ActiveRoute

板级设计中最耗时的阶段之一就是为网络进行布线。规则系统负责处理设计约束，例如线宽、过孔尺寸、间距等，但要完成整块板的全布线，仍需要设计人员放置成千上万段走线线段。

自动布线器可以缓解这种痛点，但通常被认为不够理想 ，原因包括：

• 它们无法正确考虑人类设计者在布线时会本能应用的大量细微设计约束。
• 完整配置所需时间过长，以至于很多时候直接交互式布线反而更高效。
• 后续清理可能非常漫长且困难，以至于很多时候交互式布线反而更高效。

PCB 布线的“圣杯”是在设计者可控的前提下，快速产出满足设计规则的高质量结果。这正是 ActiveRoute 试图实现的挑战。

什么是 ActiveRoute？

ActiveRoute 是一种自动化的交互式布线技术，提供高效的多网络布线算法，并应用于你所选择的特定网络或连接。ActiveRoute 还允许设计者交互式地定义一条布线路径或 Guide（引导线），从而定义 the river 新走线将沿其流动的路径。

使这种方法显著优于“常规交互式布线 + 自动布线”组合的关键 ActiveRoute 特性包括：

• 自动优化从引脚/过孔阵列中引出的逃逸走线——这是手工布线中最耗时的部分。
• 高性能——信号网络每条布线用时 < 1 秒。
• 遵守按网络与网络类设置的线宽、间距、层、拓扑与房间等设计规则，并遵循优先级。
• 可同时在多层上布线，并将走线分布到这些层上。
• 直观的 Route Guide（布线引导），设计者可用它来引导走线的放置。
• 采用 River Route（河流式布线）方法，在无需过孔的情况下获得较高的完成率。
• 能够穿过多边形平面并重新铺铜（如果启用了重新铺铜选项）。
• 同时支持单端网络与差分对网络。
• 最后使用强大的 glossing 工具进一步减少拐角并缩短走线。

PCB ActiveRoute 面板

ActiveRoute 遵循 PCB 设计规则中定义的条件与限制，因此使用它只需选择感兴趣的连接或网络 并运行即可。它确实有一些特定的控制功能，可在 PCB ActiveRoute 面板中配置。该 PCB ActiveRoute 面板用于配置并操作 ActiveRoute 提供的各项功能，包括：执行交互式 ActiveRoute；定义 Route Guide 以及其中走线的间距；启用自动长度调谐；以及启用自动引脚互换。强烈建议在开始 ActiveRoute 之前先打开 PCB ActiveRoute 面板。

当 PCB 为活动文档时，打开 PCB ActiveRoute 面板的方法： 

• 点击工作区右下角的  按钮，然后 选择 PCB ActiveRoute 菜单选项。

• 点击 View » Panels » PCB ActiveRoute。

使用 PCB ActiveRoute 面板来控制 ActiveRoute 过程。

PCB ActiveRoute 面板用于：

• 启用 ActiveRoute 可用于布线连接的信号层。
• 对所选连接执行 ActiveRoute。
• 启用 ActiveRoute 后的 Glossing 处理。
• 定义 Route Guide。
  • 配置希望在 Route Guide 内使用的走线间距（track-to-track spacing）。
• 配置并启用对 ActiveRoute 放置的走线进行长度调谐。
• 配置 Meander（蛇形）选项，使 ActiveRoute 定义更长的布线路径，这可能有助于提高完成率。
• 配置并启用引脚互换。ActiveRoute 可在布线过程中进行引脚互换，以帮助提升布线质量。

该 PCB ActiveRoute 面板内容按可折叠分区组织，每个分区标题旁的 ► 图标用于展开/折叠。下方包含的属性控制信息也按对应分区排列，并以相同方式展开/折叠各分区。

Additional ActiveRoute Features

ActiveRoute 是一种自动化的交互式布线器， 使用它简单直接： 选择连接 然后按 Shift+A，即可按照设计规则对其进行 ActiveRoute 布线。ActiveRoute 还包含许多其他功能和控件，使设计人员能够对某些特性与能力拥有更强的控制力。

