ActiveRoute

Concept image showing routing

Una de las fases de diseño de placas que más tiempo consume es el enrutamiento de las redes. Aunque el sistema de reglas gestiona las restricciones de diseño, como anchos, tamaños de vía, separaciones, etc., corresponde al diseñador colocar los miles de segmentos de pista necesarios para enrutar completamente una placa.

Los autorouters pueden aliviar esta carga, pero por lo general se consideran inadecuados porque:

  • No tienen en cuenta correctamente la infinidad de sutiles restricciones de diseño que un diseñador humano aplica de forma instintiva mientras enruta.

  • Tardan tanto en configurarse por completo que a menudo resulta más eficiente simplemente enrutar la placa de forma interactiva.

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

El santo grial del enrutamiento de PCB es producir rápidamente resultados de alta calidad, que cumplan las reglas de diseño, bajo el control del diseñador. Ese es el reto que ActiveRoute se propone alcanzar.

Improving the Completed Routes

Como complemento, pero por separado de ActiveRoute, están las funciones Glossing y Retrace. Estas pueden usarse para mejorar la calidad de cualquier enrutamiento existente, independientemente de cómo se haya creado.

Glossing está activado de forma predeterminada y se ejecutará cuando ActiveRoute finalice; esto puede desactivarse en el panel PCB ActiveRoute si es necesario. Glossing también tiene su propio conjunto de opciones, incluida la capacidad de curvar las esquinas del enrutamiento.

Obtenga más información sobre Glossing & Retracing of Existing Routes

¿Qué es ActiveRoute?

ActiveRoute es una tecnología de enrutamiento interactivo automatizado que ofrece algoritmos eficientes de enrutamiento de múltiples redes, aplicados a las redes o conexiones específicas que seleccione. ActiveRoute también permite al diseñador definir interactivamente una ruta o Guía de Ruta, que luego define the river por donde fluirán las nuevas rutas.

Las funciones clave de ActiveRoute que hacen que este enfoque sea significativamente mejor que una combinación de enrutamiento interactivo normal y autoenrutamiento incluyen:

  • Optimización automática de las rutas de escape desde matrices de pines/vías, el aspecto que más tiempo consume del enrutamiento manual.
  • Alto rendimiento: redes de señal enrutadas en < 1 segundo cada una.
  • Cumple las reglas de diseño de ancho, separación, capas, topología y rooms por red y clase de red, observando las prioridades.
  • Enruta en múltiples capas simultáneamente y distribuye las rutas entre esas capas.
  • Una Route Guide intuitiva que el diseñador puede usar para dirigir la colocación de las rutas.
  • Utiliza un enfoque River Route para proporcionar altas tasas de finalización sin necesidad de vías.
  • Capaz de enrutar a través de planos poligonales y volver a verterlos (si la opción de re-vertido está habilitada).
  • Admite tanto redes single-ended como pares diferenciales.
  • Finaliza con una potente herramienta de glossing que reduce aún más el número de esquinas y acorta el enrutamiento.

Qué no es ActiveRoute

ActiveRoute no es un autorouter. Es un enrutador interactivo guiado que se centra en un enrutamiento limpio y de alta calidad de un conjunto de redes seleccionadas. Use ActiveRoute del mismo modo que abordaría la tarea de enrutamiento interactivo: elija las redes de interés, habilite las capas en las que desea que se enruten esas redes, piense en la trayectoria que deberían seguir y enrútelas.

Si selecciona todas las redes de la placa y les aplica ActiveRoute, es probable que quede decepcionado. ActiveRoute no es un autorouter; no puede colocar vías y no incluye estrategias de enrutamiento para redes de alimentación.

