ActiveRoute

Una de las fases del diseño de placas que más tiempo consume es el enrutado de las redes. Aunque el sistema de reglas gestiona las restricciones de diseño, como las anchuras, los tamaños de las vías, las separaciones, etc., corresponde al diseñador colocar los miles de segmentos de pista necesarios para enrutar por completo una placa.

Los enrutadores automáticos pueden aliviar esta tarea, pero generalmente se consideran insuficientes porque:

• No tienen debidamente en cuenta la infinidad de restricciones de diseño sutiles que un diseñador aplica de forma instintiva al enrutar.

• Su configuración completa lleva tanto tiempo que a menudo resulta más eficiente ponerse directamente a enrutar la placa de forma interactiva.

• La corrección del enrutado puede ser un proceso tan largo y difícil que a menudo resulta más eficiente enrutar la placa de forma interactiva.

El santo grial del enrutado de PCB es obtener rápidamente resultados de alta calidad que cumplan las reglas de diseño, bajo el control del diseñador. Este es el reto que ActiveRoute se propone superar.

¿Qué es ActiveRoute?

ActiveRoute es una tecnología de enrutado interactivo automatizado que ofrece algoritmos eficientes de enrutado de múltiples redes y se aplica a las redes o conexiones específicas que seleccione. ActiveRoute también permite al diseñador definir de forma interactiva una trayectoria de enrutado o guía, que a su vez define the river por donde discurrirán las nuevas rutas.

Entre las principales funciones de ActiveRoute que hacen que este enfoque sea considerablemente mejor que una combinación de enrutado interactivo convencional y enrutado automático se incluyen:

• Optimización automática de las rutas de escape de las matrices de pines y vías: el aspecto del enrutado manual que más tiempo consume.
• Alto rendimiento: las redes de señales se enrutan en < 1 segundo cada una.
• Cumple las reglas de diseño de anchura, separación, capas, topología y regiones por red y clase de red, respetando las prioridades.
• Enruta en varias capas simultáneamente y distribuye las rutas entre ellas.
• Una guía de enrutado intuitiva que el diseñador puede utilizar para dirigir la colocación de las rutas.
• Utiliza un enfoque de enrutado en paralelo (River Route) para lograr altas tasas de finalización sin necesidad de vías.
• Permite enrutar a través de planos poligonales y volver a rellenarlos (si la opción de nuevo relleno está activada).
• Admite tanto redes de señal de extremo único como de pares diferenciales.
• Finaliza con una potente herramienta de optimización que reduce aún más el número de esquinas y acorta el enrutado.

El panel PCB ActiveRoute

ActiveRoute sigue los criterios y las restricciones definidos por las reglas de diseño de PCB, por lo que utilizarlo es tan sencillo como seleccionar las conexiones o redes de interés y ejecutarlo. Dispone de una serie de funciones de control específicas que se configuran en el panel PCB ActiveRoute. El panel PCB ActiveRoute se utiliza para configurar y utilizar las distintas funciones que ofrece ActiveRoute, entre ellas: realizar un enrutado interactivo con ActiveRoute; definir una guía de enrutado y la separación entre las rutas dentro de ella; activar el ajuste automático de longitud; y activar el intercambio automático de pines. Se recomienda encarecidamente abrir el panel PCB ActiveRoute antes de iniciar ActiveRoute.

Para abrir el panel PCB ActiveRoute cuando el documento activo sea una PCB: 

• Haga clic en el botón  de la esquina inferior derecha del espacio de trabajo y, a continuación, seleccione la opción de menú PCB ActiveRoute.

• Haga clic en View » Panels » PCB ActiveRoute.

Utilice el panel PCB ActiveRoute para controlar el proceso de ActiveRoute.