这些包括：

• 通过放置 Route Guide 来定义布线路径和走线间距。
• 通过 Meander 控件允许更长的布线路径。
• 通过长度调谐自动匹配走线长度。
• 允许引脚互换以简化布线挑战。

下面我们将更详细地逐一介绍。

使用 Route Guide 定义路径

ActiveRoute 的主要目标之一是找到整体最短的一组走线长度，但这未必是每一组连接所期望的路径。Route Guide 为设计人员提供了一个工具，用于拟定希望所选连接沿其流动的特定路径，即使该路径并非最短。

• Defining the Route Guide - 首先选择要在导引内布线的连接，在 PCB ActiveRoute 面板中单击  按钮，然后单击以定义导引起点位置，并继续移动鼠标并单击以定义路径。路径定义完成后，单击 ActiveRoute 按钮，使所选连接沿该路径进行布线。更多细节请参阅本页后面的 Define a Route Guide 小节。

• Changing the Route Guide Width - 在放置 Route Guide 期间，可通过按  或  键使导引变宽或变窄。默认宽度为：所选连接适用的线宽+间隙设计规则之和，除以层数，再乘以 1.3。若需要定义不同路径，按 Backspace 键可回退（unwind）导引。
• The Route Guide color - 由为所选连接的 ActiveRoute 提供的可用层决定。如果只启用单层，则以该层颜色绘制； 如果启用多层，则以默认 Route Guide 颜色绘制。
• The track spacing within the Route Guide - 默认行为是 ActiveRoute 按照设计规则对走线进行间距控制，它不会尝试在 Route Guide 内扩散，或使用其中所有可用空间。若要在 Route Guide 内扩散走线，请使用 Track-Track Space in Route Guide 功能，如本页后文所述。

一个视频，展示放置 Route Guide，并在放置过程中交互式更改宽度。

Route Guide 内的 Track-Track Space

使用 Track-Track Space in Route Guide 功能，你可以指示 ActiveRoute 将走线在 Route Guide 的宽度范围内展开。使用滑块选择间距值，或在编辑框中输入数值。Route Guide 会自动调整尺寸以考虑该设置。要实现这一点，你必须在放置 Route  Guide 之前配置 Track-Track Space in Route Guide 设置。你还可以在放置过程中通过按  和  键进一步调整 Route Guide 的宽度。

使用 Track-Track Space 功能在 Route Guide 中展开走线。

允许走线蛇形

ActiveRoute 会尝试沿尽可能短的路径对所选连接进行布线，换句话说，尽量减少蛇形。如果 ActiveRoute 的完成率低于预期，Meander 控件允许你增加 ActiveRoute 可使用的蛇形量，这可能有助于提高完成率。默认的最大 Meander 设置为 100%，表示允许走线的总长度为 Manhattan Length + 100% of Manhattan Length。使用滑块选择蛇形值 或在编辑框中输入百分比。

请注意，使用 Route Guide 时会忽略蛇形设置 ，因为 Route Guide 旨在用于定义一条可能会显著增加蛇形的路径。 

调谐走线长度

ActiveRoute 可以对当前正在布线的连接 或选定的现有走线应用长度调谐。ActiveRoute 将尝试满足所选的 Matched Length 设计规则。

配置 ActiveRoute 进行长度调谐：

• 在面板的 Action 区域启用 Tune Selected 复选框。
• 在面板的 Tune 区域启用所需的 Matched Length 设计规则。
• 在面板的 Tune 区域配置所需的 Max Amplitude 和 Min Space 设置（单端或差分对）。

Pin Swapping

该软件包含强大的引脚与器件互换系统，并在原理图编辑器与 PCB 编辑器之间联动。ActiveRoute 可以访问引脚互换设置，并在布线过程中在有助于缩短总体布线长度、提升布线质量时交换引脚。

使用引脚互换：

• 在执行任何引脚互换（交互式或由 ActiveRoute 执行）之前，每次打开项目都必须先编译（Project 菜单）。
• 要配置和管理元件的引脚互换设置，请运行 Tools » Pin/Part Swapping » Configure 命令以打开 Configure Swapping Information in Components 对话框。
• 在 PCB ActiveRoute 面板的 Action 区域中启用 Pin Swap Routing 选项。
• 在 PCB ActiveRoute 面板的 Pin Swap 区域中启用所需的元件。