El panel PCB ActiveRoute

ActiveRoute sigue los criterios y restricciones definidos por las reglas de diseño de PCB, por lo que usarlo simplemente consiste en seleccionar las conexiones o redes de interés y ejecutarlo. Sí dispone de una serie de funciones específicas de control que se configuran en el panel PCB ActiveRoute. El panel PCB ActiveRoute se usa para configurar y operar las diversas funciones proporcionadas por ActiveRoute, incluidas: realizar un ActiveRoute interactivo; definir una Route Guide y el espaciado de las rutas dentro de ella; habilitar el ajuste automático de longitud; y habilitar el intercambio automático de pines. Se recomienda encarecidamente abrir el panel PCB ActiveRoute antes de iniciar ActiveRoute.

Para abrir el panel PCB ActiveRoute, cuando una PCB es el documento activo: 

  • Haga clic en el botón Panels button, click to enable the display of workspace panels available in the current editor en la parte inferior derecha del espacio de trabajo y luego seleccione la opción de menú PCB ActiveRoute.

  • Haga clic en View » Panels » PCB ActiveRoute.

Para acceder a las capacidades de ActiveRoute en Altium Designer, debe estar instalada la extensión de software ActiveRoute . Puede instalarse o eliminarse manualmente.

Para obtener más información sobre la gestión de extensiones, consulte la página Extending Your Installation (Altium Designer Develop, Altium Designer Agile, Altium Designer).

Use el panel PCB ActiveRoute para controlar el proceso de ActiveRoute.Use 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 ActiveRoute sobre las conexiones seleccionadas.
  • Habilitar una pasada de Glossing posterior a ActiveRoute.
  • Definir una Route Guide.
    • Configurar el espaciado pista a pista que desea que se utilice dentro de la Route Guide.
  • Configurar y habilitar el ajuste de longitud de las rutas colocadas por ActiveRoute.
  • Configurar la opción Meander, permitiendo que ActiveRoute defina una trayectoria de enrutamiento más larga, lo que puede ayudar a aumentar la tasa de finalización.
  • Configurar y habilitar el intercambio de pines. ActiveRoute puede intercambiar pines durante el enrutamiento para ayudar a mejorar la calidad del enrutamiento.
ActiveRoute opera sobre las conexiones seleccionadas; algunos de los controles del panel solo se activarán cuando haya conexiones seleccionadas.

El contenido del panel PCB ActiveRoute está organizado en secciones contraíbles que se abren y cierran usando el icono ► asociado con el encabezado de cada sección. La información de control de propiedades incluida a continuación está organizada por secciones equivalentes, y cada sección contraíble se abre/cierra de la misma manera.

Funciones adicionales de ActiveRoute

ActiveRoute es un enrutador interactivo automatizado y usarlo es simple y directo: seleccione las conexiones y luego pulse Shift+A para enroutarlas con ActiveRoute de acuerdo con las reglas de diseño. ActiveRoute incluye una serie de otras funciones y controles, que brindan al diseñador un mayor control sobre determinadas funciones y capacidades.

Estas incluyen:

  • Definir el trayecto de enrutamiento y el espaciado entre pistas colocando una Guía de Ruta.
  • Permitir un trayecto de ruta más largo con el control Meander.
  • Igualar automáticamente las longitudes de las rutas mediante ajuste de longitud.
  • Permitir el intercambio de pines para simplificar el desafío de enrutamiento.

Veamos cada una de estas con más detalle.

Definir el trayecto con la Guía de Ruta

Uno de los objetivos principales de ActiveRoute es encontrar el conjunto global más corto de longitudes de ruta, que puede no ser el trayecto deseado para todos los conjuntos de conexiones. La Guía de Ruta proporciona al diseñador una herramienta que puede usar para trazar un trayecto específico por el que desea que fluyan las conexiones seleccionadas, incluso si ese trayecto no es el más corto.

  • Defining the Route Guide - primero seleccione las conexiones que se enrutarán dentro de la guía, haga clic en el botón  Route Guide button, click to define a route guide that ActiveRoute will then attempt to route the selected nets along en el panel PCB ActiveRoute, luego haga clic para definir la ubicación inicial de la guía y continúe moviendo el ratón y haciendo clic para definir el trayecto. Una vez definido el trayecto, haga clic en el botón ActiveRoute para enrutar las conexiones seleccionadas a lo largo de ese trayecto. Consulte la sección Definir una Guía de Ruta, más adelante en esta página, para obtener más detalles.

