ActiveRoute

电路板设计中最耗时的阶段之一是网络布线。虽然规则系统会处理线宽、过孔尺寸、间距等设计约束，但要完成整块电路板的布线，仍需设计人员放置成千上万条走线段。

自动布线器可以减轻这项负担，但通常被认为不够理想，原因如下： 

• 它们无法正确考虑人工设计人员在布线时凭直觉就会遵循的各种细微设计约束。

• 完整配置所需的时间太长，往往还不如直接以交互方式进行电路板布线更高效。

• 后期整理可能是一个漫长而困难的过程，因此往往不如以交互方式进行电路板布线更高效。

PCB 布线的终极目标是在设计人员的控制下，快速获得符合设计规则的高质量结果。 这正是 ActiveRoute 致力于实现的目标。

什么是 ActiveRoute？

ActiveRoute 是一种自动化交互式布线技术，采用高效的多网络布线算法，对您选定的特定网络或连接进行布线。ActiveRoute 还允许设计人员以交互方式定义布线路径或引导线，从而确定新走线将沿其布设的 the river。

与常规交互式布线和自动布线相结合的方式相比，ActiveRoute 的以下主要功能使其具有显著优势： 

• 自动优化引脚/过孔阵列的扇出布线——这是手动布线中最耗时的部分。
• 性能出色——每个信号网络的布线时间 < 1 秒。
• 遵循按网络和网络类定义的线宽、间距、层、拓扑及 Room 设计规则，并遵守规则优先级。
• 同时在多个层上布线，并将走线分布到这些层上。
• 提供直观的布线引导线，设计人员可用其引导走线的放置。
• 采用河流式布线方法，无需过孔即可实现较高的布通率。
• 能够穿过多边形覆铜区域进行布线，并重新铺铜（需启用重新铺铜选项）。
• 支持单端网络和差分对网络。
• 最后使用强大的走线优化工具，进一步减少拐角数量并缩短走线长度。

PCB ActiveRoute 面板

ActiveRoute 遵循 PCB 设计规则中定义的准则和限制，因此使用时只需选择所需的连接或网络 并运行即可。它也提供了一些专用控制功能，可在 PCB ActiveRoute 面板中配置。 PCB ActiveRoute 面板用于配置和操作 ActiveRoute 提供的各项功能，包括：执行交互式 ActiveRoute 布线；定义布线引导线及其内部的走线间距；启用自动长度调谐；以及启用自动引脚交换。强烈建议在启动 ActiveRoute 之前打开 PCB ActiveRoute 面板。

当 PCB 为活动文档时，要打开 PCB ActiveRoute 面板： 

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

• 单击 View » Panels » PCB ActiveRoute。

使用 PCB ActiveRoute 面板控制 ActiveRoute 过程。

PCB ActiveRoute 面板用于：

• 启用允许 ActiveRoute 进行连接布线的信号层。
• 对选定连接执行 ActiveRoute 布线。
• 启用 ActiveRoute 完成后的走线优化。
• 定义布线引导线。
  • 配置希望在布线引导线内使用的走线间距。
• 配置并启用对 ActiveRoute 所布走线的长度调谐。
• 配置蜿蜒布线选项，允许 ActiveRoute 定义更长的布线路径，这可能有助于提高布通率。
• 配置并启用引脚交换。ActiveRoute 可在布线过程中交换引脚，以帮助提高布线质量。

 PCB ActiveRoute 面板的内容按可折叠部分组织，可使用各部分标题旁的 ► 图标展开或折叠。下文中的属性控件信息按对应的部分组织，每个可折叠部分均以相同方式展开或折叠。

ActiveRoute 的其他功能

ActiveRoute 是一款自动交互式布线器，使用起来简单直观：选择连接，然后按 Shift+A，即可使用 ActiveRoute 按照设计规则进行布线。ActiveRoute 还包含许多其他功能和控件，使设计人员能够更好地控制某些功能和能力。

