Zautomatyzowany układ płytki przy użyciu autoroutera topologicznego Situs
W skrócie
- Jak w ogólnym ujęciu działa automatyczne trasowanie Situs i dlaczego mapowanie topologiczne zapewnia mu elastyczność w wyznaczaniu przebiegu ścieżek.
- Które decyzje dotyczące przygotowania płytki mają największy wpływ na powodzenie automatycznego trasowania — w tym rozmieszczenie komponentów, obszary zabronione, wypełnienia poligonowe, wstępne prowadzenie ścieżek i możliwość realizacji wszystkich połączeń.
- Jakie reguły trasowania i ustawienia warstw warto sprawdzić w Altium Designer, aby zwiększyć wydajność automatycznego trasowania i poprawić jego wyniki.
Prowadzenie połączeń na płytce drukowanej jest złożonym i czasochłonnym zadaniem. W przypadku dużych lub gęsto upakowanych płytek proces ten może zająć projektantowi dużo czasu. Pomocny może się wówczas okazać autorouter.
Autorouter Situs™ w Altium Designer wykorzystuje analizę topologiczną do mapowania przestrzeni płytki. W przeciwieństwie do mapowania geometrycznego lub opartego na kształtach metoda ta nie zależy od kształtu ani współrzędnych przeszkód. Mapowanie topologiczne zapewnia większą elastyczność w wyznaczaniu przebiegu ścieżek i pozwala prowadzić je w dowolnym kierunku.
Automatyczne trasowanie płytki
Autorouter topologiczny Situs wprowadza nowe podejście do automatycznego trasowania. Najpierw wykorzystuje zaawansowane mapowanie topologiczne do wyznaczenia przebiegu połączenia, a następnie stosuje różne sprawdzone algorytmy trasowania, aby przekształcić ten przebieg, przypominający sposób prowadzenia połączeń przez człowieka, w wysokiej jakości ścieżkę. Jako integralna część edytora PCB przestrzega zdefiniowanych reguł elektrycznych i reguł trasowania płytki.
Przygotowanie płytki
Choć konfiguracja i uruchomienie Situs są proste, warto pamiętać o kilku kwestiach, aby uzyskać optymalne wyniki trasowania.
Rozmieszczenie komponentów
To właśnie rozmieszczenie komponentów ma największy wpływ na efektywność trasowania. Edytor PCB w Altium Designer zawiera szereg narzędzi, takich jak dynamicznie optymalizowane linie połączeń, które pozwalają dopracować rozmieszczenie komponentów. Optymalne rozmieszczenie to takie, w którym linie połączeń są jak najkrótsze i jak najmniej „splątane”.
Inne dobre praktyki projektowe obejmują rozmieszczanie komponentów tak, aby ich pola lutownicze znajdowały się na regularnej siatce (co maksymalizuje ilość wolnego miejsca między polami na prowadzenie ścieżek), umieszczanie komponentów do montażu powierzchniowego o podobnych rozmiarach dokładnie naprzeciw siebie po obu stronach płytki oraz korzystanie z zaleceń dotyczących rozmieszczenia elementów odsprzęgających zawartych w kartach katalogowych producentów układów. Nie jest to pełna lista zagadnień związanych z rozmieszczaniem komponentów, a jedynie kilka wskazówek.
Obszary zabronione
Autorouter wymaga zamkniętej granicy utworzonej z umieszczonych obiektów obszaru zabronionego. Zazwyczaj granica ta biegnie wzdłuż krawędzi płytki. Umieszczane obiekty będą podlegać odpowiedniej regule odstępu, aby zachować właściwą odległość od tej granicy i spełnić wymagania projektu dotyczące odstępów mechanicznych lub elektrycznych. Autorouter uwzględnia również obszary zabronione wewnątrz tej granicy zewnętrznej, a także obszary zabronione zdefiniowane dla poszczególnych warstw.
Zamkniętą granicę biegnącą wzdłuż obrysu płytki można utworzyć za pomocą okna dialogowego Line/Arc Primitives from Board Shape. Więcej informacji o obszarach zabronionych można znaleźć w sekcji Obszary zabronione dla określonych typów obiektów.