El panel PCB ActiveRoute se utiliza para:

• Habilitar las capas de señal en las que ActiveRoute puede enrutar conexiones.
• Realizar un enrutado con ActiveRoute en las conexiones seleccionadas.
• Activar una pasada de optimización después de ActiveRoute.
• Definir una guía de enrutado.
  • Configurar la separación entre pistas que desea utilizar dentro de la guía de enrutado.
• Configurar y activar el ajuste de longitud de las rutas colocadas por ActiveRoute.
• Configurar la opción de meandro, que permite a ActiveRoute definir una trayectoria de enrutado más larga, lo que puede ayudar a aumentar la tasa de finalización.
• Configurar y activar el intercambio de pines. ActiveRoute puede intercambiar pines durante el enrutado para ayudar a mejorar su calidad.

El contenido del panel PCB ActiveRoute está organizado en secciones desplegables que se abren y cierran mediante el icono ► asociado al encabezado de cada sección. La información sobre los controles de propiedades que se incluye a continuación está organizada en las secciones correspondientes, y cada sección desplegable se abre y cierra del mismo modo.

Funciones adicionales de ActiveRoute

ActiveRoute es un enrutador interactivo automatizado y su uso es sencillo y directo: seleccione las conexiones y pulse Shift+A para enrutarlas con ActiveRoute de acuerdo con las reglas de diseño. ActiveRoute incluye otras funciones y controles que proporcionan al diseñador un mayor control sobre determinadas características y capacidades.

Entre ellas se incluyen:

• Definir el recorrido de enrutado y la separación entre pistas mediante la colocación de una guía de enrutado.
• Permitir un recorrido de enrutado más largo con el control de meandros.
• Igualar automáticamente las longitudes de las pistas mediante el ajuste de longitud.
• Permitir el intercambio de pines para simplificar el enrutado.

Veamos cada una de ellas con más detalle.

Definir el recorrido con la guía de enrutado

Uno de los principales objetivos de ActiveRoute es encontrar el conjunto de pistas con la menor longitud total, lo que puede no coincidir con el recorrido deseado para cada conjunto de conexiones. La guía de enrutado proporciona al diseñador una herramienta para trazar un recorrido específico por el que desea que pasen las conexiones seleccionadas, aunque no sea el más corto.

• Defining the Route Guide - primero seleccione las conexiones que se van a enrutar dentro de la guía y haga clic en  botón del panel PCB ActiveRoute y, a continuación, haga clic para definir la ubicación inicial de la guía y siga moviendo el ratón y haciendo clic para definir el recorrido. Una vez definido el recorrido, haga clic en el botón ActiveRoute para enrutar las conexiones seleccionadas a lo largo de él. Consulte la sección Definir una guía de enrutamiento más adelante en esta página para obtener más información.

• Changing the Route Guide Width - durante la colocación de la guía de enrutamiento, puede aumentar o reducir su anchura pulsando las teclas  o  . La anchura predeterminada es la suma de los valores de las reglas de diseño de anchura y separación aplicables a las conexiones seleccionadas, dividida entre el número de capas y multiplicada por 1,3. Pulse la tecla Backspace para retroceder en el trazado de la guía si necesita definir un recorrido diferente.
• The Route Guide color - determinado por las capas disponibles para enrutar las conexiones seleccionadas con ActiveRoute. Si solo hay una capa habilitada, se dibuja con el color de esa capa; si hay varias capas habilitadas, se dibuja con el color predeterminado de la guía de enrutamiento.
• The track spacing within the Route Guide - de forma predeterminada, ActiveRoute separa las pistas de acuerdo con las reglas de diseño; no intenta distribuirlas ni utilizar todo el espacio disponible dentro de una guía de enrutamiento. Para distribuir las pistas dentro de una guía de enrutamiento, utilice la función Separación entre pistas en la guía de enrutamiento, como se describe más adelante en esta página.

Vídeo que muestra la colocación de una guía de enrutamiento, cuya anchura se modifica de forma interactiva durante la colocación.

