating a plurality of component placement candidates of the next-next generation, a step of generating a plurality of component placement candidates of the n-th generation by repeating this, and a final component placement from the plurality of component placement candidates of the n-th generation Determining a position.
ちの少なくとも一つは、部品を追加する工程を含むもの
であることを特徴とする請求項11記載の部品配置方
法。12. The component placement method according to claim 11, wherein at least one of the steps of generating the component placement candidate includes a step of adding a component.
の順に行うことを特徴とする請求項12記載の部品配置
方法。13. The component placement method according to claim 12, wherein the component addition is performed in the order of the component having the largest restriction.
び基板上からの部品のはみ出しが生じないように行うこ
とを特徴とする請求項12記載の部品配置方法。14. The component placement method according to claim 12, wherein the addition of the component is performed so that the component does not overlap and the component does not protrude from the substrate.
不可避的に生じる配置状態の違反に対して部分的修正を
加える工程を含むことを特徴とする請求項11記載の部
品配置方法。15. The step of generating the component placement candidate comprises:
12. The component arranging method according to claim 11, further comprising a step of partially correcting an unavoidable violation of the arrangement state.
する工程と、基板上に配置される部品情報を参照し遺伝
子操作によって前記複数の遺伝子から次世代の遺伝子を
複数生成する工程と、更に遺伝子操作によって前記複数
の次世代の遺伝子から次々世代の遺伝子を複数生成する
工程と、これを繰り返すことによって第n世代の遺伝子
を複数生成する工程と、前記第n世代の複数の遺伝子の
中から選択した遺伝子に係る部品配置候補を最終的な部
品配置位置とする工程とを有することを特徴とする部品
配置方法。16. A step of generating a plurality of genes representing candidate component arrangements; a step of generating a plurality of next-generation genes from the plurality of genes by genetic manipulation with reference to component information arranged on a substrate; A step of generating a plurality of next-generation genes from the plurality of next-generation genes by an operation, a step of generating a plurality of n-th generation genes by repeating this, and selecting from the plurality of n-th generation genes As a final component placement position for the component placement candidate relating to the selected gene.
よび突然変異のうちの少なくとも一つを行うものである
ことを特徴とする請求項16記載の部品配置方法。17. The component placement method according to claim 16, wherein the genetic operation performs at least one of selection, crossover, and mutation.
により発生した致死遺伝子を部品の部分的移動によって
修正することを特徴とする請求項17記載の部品配置方
法。18. The method according to claim 17, wherein the lethal gene generated by the genetic manipulation of the crossover or mutation is corrected by a partial movement of the part.
前記遺伝子対の内容の相違度によって決定することを特
徴とする請求項17記載の部品配置方法。19. The component placement method according to claim 17, wherein the gene pair to be subjected to the crossover processing is determined based on the difference between the contents of the gene pair.
し、各領域内の部品を交換する工程を含むことを特徴と
する請求項16記載の部品配置方法。20. The method according to claim 16, further comprising the step of dividing the plane of the substrate into two regions and exchanging components in each region.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9337843A JPH11154171A (en) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | Component placement design support device and component placement method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9337843A JPH11154171A (en) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | Component placement design support device and component placement method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11154171A true JPH11154171A (en) | 1999-06-08 |
Family
ID=18312502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9337843A Pending JPH11154171A (en) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | Component placement design support device and component placement method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11154171A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101164364B1 (en) | 2010-02-23 | 2012-07-09 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Design apparatus for electronic device, computer-readable recording medium having program for designing electronic device, and method of designing electronic device |
| JP2013008089A (en) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Hitachi Ltd | Calculation method for configuration pattern of computer system, and calculation device for configuration pattern |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP9337843A patent/JPH11154171A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101164364B1 (en) | 2010-02-23 | 2012-07-09 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Design apparatus for electronic device, computer-readable recording medium having program for designing electronic device, and method of designing electronic device |
| JP2013008089A (en) * | 2011-06-22 | 2013-01-10 | Hitachi Ltd | Calculation method for configuration pattern of computer system, and calculation device for configuration pattern |
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