Evite dibujar los puntos finales de la Guía de Ruta sobre los pads que desea enrutar. La calidad de las salidas de los pads será mejor si no se incluyen dentro de la Guía de Ruta.

  • Changing the Route Guide Width - durante la colocación de la Guía de Ruta, la guía puede hacerse más ancha o más estrecha presionando las teclas  Keyboard Up arrow key Keyboard Down arrow key. El ancho predeterminado es la suma de las reglas de diseño aplicables de ancho + separación para las conexiones seleccionadas, dividida por el número de capas y multiplicada por 1,3. Presione la tecla Backspace para deshacer la Guía si necesita definir un trayecto diferente.
  • The Route Guide color - determinado por las capas puestas a disposición para el ActiveRoute de las conexiones seleccionadas. Si hay una sola 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 Ruta.
  • The track spacing within the Route Guide - el comportamiento predeterminado es que ActiveRoute separa las rutas de acuerdo con las reglas de diseño; no intenta distribuirlas ni usar todo el espacio disponible dentro de una Guía de Ruta. Para distribuir las rutas dentro de una Guía de Ruta, use la función Espacio pista-pista en la Guía de Ruta, como se describe más adelante en esta página.

Un video que muestra la colocación de una Guía de Ruta, con el ancho cambiando de forma interactiva durante la colocación.
Un video que muestra la colocación de una Guía de Ruta, con el ancho cambiando de forma interactiva durante la colocación.

Ancho de la Guía de Ruta

El ancho predeterminado es la suma de las reglas de diseño aplicables de ancho + separación para las conexiones seleccionadas, dividida por el número de capas y multiplicada por 1,3. 

  • RouteGuideWidth = ((W+C)/#Layers)*1.3)
  • La Guía se expande con un valor predeterminado de 1,3 para garantizar que las rutas encajen y permitir que rodeen obstáculos, como vías, que estén en el trayecto. El ancho es un límite rígido para el enrutamiento; si las rutas no caben, no se colocan.
  • Durante la colocación de la Guía, el ancho puede aumentarse o disminuirse presionando las teclas  Keyboard Up arrow key Keyboard Down arrow key en el teclado. El tamaño mínimo usa un multiplicador de 1,0; el tamaño máximo usa un multiplicador de 10,0.

Edición de la Guía

La Guía de Ruta es un conjunto de pistas colocadas en una capa mecánica.

  • Los segmentos de pista están bloqueados de forma predeterminada. Si los desbloquea, puede volver a dar forma a la Guía usando las técnicas estándar de arrastre de pistas.
  • Para eliminar la Guía, haga doble clic en cualquier segmento para seleccionarlo y luego presione la tecla Delete.

Espacio pista-pista dentro de la Guía de Ruta

Usando la función Espacio pista-pista en la Guía de Ruta, puede indicar a ActiveRoute que distribuya las rutas a lo ancho de la Guía de Ruta. Use el control deslizante para seleccionar un valor de espaciado, o escriba un valor en el cuadro de edición. La Guía de Ruta se dimensionará automáticamente para tener en cuenta esta configuración. Para lograrlo, debe configurar el ajuste Track-Track Space in Route Guide antes de colocar la Guía de Ruta. También puede ajustar aún más el ancho de la Guía de Ruta durante la colocación presionando las teclas  Keyboard Up arrow key Keyboard Down arrow key .

Use la función Espacio pista-pista para distribuir las rutas en la Guía de Ruta.
Use la función Espacio pista-pista para distribuir las rutas en la Guía de Ruta.