Wylewki wielokątne
Wylewki wielokątne (miedziane) mogą być pełne (wypełnione jednym lub kilkoma obszarami miedzi) albo kreskowane (zbudowane ze ścieżek i łuków). Średnia lub duża kreskowana wylewka wielokątna zawiera wiele ścieżek i łuków. Autorouter może trasować płytkę zawierającą takie wylewki, jednak duża liczba tworzących je obiektów zwiększa złożoność procesu trasowania.
Zasadniczo wylewki wielokątne należy umieszczać przed trasowaniem tylko wtedy, gdy jest to konieczne, na przykład gdy służą do wykonania wstępnych połączeń o nietypowym kształcie, takich jak doprowadzenie zasilania sieciowego lub krytyczny obszar masy. W pozostałych przypadkach lepiej dodać wylewki do projektu po zakończeniu trasowania.
Czy płytkę da się wytrasować?
Autorouter jest wynikiem próby zrozumienia i zamodelowania przez człowieka procesu trasowania, a następnie jego automatycznego odtworzenia. Jeśli na płytce znajduje się obszar, którego nie da się wytrasować ręcznie, automatyczne trasowanie również się nie powiedzie. Jeśli autorouter stale nie radzi sobie z danym komponentem lub fragmentem płytki, należy spróbować wytrasować go interaktywnie. Przyczyną mogą być problemy z rozmieszczeniem komponentów lub konfiguracją reguł, które całkowicie uniemożliwiają poprowadzenie połączeń.
Trasowanie wstępne
Wstępnie wytrasuj krytyczne sieci, a jeśli proces trasowania nie może ich zmienić, zablokuj je, włączając opcję Lock All Pre-routes w oknie dialogowym Situs Routing Strategies. Unikaj jednak niepotrzebnego blokowania — duża liczba zablokowanych obiektów może znacznie utrudnić trasowanie.
Sieci par różnicowych należy wytrasować ręcznie i zablokować przed użyciem autoroutera. W przeciwnym razie istnieje duże prawdopodobieństwo zmiany przebiegu ścieżek, co wpłynie na integralność sygnału pary różnicowej.
Konfigurowanie reguł projektowych
Upewnij się, że reguły projektowe dotyczące trasowania są odpowiednie dla stosowanej technologii płytki. Źle dobrane lub nieodpowiednie reguły mogą znacznie pogorszyć wyniki automatycznego trasowania. Pamiętaj, że autorouter przestrzega wszystkich reguł projektowych z kategorii Electrical i Routing z wyjątkiem reguły Routing Corners.
Reguły definiuje się w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules), które można otworzyć bezpośrednio z okna dialogowego Situs Routing Strategies.
Jeśli reguła zawiera wartości minimalną, preferowaną i maksymalną, autorouter użyje wartości preferowanej.
Najważniejsze reguły to Szerokość i Odstęp. Te ustawienia technologiczne trasowania określają, jak gęsto można prowadzić ścieżki. Ich dobór wymaga kompromisu: szersze ścieżki i większe odstępy ułatwiają produkcję płytki, natomiast węższe ścieżki i mniejsze odstępy ułatwiają jej trasowanie. Warto skonsultować się z producentem, aby ustalić progi cenowe dla szerokości ścieżek i odstępów, czyli wartości, poniżej których spada uzysk produkcyjny i rośnie cena płytek PCB. Oprócz spełnienia wymagań elektrycznych projektu parametry technologiczne trasowania należy również dopasować do technologii komponentów, tak aby umożliwić doprowadzenie ścieżki do każdego wyprowadzenia.
Trzecią regułą określającą technologię trasowania jest Styl przelotek trasowania. Ją również należy dobrać do stosowanych szerokości ścieżek i odstępów, uwzględniając koszty produkcji związane z wybraną średnicą otworu i szerokością pierścienia miedzi.
Należy również unikać nadmiernej liczby reguł lub reguł zbędnych — im więcej reguł, tym dłuższy czas przetwarzania i wolniejsze trasowanie. Reguły, które nie są potrzebne podczas automatycznego trasowania, można wyłączyć.