为 ActiveRoute 做准备

执行 ActiveRoute

要执行 ActiveRoute：

提升熟练度

1. 熟练掌握 ActiveRoute 的关键之一是熟悉快捷键。你最常用的按键序列是：
   • Alt+Click - 用于选择单条连接线。
   • Alt+Click&Drag- 要在某个区域内选择连接，从右向左拖动可选择所有被触及的连接；从左向右拖动则只选择完全落在选择矩形内的对象。按 Tab 可扩展选择范围，将同一网络（net）中的其他连接也包含进来。状态栏会显示刚选中的连接数量，直到光标移到另一个对象上为止。
   • Ctrl+Click&Drag - 要选择元件中的焊盘，从右向左拖动可选择所有被触及的焊盘；从左向右拖动则只选择完全落在选择矩形内的对象。按 Tab 可扩展选择范围，将同一网络（net）中的其他布线对象也包含进来。持续按 Tab 可在所有可能的选择状态之间循环切换。
   • Click&Drag - 要选择现有的走线段，从右向左拖动可选择所有被触及的走线；从左向右拖动则只选择完全落在选择矩形内的对象。按 Tab 可扩展选择范围，将同一网络（net）中的其他布线对象也包含进来。持续按 Tab 可在所有可能的选择状态之间循环切换。
   • 包含 Shift 可在执行另一次选择时保留当前选择。
   • Shift+A 对当前选择执行 ActiveRoute。
   • Ctrl+Alt+G - 对当前选择执行 Gloss（光顺）。
2. 选择操作只会作用于可见的对象（Ctrl+A 除外）：
   • 按 Shift+S 可在单层模式之间循环切换（进入/退出），从而只显示关注的那一层。
   • 如果设计使用了放置房间（placement rooms），它们可以在设计规则中作为定义的一部分被锁定，也可以被隐藏，以防在 Click&Drag 操作中被选中/移动。可在 View Configuration panel 的 View Options 选项卡中隐藏房间。
3. 对 SMD 焊盘进行扇出（Fanout）。ActiveRoute 不会换层，因此你需要先对 SMD 焊盘扇出。为加快扇出过程：
   • 在布线某条连接时，按 / 快捷键（数字小键盘）放置一个过孔并释放该连接。如果没有数字小键盘，则使用 2 快捷键（放置过孔但不暂停）。
   • 复制并粘贴现有的扇出；PCB 编辑器会自动更新网络名称。此方法可用于多个扇出。
4. 保留现有扇出。如果 ActiveRoute 发现更好的方案会修改扇出；如果你不希望它们被更改，则可将其锁定。锁定扇出最简单的方法是：选中扇出走线和过孔（可使用 Properties 面板顶部的 Selection Filter 来辅助此过程），按 F11 打开 Properties 面板，并勾选 Locked 复选框。这样即可一次性锁定所有选中的对象。
5. 如果你使用了 Route Guide 并发现完成率较低，可能是路径上障碍物太多，需要将 Guide 加宽。放置过程中按 Up 方向键可加宽 Guide。
6. 当 ActiveRoute 完成后，会应用 glossing（如果在 PCB ActiveRoute 面板中启用）。要查看 ActiveRouting 完成时的原始布线结果，按 Ctrl+Z 一次以撤销 glossing。Gloss 命令（Route » Gloss Selected）可用于平滑走线并改善任何布线的焊盘入线效果，不仅限于 ActiveRoute。系统特别针对差分对确保高质量的焊盘入线。要了解更多关于 glossing 的信息，请参阅 Glossing & Retracing of Existing Routes 页面。
7. 如果 ActiveRoute 无法工作，通常是因为规则未正确配置。ActiveRoute 失败最常见的原因是没有足够空间容纳走线。请检查规则是否合适，例如，新建 PCB 文件中的默认规则可能对高密度 BGA 类设计来说过大。
8. ActiveRoute 会遵循已配置的布线规则，包括线宽、间距、差分对间隙，并可按层、按房间、按类生效。ActiveRoute 不会使用圆弧或任意角度走线进行布线。