其中包括：

• 通过放置布线引导来定义布线路径和走线间距。
• 通过绕行控件允许使用更长的布线路径。
• 通过长度调节自动匹配走线长度。
• 允许引脚交换，以简化布线难题。

下面逐一详细介绍这些功能。

使用布线引导定义路径

ActiveRoute 的主要目标之一是找出总体长度最短的一组布线路径，但这不一定是每组连接所期望的路径。布线引导为设计人员提供了一种工具，可用于绘制希望所选连接沿其布线的特定路径，即使该路径并非最短路径。

• Defining the Route Guide - 首先选择要在引导内布线的连接，然后单击  按钮（位于 PCB ActiveRoute 面板中），然后单击以定义引导线的起点位置 ，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，沿该路径对所选连接进行布线。有关更多详细信息，请参阅本页后面的定义布线引导线部分。

• Changing the Route Guide Width - 在放置布线引导线期间，可按  或  键加宽或收窄引导线。默认宽度为所选连接适用的线宽与间距设计规则值之和，除以层数，再乘以 1.3。如果需要定义其他路径，可按 Backspace 键逐步撤回引导线。
• The Route Guide color - 由所选连接可供 ActiveRoute 使用的层决定。如果仅启用一个层，则以该层的颜色绘制； 如果启用了多个层，则以默认的布线引导线颜色绘制。
• The track spacing within the Route Guide - 默认情况下，ActiveRoute 按照设计规则设置走线间距，不会尝试将走线分散开，也不会尝试用尽布线引导线内的所有可用空间。要在布线引导线内分散走线，请使用 Track-Track Space in Route Guide（布线引导线内的走线间距）功能，具体说明请参阅本页后面的内容。

此视频展示了布线引导线的放置过程，以及如何在放置期间交互式更改其宽度。

布线引导线内的走线间距

使用 Track-Track Space in Route Guide 功能，可以指示 ActiveRoute 在布线引导线的宽度范围内分散走线。使用滑块选择间距值，或在编辑框中输入数值。布线引导线会根据此设置自动调整尺寸。为此，必须先配置 Track-Track Space in Route Guide 设置，再放置布线引导线。在放置期间，还可按  和   键进一步调整布线引导线的宽度。

使用 Track-Track Space 功能分散布线引导线中的走线。

允许走线绕行

ActiveRoute 会尝试沿尽可能短的路径对所选连接进行布线，也就是尽量减少绕行。如果 ActiveRoute 的布通率低于预期，可通过 Meander（绕行）控件增大 ActiveRoute 允许的绕行量，这可能有助于提高布通率。默认的最大 Meander 设置为 100%，表示允许的走线总长度为 Manhattan Length + 100% of Manhattan Length。使用滑块选择绕行值 ，或在编辑框中输入百分比。

请注意，使用布线引导线时会忽略绕行设置 ，因为布线引导线用于定义路径，而该路径可能会显著增加绕行量。 

走线长度调谐

ActiveRoute 可对当前正在布线的连接 或选定的现有走线进行长度调谐。ActiveRoute 将尝试满足所选的 Matched Lengths（长度匹配）设计规则。

要配置 ActiveRoute 以进行长度调谐：

• 启用面板 Action 区域中的 Tune Selected 复选框。

• 在面板的 Tune 区域中启用所需的 Matched Lengths 设计规则。

• 在面板的 Tune 区域中配置所需的 Max Amplitude 和 Min Space 设置（单端或差分对）。

引脚交换

软件包含功能强大的引脚和部件交换系统，可在原理图与 PCB 编辑器之间联动。ActiveRoute 可以访问引脚交换设置，并在有助于缩短整体走线长度和提高布线质量的情况下，在布线过程中交换引脚。

要使用引脚交换：

• 每次打开工程后，都必须先编译工程（Project 菜单），才能执行任何引脚交换操作（无论是交互式操作还是由 ActiveRoute 执行）。
• 要配置和管理元器件的引脚交换设置，请运行 Tools » Pin/Part Swapping » Configure 命令，打开 Configure Swapping Information in Components 对话框。
• 启用 PCB ActiveRoute 面板的 Action 区域中的 Pin Swap Routing 选项。
• 在 PCB ActiveRoute 面板的 Pin Swap 区域中启用所需的元器件。

