Zautomatyzowane rozmieszczanie ścieżek na płytce z wykorzystaniem topologicznego autoroutera Situs w CircuitMaker

Region zawiera polecenia związane z autoroutowaniem i fanoutami.

Autoroutex

Autorouter CircuitMaker jest autorouterem topologicznym, który wykorzystuje inną metodę mapowania przestrzeni prowadzenia ścieżek, tj. taką, która nie jest ograniczona geometrycznie. Zamiast używać informacji o współrzędnych przestrzeni projektu jako układu odniesienia (dzieląc ją na siatkę), topologiczny autorouter buduje mapę, wykorzystując wyłącznie względne położenia przeszkód w przestrzeni, bez odwoływania się do ich współrzędnych. Robi to poprzez triangulację przestrzeni pomiędzy sąsiadującymi przeszkodami. Ta ztriangulowana mapa jest następnie używana przez algorytmy trasowania do „przeplatania się” pomiędzy parami przeszkód od punktu startowego trasy do punktu końcowego. Największą zaletą tego podejścia jest to, że mapa jest kształtowana niezależnie (przeszkody i ścieżki prowadzenia mogą mieć dowolny kształt) oraz że przestrzeń może być pokonywana pod dowolnym kątem. Algorytmy trasowania nie są ograniczone do wyłącznie pionowych lub poziomych ścieżek jak w przypadku routerów o ekspansji prostokątnej.

Polecenia podmenu Autoroute

Polecenia podmenu Autoroute umożliwiają trasowanie całej płytki, trasowanie w określonych obszarach lub trasowanie połączeń określonych obiektów, takich jak sieci i klasy komponentów.

Poniższa tabela opisuje polecenia podmenu.

Okno dialogowe Situs Routing Strategies

Okno dialogowe jest dostępne po wybraniu Setup lub All z Autoroute podmenu.

Kluczowe opcje opisano poniżej.

• Report Window - ten obszar prezentuje raport oparty na analizie projektu przed trasowaniem, zbierając informacje obejmujące m.in. reguły projektowe aktualnie zdefiniowane dla projektu, których będzie przestrzegał Autorouter (oraz liczbę obiektów projektu – sieci, komponentów, padów – objętych każdą regułą), kierunki trasowania zdefiniowane dla wszystkich warstw sygnałowych oraz definicje par warstw wierceń. Raport wymienia potencjalne problemy, które mogą wpływać na wydajność routera. Ostrzeżenia mogą obejmować warstwy trasowania, dla których kierunek trasowania ustawiono na Any. Tam, gdzie to możliwe, podawane są wskazówki pomagające lepiej przygotować projekt do autoroutowania. Wszelkie wymienione błędy/ostrzeżenia/wskazówki należy przeanalizować i w razie potrzeby dostosować odpowiednie reguły trasowania przed przystąpieniem do trasowania projektu.

• Edit Layer Directions - kliknij aby otworzyć okno Layer Directions dialogowe, w którym możesz zmodyfikować kierunki trasowania dla warstw sygnałowych zgodnie z potrzebami.

• Edit Rules - kliknij, aby otworzyć okno dialogowe PCB Rules and Constraints Editor . Alternatywnie, jeśli chcesz bezpośrednio zmodyfikować istniejącą regułę trasowania, kliknij hiperłącze tej reguły w górnym obszarze.
• Save Report As - kliknij aby zapisać raport jako dokument HTML. Użyj okna Save As dialogowego, które się otworzy, aby w razie potrzeby zmienić nazwę i lokalizację.
• Available Routing Strategies - wyświetla wszystkie aktualnie dostępne strategie trasowania, które mogą być użyte przez Autorouter do trasowania projektu. Każda strategia jest wymieniona wraz z nazwą i opisem. Ogólnie rzecz biorąc, domyślne strategie trasowania dla płytek dwuwarstwowych i wielowarstwowych są odpowiednie dla większości sytuacji trasowania. Ważne jest jednak, aby przed uruchomieniem Autoroutera upewnić się, że skonfigurowano wszystkie istotne reguły projektowe trasowania. Domyślnych strategii trasowania nie można usunąć.
• Add/Edit/Duplicate - kliknij, aby otworzyć okno dialogowe Situs Strategy Editor w celu dodania do listy nowej, zdefiniowanej przez użytkownika strategii trasowania, wprowadzenia zmian w wybranej strategii lub utworzenia duplikatu aktualnie wybranej strategii trasowania.
• Lock All Pre-routes - włącz, aby zapobiec usuwaniu („ripping up”) i ponownemu trasowaniu przez Autorouter jakichkolwiek wstępnie wytrasowanych sieci. Często pewne sieci są trasowane ręcznie, a następnie reszta jest autoroutowana.
• Rip-up Violations After Routing - włącz, aby po zakończeniu sesji trasowania przez Autorouter wszelkie ścieżki naruszające zdefiniowane (i mające zastosowanie) reguły projektowe zostały usunięte („ripped up”).