Permitir que las rutas serpenteen

ActiveRoute intenta enrutar las conexiones seleccionadas a lo largo del trayecto más corto posible, o dicho de otro modo, usando la mínima cantidad de serpenteo. Si la tasa de finalización de ActiveRoute es menor de lo esperado, el control Meander le permite aumentar la cantidad de serpenteo que ActiveRoute puede usar, lo que puede ayudar a elevar la tasa de finalización. La configuración máxima predeterminada de Meander es 100 %, lo que significa que se permite que las rutas tengan una longitud total de Manhattan Length + 100% of Manhattan Length. Use el control deslizante para seleccionar un valor de serpenteo o escriba un porcentaje en el cuadro de edición.

Tenga en cuenta que la configuración de serpenteo se ignora cuando se utiliza la Guía de Ruta porque la Guía de Ruta está pensada para definir un trayecto que puede aumentar significativamente el serpenteo. 

Ajuste de las longitudes de ruta

ActiveRoute puede aplicar ajuste de longitud a las conexiones que se están enroutando actualmente o a rutas existentes seleccionadas. ActiveRoute intentará cumplir la regla de diseño Matched Length seleccionada.

Para configurar ActiveRoute para ajuste de longitud:

  • Habilite la casilla de verificación Tune Selected en la región Action del panel.
  • Habilite la regla de diseño Matched Length requerida en la región Tune del panel.
  • Configure los ajustes requeridos de Max Amplitude y Min Space (ya sea Single Ended o Differential Pair) en la región Tune del panel.

PCB ActiveRoute panel, Tune section is used to configure the tuning shapes added by ActiveRoute to match the route lengths

Actualmente, solo está disponible el estilo de ajuste Mitered Lines con un inglete de esquina de aproximadamente el 20 %. Los acordeones colocados por ActiveRoute tampoco son Unions. La compatibilidad de ajuste de longitud de ActiveRoute sigue en desarrollo, y se están evaluando otros estilos de ajuste y Unions de acordeón.

Para obtener más información sobre la configuración de ajuste de longitud de ActiveRoute, consulte la sección Length Tuning en la página del panel PCB ActiveRoute.

Para obtener más información sobre el ajuste de longitud de rutas existentes mediante formas de acordeón ajustables, consulte el artículo Length Tuning.

Intercambio de pines

El software incluye un potente sistema de intercambio de pines y componentes, vinculado entre los editores de esquemático y PCB. ActiveRoute puede acceder a la configuración de intercambio de pines e intercambiar pines durante el enrutado si eso reduce la longitud total de las rutas y mejora su calidad.

Para usar el intercambio de pines:

  • Antes de poder realizar cualquier intercambio de pines (de forma interactiva o mediante ActiveRoute), el proyecto debe compilarse (Project menu) cada vez que se abra.
  • Para configurar y administrar los ajustes de intercambio de pines para 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 región Action del panel PCB ActiveRoute.
  • Active los componentes necesarios en la región Pin Swap del panel PCB ActiveRoute.

Para obtener más información sobre la función de intercambio de pines, consulte Pin, Pair and Part Swapping.

Configuración para ActiveRoute

ActiveRoute tiene acceso a la función Gloss (Route » Gloss Selected), que se ejecuta automáticamente como parte del proceso de ActiveRoute si está habilitada en el panel PCB ActiveRoute .

La razón más común por la que ActiveRoute falla es que no hay espacio suficiente para que quepan la(s) pista(s); por lo tanto, es importante asegurarse de que las reglas de ancho y holgura estén correctamente configuradas.