ActiveRoute 准备工作

执行 ActiveRoute

要执行 ActiveRoute：

提升操作熟练度

1. 熟练掌握 ActiveRoute 的关键之一是熟练使用快捷键。您最常用的按键组合包括：

   • Alt+Click - 选择单条连接线。
   • Alt+Click&Drag - 选择区域内的连接线。从右向左拖动可选中所有接触到的连接线；从左向右拖动则仅选中完全位于选择框内的连接线。按 Tab 可扩展选择范围，将相同网络中的其他连接线也包含在内。状态栏会显示刚选中的连接线数量，直到光标移到其他对象上。
   • Ctrl+Click&Drag - 选择元件中的焊盘。从右向左拖动可选中所有接触到的焊盘；从左向右拖动则仅选中完全位于选择框内的焊盘。按 Tab 可扩展选择范围，将相同网络中的其他布线对象也包含在内。连续按 Tab 可循环切换所有可能的选择状态。
   • Click&Drag - 选择现有走线段。从右向左拖动可选中所有接触到的走线；从左向右拖动则仅选中完全位于选择框内的走线。按 Tab 可扩展选择范围，将相同网络中的其他布线对象也包含在内。连续按 Tab 可循环切换所有可能的选择状态。
   • 执行新的选择操作时，同时按住 Shift 可保留当前选择。
   • Shift+A 对当前选中对象执行 ActiveRoute 布线。
   • Ctrl+Alt+G - 对当前选中对象执行布线优化。

2. 选择操作仅对可见对象生效（Ctrl+A 除外）：

   • 按 Shift+S 可循环进入或退出单层模式，以便仅显示所需的层。
   • 如果设计使用了布局区域，可以在设计规则中定义这些区域时将其锁定，也可以将其隐藏，以防在单击并拖动时选中或移动这些区域。可在 视图配置面板的 View Options 选项卡中隐藏布局区域。

3. 对 SMD 焊盘进行扇出。ActiveRoute 不会切换布线层，因此您需要对 SMD 焊盘进行扇出。要加快扇出过程：

   • 在对连接线进行布线时，按 / 快捷键（数字小键盘）可放置一个过孔并释放当前连接。如果没有数字小键盘，请使用 2 快捷键（放置过孔但不中断布线）。
   • 复制并粘贴现有扇出；PCB 编辑器会自动更新网络名称。此操作也适用于多个扇出。

4. 保留现有扇出。如果 ActiveRoute 找到更好的方案，就会修改扇出；如果不希望扇出被更改，可将其锁定。锁定扇出的最简单方法是选中扇出走线和过孔（可借助 Properties 面板顶部的 Selection Filter 完成选择），按 F11 打开 Properties 面板，然后勾选 Locked 复选框。这样即可一次性锁定所有选中的对象。

5. 如果使用布线引导时发现布通率较低，可能是因为路径上的障碍物过多，需要加宽引导。放置过程中按 Up 方向键可加宽引导。

6. ActiveRoute 完成后，会执行布线优化（如果已在 PCB ActiveRoute 面板中启用）。要查看 ActiveRoute 刚完成布线时的结果，按一次 Ctrl+Z 即可撤销布线优化。Gloss 命令（Route » Gloss Selected）可用于平滑走线并改善走线进入焊盘的方式，适用于任何布线，而不仅限于 ActiveRoute 布线。该功能特别注重确保差分对以高质量的方式进入焊盘。要了解有关布线优化的更多信息，请参阅现有布线的优化与重布线页面。

7. 如果 ActiveRoute 无法工作，通常是因为规则配置不正确。ActiveRoute 失败最常见的原因是没有足够的空间容纳走线。请检查规则是否合适，例如，新建 PCB 文件中的默认规则所要求的尺寸对于高密度 BGA 类设计而言可能过大。

8. ActiveRoute 遵循按层、按布局区域和按类配置的线宽、间距及差分对间距等布线规则。ActiveRoute 不使用圆弧或任意角度走线进行布线。