Okno dialogowe Situs Strategy Editor

Okno dialogowe jest dostępne po kliknięciu Add, Edit lub Duplicate w oknie dialogowym Situs Routing Strategies.

To okno dialogowe umożliwia pełne zdefiniowanie strategii trasowania dla autoroutera Situs, w tym składających się na nią przebiegów trasowania (algorytmów). Uwzględnienie różnych przebiegów trasowania oraz kolejność ich użycia stanowią „inteligencję” Autoroutera. Te przebiegi służą do przekształcania wirtualnych ścieżek trasowania zidentyfikowanych na mapie topologicznej w wysokiej jakości ścieżki na płytce.

Kluczowe opcje opisano poniżej.

• More/Less Vias - użyj suwaka, aby zdefiniować dozwolone użycie przelotek przez Autorouter. Jest to kompromis pomiędzy większą szybkością trasowania a użyciem mniejszej liczby przelotek. Przesunięcie suwaka w prawo ograniczy Autorouter do umieszczania mniejszej liczby przelotek, jednak czas potrzebny na wytrasowanie płytki będzie dłuższy. Przesunięcie suwaka w lewo pozwala na szybsze zakończenie trasowania, jednak kosztem dodatkowych przelotek umieszczanych przez Autorouter na PCB.
• Orthogonal - włącz tę opcję, aby ograniczyć Autorouter do trasowania wyłącznie ścieżek ortogonalnych (90°). Wyłączenie tej opcji pozwala Autorouterowi trasować ortogonalnie lub nieortogonalnie (45°) według uznania.
• Available Routing Passes - wyświetla dostępne przebiegi trasowania (algorytmy), które mogą być użyte w strategii trasowania. Dostępne są następujące przebiegi:
  • Adjacent Memory - jest to przebieg trasowania na poziomie połączenia. Służy do trasowania sąsiadujących pinów tej samej sieci wymagających fanoutu prostym wzorem w kształcie litery U.
  • Clean Pad Entries - jest to przebieg trasowania na poziomie połączenia. Prowadzi ponownie trasę od środka każdego pada wzdłuż najdłuższej osi pada.

• Completion - jest to przebieg trasowania na poziomie połączenia. Jest zasadniczo taki sam jak przebieg Main , ale ma inną wycenę kosztów w celu rozwiązywania konfliktów i domykania trudnych połączeń.
• Fan out Signal - jest to przebieg na poziomie komponentu oparty na ustawieniach fanoutu zdefiniowanych przez Fanout Control. Sprawdza wzorce w padach, uwzględnia odstępy, szerokość ścieżek i styl przelotek, a następnie wybiera odpowiedni układ fanoutu (rząd w linii, naprzemienny itp.), aby spełnić wymagania zdefiniowane w regule projektowej. Fanout dotyczy wyłącznie warstw sygnałowych.
• Fan out to Plane - jest to przebieg na poziomie komponentu, oparty na ustawieniach fanoutu zdefiniowanych przez Fanout Control. Sprawdza wzorce w padach, uwzględnia odstępy, szerokość ścieżek i styl przelotek, a następnie wybiera odpowiedni układ fanoutu (rząd w linii, naprzemienny itp.), aby spełnić wymagania zdefiniowane w regule projektowej. Fanout jest wykonywany wyłącznie do wewnętrznej warstwy plane.
• Globally Optimised Main - jest to przebieg trasowania na poziomie połączenia. Zapewnia optymalne trasowanie i w pierwszej iteracji ignoruje spory/naruszenia. Następnie ponownie trasuje połączenia ze zwiększonymi kosztami konfliktów aż do momentu, gdy nie pozostaną żadne naruszenia. Ten przebieg, używany w połączeniu z włączoną opcją Orthogonal , może dawać estetyczne wzory tras. Dodaj do strategii przebieg Recorner, aby uzyskać fazowane narożniki.
• Hug - jest to przebieg trasowania na poziomie połączenia, który ponownie trasuje każde połączenie podążając za istniejącym trasowaniem z możliwie minimalnym odstępem. Przebieg hug służy do maksymalizacji wolnej przestrzeni do trasowania. Zwróć uwagę, że ten przebieg jest bardzo wolny.
• Layer Patterns - jest to przebieg trasowania na poziomie połączenia. Trasuje tylko połączenia, które odpowiadają kierunkowi warstwy (w granicach tolerancji). Jest wyceniany tak, aby „przytulać” lub podążać za istniejącym trasowaniem w celu maksymalizacji wolnej przestrzeni.
• Main - jest to przebieg trasowania na poziomie połączenia. Używa mapy topologicznej do znalezienia ścieżki trasowania, a następnie używa routera push and shove do przekształcenia proponowanej ścieżki w rzeczywiste trasowanie.
• Memory - jest to przebieg trasowania na poziomie połączenia. Sprawdza, czy dwa piny na różnych komponentach na tej samej warstwie współdzielą współrzędne X lub Y.
• Multilayer Main - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń. Jest podobny do przebiegu Main pass, ale z kosztami zoptymalizowanymi pod kątem płytek wielowarstwowych.
• Recorner - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń, używany do fazowania (mitering) narożników tras. Ten przebieg jest używany, gdy dla strategii włączona jest opcja Orthogonal option, co w praktyce ją nadpisuje i fazuje narożniki każdej ścieżki. Jeśli opcja Orthogonal option jest wyłączona dla używanej strategii, nie ma potrzeby dodawania przebiegu Recorner pass, ponieważ autorouter domyślnie fazuje narożniki.
• Spread - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń, który przetrasowuje każde połączenie, próbując „rozszerzyć” prowadzenie ścieżek tak, aby wykorzystać wolną przestrzeń i równomiernie rozmieścić ścieżki, gdy przechodzą między obiektami stałymi (np. padami elementów). Uwaga: ten przebieg jest bardzo wolny.
• Straighten - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń, który próbuje zmniejszyć liczbę narożników. Robi to, „idąc” wzdłuż trasy do narożnika, a następnie z tego narożnika wykonuje sondowanie (poziome/pionowe/45 w górę/45 w dół), szukając innego już poprowadzonego punktu w tej samej sieci. Jeśli taki punkt zostanie znaleziony, sprawdza, czy nowa ścieżka zmniejsza długość trasy.