Separación entre pistas dentro de la guía de enrutamiento

Con la función Separación entre pistas en la guía de enrutamiento, puede indicar a ActiveRoute que distribuya las pistas a lo ancho de la guía de enrutamiento. Utilice el control deslizante para seleccionar un valor de separación o introduzca un valor en el cuadro de edición. El tamaño de la guía de enrutamiento se ajustará automáticamente para tener en cuenta este ajuste. Para ello, debe configurar el ajuste Track-Track Space in Route Guide antes de colocar la guía de enrutamiento. Puede ajustar aún más la anchura de la guía de enrutamiento durante la colocación pulsando las teclas  y  .

Utilice la función Separación entre pistas para distribuir las pistas en la guía de enrutamiento.

Permitir que las pistas serpenteen

ActiveRoute intenta enrutar las conexiones seleccionadas por el recorrido más corto posible o, en otras palabras, con el mínimo serpenteo. Si el porcentaje de conexiones completadas por ActiveRoute es inferior al esperado, el control Serpenteo le permite aumentar el serpenteo permitido para ActiveRoute, lo que puede ayudar a elevar dicho porcentaje. El ajuste máximo predeterminado de Serpenteo es del 100 %, lo que significa que se permite que las pistas tengan una longitud total de Manhattan Length + 100% of Manhattan Length. Utilice el control deslizante para seleccionar un valor de serpenteo o introduzca un porcentaje en el cuadro de edición.

Tenga en cuenta que el ajuste de serpenteo se ignora cuando se utiliza la guía de enrutamiento porque esta está pensada para definir un recorrido que puede aumentar considerablemente el serpenteo. 

Ajuste de las longitudes de las pistas

ActiveRoute puede ajustar la longitud de las conexiones que se estén enrutando o de las pistas existentes seleccionadas. ActiveRoute intentará cumplir la regla de diseño de igualación de longitudes seleccionada.

Para configurar ActiveRoute para el ajuste de longitudes:

• Active la casilla Tune Selected en la sección Action del panel.

• Habilite la regla de diseño de igualación de longitudes necesaria en la sección Tune del panel.

• Configure los ajustes Max Amplitude y Min Space necesarios (para señales de extremo único o pares diferenciales) en la sección Tune del panel.

Intercambio de pines

El software incluye un potente sistema de intercambio de pines y partes, vinculado entre los editores de esquemas y de PCB. ActiveRoute puede acceder a los ajustes de intercambio de pines e intercambiar pines durante el enrutamiento si con ello se reduce la longitud total de las pistas y se mejora la calidad del enrutamiento.

Para utilizar el intercambio de pines:

• Antes de poder realizar cualquier intercambio de pines (de forma interactiva o mediante ActiveRoute), es necesario compilar el proyecto (menú Project) cada vez que se abre.
• Para configurar y gestionar los ajustes de intercambio de pines de los componentes, ejecute el comando Tools » Pin/Part Swapping » Configure para abrir el cuadro de diálogo Configure Swapping Information in Components.
• Active la opción Pin Swap Routing en la sección Action del panel PCB ActiveRoute.
• Habilite los componentes necesarios en la sección Pin Swap del panel PCB ActiveRoute.

Preparación para utilizar ActiveRoute

Ejecutar ActiveRoute

Para ejecutar ActiveRoute:

Mejorar su dominio de la herramienta

1. Un aspecto clave para dominar ActiveRoute es familiarizarse con los atajos. Las secuencias de teclas que utilizará con mayor frecuencia son:

   • Alt+Click - para seleccionar una línea de conexión individual.
   • Alt+Click&Drag - para seleccionar conexiones dentro de un área, arrastre de derecha a izquierda para seleccionar todas las conexiones que toque el rectángulo de selección, o de izquierda a derecha para seleccionar solo las que queden dentro de él. Pulse Tab para ampliar la selección e incluir otras conexiones de las mismas redes. La barra de estado mostrará el número de conexiones que acaba de seleccionar hasta que el cursor se sitúe sobre otro objeto.
   • Ctrl+Click&Drag - para seleccionar pads de un componente, arrastre de derecha a izquierda para seleccionar todos los pads que toque el rectángulo de selección, o de izquierda a derecha para seleccionar solo los que queden dentro de él. Pulse Tab para ampliar la selección e incluir otros objetos de enrutamiento de las mismas redes. Siga pulsando Tab para recorrer todos los estados de selección posibles.
   • Click&Drag - para seleccionar segmentos de pista existentes, arrastre de derecha a izquierda para seleccionar todas las pistas que toque el rectángulo de selección, o de izquierda a derecha para seleccionar solo las que queden dentro de él. Pulse Tab para ampliar la selección e incluir otros objetos de enrutamiento de las mismas redes. Siga pulsando Tab para recorrer todos los estados de selección posibles.
   • Incluya Shift para conservar la selección actual mientras realiza otra selección.
   • Shift+A para enrutar la selección actual con ActiveRoute.
   • Ctrl+Alt+G - para suavizar el enrutamiento de la selección actual.

2. Las acciones de selección solo se realizan sobre objetos visibles (excepto en el caso de Ctrl+A):

   • Pulse Shift+S para entrar o salir del modo de una sola capa de modo que solo se muestre la capa de interés.
   • Si el diseño utiliza regiones de colocación, estas pueden bloquearse como parte de su definición en las reglas de diseño, o bien ocultarse para evitar que se seleccionen o muevan al hacer clic y arrastrar. Las regiones pueden ocultarse en la pestaña View Options del panel Configuración de vista.

3. Realice el fanout de los pads SMD. ActiveRoute no cambia de capa, por lo que deberá realizar el fanout de los pads SMD. Para acelerar este proceso:

   • Mientras enruta una conexión, pulse el atajo / (teclado numérico) para colocar una vía y soltar esta conexión. Utilice el atajo 2 si no dispone de teclado numérico (coloca una vía sin suspender el enrutamiento).
   • Copie y pegue un fanout existente; el editor de PCB actualizará automáticamente los nombres de las redes. Esto puede hacerse con varios fanouts.

4. Conserve los fanouts existentes. ActiveRoute modificará los fanouts si encuentra una solución mejor; bloquéelos si no desea que se modifiquen. La forma más sencilla de bloquearlos es seleccionar las pistas y vías del fanout (utilice Selection Filter en la parte superior del panel Properties para facilitar este proceso), pulsar F11 para abrir el panel Properties y activar la casilla Locked. Esto bloqueará todos los objetos seleccionados en una sola acción.

5. Si utiliza una guía de enrutamiento y observa que el porcentaje de finalización es bajo, puede que haya demasiados obstáculos a lo largo del recorrido y sea necesario ensanchar la guía. Pulse la tecla de flecha Up para ensanchar la guía durante su colocación.

6. Cuando ActiveRoute termina, aplica un suavizado del enrutamiento (si está habilitado en el panel PCB ActiveRoute). Para examinar las rutas tal como estaban al finalizar el enrutamiento con ActiveRoute, pulse Ctrl+Z una vez para deshacer el suavizado. El comando Gloss (Route » Gloss Selected) puede utilizarse para suavizar las pistas y mejorar las entradas a los pads de cualquier enrutamiento, no solo de los realizados con ActiveRoute. Se ha prestado especial atención a garantizar entradas a los pads de alta calidad para los pares diferenciales. Para obtener más información sobre el suavizado, consulte la página Suavizado y retrazado de rutas existentes.

7. Si ActiveRoute no funciona, suele deberse a que las reglas no están configuradas correctamente. El motivo más común de fallo de ActiveRoute es la falta de espacio para las pistas. Compruebe que las reglas sean adecuadas; por ejemplo, los valores de las reglas predeterminadas de un archivo PCB nuevo podrían ser demasiado grandes para un diseño de tipo BGA de alta densidad.

8. ActiveRoute respeta las reglas de enrutamiento configuradas para anchos, separaciones y distancias entre pistas de pares diferenciales, por capa, por región y por clase. ActiveRoute no enruta con arcos ni con pistas de ángulo libre.