正确的自动布線(xiàn)算法可(kě)以成就或破坏您的下一个 PCB

2021-06-18

正确的自动布線(xiàn)算法可(kě)以成就或破坏您的下一个 PCB

如果您是一名称职的程序员，您将看到如何将不同的算法扩展到任何级别，包括自动路由算法。但是有(yǒu)了正确的 EDA 软件，您就不必不断重新(xīn)发明轮子了。

使用(yòng)自动布線(xiàn)器帮助布局下一个 PCB 可(kě)以帮助您节省时间并保持理(lǐ)智。不幸的是，由于设计功能(néng)之间缺乏集成，自动布線(xiàn)算法在过去 30 年中几乎没有(yǒu)创新(xīn)。使用(yòng)正确的设计软件和一些简单的设计策略，您可(kě)以将布線(xiàn)能(néng)力提升到一个新(xīn)的水平。

自动路由算法：过去和现在

如果您对用(yòng)于自动布線(xiàn)器的算法进行快速搜索，您会发现您面前有(yǒu)很(hěn)多(duō)阅读材料。许多(duō)这些自动布線(xiàn)算法是过去的遗物(wù)，它们说明了设计自动化如何未能(néng)跟上人类的创造力。A 将在开始布局时利用(yòng)他(tā)们的经验，他(tā)们可(kě)以预见并避免糟糕的设计选择。

在数學(xué)上，自动路由是旅行商(shāng)问题的一个变體(tǐ)。您正在尝试在指定某些约束的同时确定位置之间的最短路線(xiàn)。PCB 布線(xiàn)的问题要复杂得多(duō)，因為(wèi)每条走線(xiàn)都是一个推销员：您正试图為(wèi)成千上万的推销员解决问题。此外，禁止每条迹線(xiàn)与另一条迹線(xiàn)使用(yòng)相同的路径。人们很(hěn)快就会看到这个问题是如何变得非常复杂的。

有(yǒu)许多(duō)算法已被用(yòng)来解决这个问题。可(kě)以说，最近最成功的自动布線(xiàn)算法是河流布線(xiàn)，因為(wèi)它甚至可(kě)以使用(yòng)板层并减少对过孔的依赖。其他(tā)流行的算法是随机或定向搜索算法，但这些算法需要大量时间，因為(wèi)它们本质上依赖于反复试验。

自动布線(xiàn)算法存在一个严重的缺陷，阻碍了它们在具有(yǒu)关键设计约束的更复杂的電(diàn)路板上的采用(yòng)：它们不允许将他(tā)们的经验注入布線(xiàn)过程。那些这样做的人通常需要复杂的设置并且不会产生最佳结果。这就是一种称為(wèi)交互式布線(xiàn)的半自动化技术对于提高设计效率变得至关重要的地方。

交互式路由还是自动路由？

我见过新(xīn)手设计师交替使用(yòng)这些术语（我自己曾经為(wèi)此感到内疚）。这两种布線(xiàn)方案都使用(yòng)不同的自动布線(xiàn)算法在整个電(diàn)路板上铺设走線(xiàn)，但正确使用(yòng)这些工具需要注入一定程度的经验和简单的设计选择才能(néng)获得最佳结果。

与自动布線(xiàn)相比，交互式布線(xiàn)需要用(yòng)户的一些输入才能(néng)在组件之间放置走線(xiàn)。设计人员沿互连路径选择几个点，设计软件沿途铺设迹線(xiàn)，同时检查每一步的设计规则。最好的交互式路由器将向您显示沿途每条轨迹的叠加层，从而轻松查看轨迹沿途到达目的地的确切路径。

有(yǒu)效地使用(yòng)这些工具中的任何一个都需要一些遠(yuǎn)见，或者可(kě)能(néng)需要引脚交换和栅极交换以防止交叉迹線(xiàn)或过度依赖过孔。在某些情况下，自动布線(xiàn)器可(kě)能(néng)无法以满足您的设计规则的方式在网络中铺设任何走線(xiàn)。这在布線(xiàn)具有(yǒu)大量差分(fēn)对的网络时尤其成问题。走線(xiàn)间距加上走線(xiàn)長(cháng)度不匹配规则很(hěn)容易导致自动布線(xiàn)器出现故障，需要您更改布局策略。

除了明智地使用(yòng)引脚交换之外，旋转组件等简单更改可(kě)以帮助您防止走線(xiàn)在信号层内交叉或填满，并减少对过孔的依赖。如果您仍然无法让自动布線(xiàn)器正常工作，您可(kě)能(néng)最好使用(yòng)交互式布線(xiàn)器，因為(wèi)这将根据您的设计规则实时检查您的布線(xiàn)选择。

自动交互路由：两全其美

PCB 布線(xiàn)的最新(xīn)范例是自动交互式布線(xiàn)。这种类型的自动布線(xiàn)将高端自动布線(xiàn)算法与交互式布線(xiàn)相结合，帮助您平衡缩短的布線(xiàn)时间和满足您需求的精确设计。这种类型的工具允许您在同时在信号网络中布線(xiàn)多(duō)条迹線(xiàn)时避开障碍物(wù)和其他(tā)多(duō)边形。

此类工具的交互部分(fēn)允许用(yòng)户选择互连或信号网络的源和目标之间的特定布線(xiàn)点。自动布線(xiàn)器部分(fēn)然后在这些点之间自动布線(xiàn)。这允许设计人员在利用(yòng)典型自动布線(xiàn)器的主要省时功能(néng)的同时将他(tā)们的经验注入到布線(xiàn)过程中。

当此工具在规则驱动的设计引擎之上与您的其他(tā)设计功能(néng)集成时，将执行布線(xiàn)步骤，同时检查每个信号网络的关键设计规则。这种类型的集成工具还允许您通过过孔布線(xiàn)以利用(yòng)内部信号层。

您可(kě)以使用(yòng)自动交互式路由器轻松实现这种类型的路由方案

随着 PCB 变得越来越复杂，设计人员需要他(tā)们能(néng)找到的所有(yǒu)工具来帮助提高他(tā)们的生产力。Altium Designer ® 中的自动布線(xiàn)功能(néng)与您的其他(tā)设计工具直接集成。Altium Designer 中的所有(yǒu)设计功能(néng)均使用(yòng)单一界面中的单一规则驱动设计引擎构建。Active Route 包将交互式布線(xiàn)的自动化和精度提升到一个新(xīn)的水平，帮助您在更短的时间内设计出最好的電(diàn)路板。