• Passes in this Routing Strategy - wyświetla rzeczywiste przebiegi trasowania (algorytmy) uwzględnione w strategii. Możesz dodać dowolne przebiegi z listy dostępnych przebiegów, a w całej strategii można dodać wiele instancji tego samego przebiegu, aby uzyskać określone rezultaty. Przebiegi będą wykonywane w kolejności od góry do dołu. Kolejność tę można zmienić za pomocą przycisków Move Up  i Move Down .

Dodatkowe polecenia autoroutingu

Stop

Służy do zatrzymania autoroutera po zakończeniu bieżącego przebiegu trasowania.

Reset

Służy do zresetowania autoroutera.

Pause

Służy do wstrzymania autoroutera. W razie potrzeby można go ponownie uruchomić.

Fanout

CircuitMaker zawiera narzędzia fanout dla elementów montażu powierzchniowego. Silnik trasowania wyprowadzeń (escape routing) spróbuje wyprowadzić każdy pad tuż poza krawędź obudowy, co znacznie ułatwia wykonywanie do nich połączeń.

Polecenia podmenu Fanout

Polecenia podmenu Fanout umożliwiają wykonanie fanout obiektów zgodnie z regułami projektowymi Fanout Control oraz ustawieniami w oknie dialogowym Fanout Options dialog.

Poniższa tabela opisuje polecenia podmenu.

Okno dialogowe Fanout Options

Okno dialogowe jest dostępne po kliknięciu dowolnego z poleceń Fanout podmenu.

To okno dialogowe umożliwia określenie opcji fanout oraz trasowania wyprowadzeń (escape routing). Typowe zachowanie fanout polega na tym, że używane pady wewnętrzne są najpierw wyprowadzane tradycyjnym „dog-bone” (krótka ścieżka z przelotką na końcu), aby uzyskać dostęp do innej warstwy, a następnie od przelotki są wyprowadzane (escape-routed) tuż poza krawędź obudowy, z wykorzystaniem dostępnych warstw trasowania, aż wszystkie pady zostaną wyprowadzone. W efekcie znacznie ułatwia to wykonywanie do nich połączeń.

• Fanout Pads Without Nets - włącz, aby wykonywać fanout padów komponentu nawet wtedy, gdy nie mają przypisanych sieci. Gdy ta opcja jest wyłączona, fanout będzie wykonywany tylko dla padów z przypisanymi sieciami.
• Fanout Outer 2 Rows of Pads - włącz tę opcję, aby wykonywać fanout padów komponentu, w tym dwóch zewnętrznych rzędów (które zwykle łatwo się trasuje).

• Include escape routes after fanout completion - włącz, aby dodać trasowanie wyprowadzeń (escape routing) do każdego fanout. Escape routing umieszcza ścieżki na przelotkach fanout i padach komponentu, wyprowadzając je do krawędzi komponentu, aby ułatwić wykonywanie do nich połączeń.

• Update fanout using Blind Vias (BGA escape routing only) - włącz, aby umieszczać przelotki ślepe pomiędzy skonfigurowanymi warstwami par wierceń (drill-pair) w stosie warstw. Gdy ta opcja jest wyłączona, będą dodawane wyłącznie przelotki przelotowe, niezależnie od ustawień par warstw drill-pair.

• Escape differential pair pads first if possible (same layer, same side) - włącz, aby wykonywać fanout i escape routing dla przypisanych sieci par różnicowych razem przed wykonaniem innych operacji fanout, co skutecznie utrzymuje ich trasy blisko siebie. Fanout umieści ścieżki escape routing na tej samej warstwie i możliwie jak najbardziej sąsiadująco.