Realización de un ActiveRoute

Para realizar un ActiveRoute:

Desarrollando su dominio

  1. Un elemento clave para dominar ActiveRoute es familiarizarse con los atajos. Las secuencias de teclas que usará con más 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 tocadas, o de izquierda a derecha para seleccionar solo lo que quede dentro del rectángulo de selección. Presione Tab para ampliar la selección e incluir otras conexiones de la(s) misma(s) red(es). La barra de estado mostrará la cantidad de conexiones recién seleccionadas hasta que el cursor se mueva sobre otro objeto.
    • Ctrl+Click&Drag - para seleccionar pads en un componente, arrastre de derecha a izquierda para seleccionar todos los pads tocados, o de izquierda a derecha para seleccionar solo lo que quede dentro del rectángulo de selección. Presione Tab para ampliar la selección e incluir otros objetos de ruteo en la(s) misma(s) red(es). Siga presionando 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 tocadas, o de izquierda a derecha para seleccionar solo lo que quede dentro del rectángulo de selección. Presione Tab para ampliar la selección e incluir otros objetos de ruteo en la(s) misma(s) red(es). Siga presionando Tab para recorrer todos los estados de selección posibles.
    • Incluya Shift para mantener la selección actual mientras realiza otra selección.
    • Shift+A para aplicar ActiveRoute a la selección actual.
    • Ctrl+Alt+G - para aplicar Gloss a la selección actual.
  2. Las acciones de selección solo se realizan sobre objetos que están visibles (excepto para Ctrl+A):

    • Presione Shift+S para alternar la entrada o salida del modo de capa única de modo que solo se muestre la capa de interés.
    • Si el diseño utiliza placement rooms, estas pueden bloquearse como parte de su definición en las Design Rules, o pueden ocultarse para evitar que se seleccionen o muevan durante acciones de Click&Drag. Las rooms pueden ocultarse en la pestaña View Options del panel View Configuration.
  3. Realice el fanout de pads SMD. ActiveRoute no cambia de capa, por lo que deberá hacer fanout en los pads SMD. Para acelerar el proceso de fanout:

    • Mientras enruta una conexión, presione el atajo / (teclado numérico) para colocar una vía y liberar esta conexión. Use el atajo 2 si no tiene teclado numérico (coloca una vía sin suspender).
    • Copie y pegue un fanout existente; el editor de PCB actualizará automáticamente los nombres de red. Esto puede hacerse para múltiples fanouts.
  4. Conserve los fanouts existentes. ActiveRoute modificará los fanouts si encuentra una mejor solución, o los bloqueará si no desea que se cambien. La forma más sencilla de bloquear fanouts es seleccionar las pistas y vías del fanout (use el Selection Filter en la parte superior del panel Properties para ayudar en este proceso), presione F11 para abrir el panel Properties y habilite la casilla Locked. Esto bloqueará todos los objetos seleccionados en una sola acción.

  5. Si usa una Route Guide y observa que la tasa de finalización es baja, puede deberse a que hay demasiados obstáculos a lo largo de la ruta y la Guide debe ser más ancha. Presione la tecla de flecha Up para ensanchar la Guide durante la colocación.

  6. Cuando ActiveRoute termina, aplica glossing (si está habilitado en el panel PCB ActiveRoute). Para examinar las rutas tal como estaban al completarse ActiveRoute, presione Ctrl+Z una vez para deshacer el glossing. El comando Gloss (Route » Gloss Selected) puede utilizarse para suavizar pistas y mejorar las entradas a pads de cualquier ruteo, no solo de ActiveRoutes. Se ha prestado especial atención a garantizar entradas a pads de alta calidad para pares diferenciales. Para obtener más información sobre glossing, consulte la página Glossing & Retracing of Existing Routes.

  7. Si ActiveRoute no funciona, normalmente se debe a que las reglas no están configuradas correctamente. La razón más común por la que ActiveRoute falla es que no hay espacio suficiente para que quepan la(s) pista(s). Compruebe que las reglas sean apropiadas; por ejemplo, las reglas predeterminadas que existen en un nuevo archivo PCB pueden ser demasiado grandes para un diseño de tipo BGA de alta densidad.

  8. ActiveRoute respeta las reglas de ruteo configuradas para anchos, separaciones, espacios de pares diferenciales, por capa, por room y por clase. ActiveRoute no enruta con arcos ni con pistas en cualquier ángulo.

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