Szerokość ścieżek
Upewnij się, że istnieje reguła szerokości z zapytaniem All (reguła domyślna) oraz że ustawienie preferowanej szerokości odpowiada najczęściej wymaganej szerokości ścieżek. Sprawdź, czy ta szerokość w połączeniu z odpowiednią regułą odstępów umożliwia doprowadzenie ścieżek do wszystkich padów. Skonfiguruj dodatkowe reguły szerokości ścieżek dla sieci wymagających szerszych lub węższych ścieżek.
Jeśli na płytce znajdują się komponenty o małym rastrze wyprowadzeń, których piny należą do sieci wymagających szerszych ścieżek — na przykład sieci zasilających — próbnie wyprowadź ścieżkę z pinu zasilania oraz z pinów po obu jego stronach, aby upewnić się, że jest to fizycznie możliwe.
Ograniczenie odstępów
Sprawdź, czy występują specjalne wymagania dotyczące odstępów, na przykład komponenty o małym rastrze wyprowadzeń, których pady są rozmieszczone bliżej siebie, niż pozwalają na to standardowe odstępy na płytce. Można je uwzględnić za pomocą reguły projektowej o odpowiednim zakresie i priorytecie. Pamiętaj, że choć można zdefiniować regułę obejmującą footprint, nie obejmie ona ścieżek łączących się z tym footprintem. Jak wspomniano w sekcji dotyczącej szerokości ścieżek, wykonaj próbne trasowanie, aby upewnić się, że do pinów komponentu można doprowadzić ścieżki.
Typ przelotek używanych podczas trasowania
Upewnij się, że istnieje reguła typu przelotek używanych podczas trasowania z zapytaniem All oraz że ustawienie preferowane jest odpowiednie. Dodaj reguły o wyższym priorytecie dla sieci wymagających innego typu przelotek niż określony w regule domyślnej.
Altium Designer obsługuje przelotki ślepe i zagrzebane. O tym, kiedy zostaną użyte, decydują przejścia między warstwami dozwolone przez typy przelotek zdefiniowane w menedżerze stosu warstw (Design » Layer Stack Manager). Podobnie jak podczas trasowania interaktywnego, gdy autorouter przechodzi między dwiema warstwami, sprawdza bieżące definicje typów przelotek — jeśli warstwy te są zdefiniowane jako para dla przelotki ślepej lub zagrzebanej, umieszczona przelotka będzie miała je jako warstwę początkową i końcową. Ważne jest zrozumienie ograniczeń stosowania przelotek ślepych i zagrzebanych; należy ich używać wyłącznie po konsultacji z producentem płytki. Oprócz ograniczeń wynikających z technologii wytwarzania stosu warstw należy również uwzględnić niezawodność i dostępność punktów do testowania. Niektórzy projektanci uważają, że lepiej dodać więcej warstw do trasowania niż stosować przelotki ślepe lub zagrzebane.
Warstwy do trasowania
Upewnij się, że istnieje reguła warstw do trasowania z zapytaniem All. Na liście znajdą się wszystkie włączone warstwy sygnałowe zdefiniowane w stosie warstw. Włącz warstwy, na których chcesz dopuścić trasowanie. Dodaj reguły o wyższym priorytecie dla sieci, które mają być trasowane wyłącznie na określonych warstwach.
Aby wykluczyć określoną sieć lub klasę sieci z automatycznego trasowania, zdefiniuj regułę warstw do trasowania obejmującą tę sieć lub klasę sieci, a następnie w sekcji ograniczeń tej reguły wyłącz opcję Allow Routing dla każdej włączonej warstwy sygnałowej. Priorytet tej reguły musi być wyższy niż priorytet reguły domyślnej (tej z zapytaniem All).
Kierunki trasowania na warstwach
Preferowane kierunki trasowania określa się w oknie dialogowym Layer Directions, dostępnym z poziomu okna dialogowego strategii trasowania Situs. Na liście znajdą się wszystkie włączone warstwy sygnałowe zdefiniowane w stosie warstw.
Wybierz kierunki trasowania na warstwach odpowiednio do przebiegu linii połączeń. Situs wykorzystuje mapowanie topologiczne do wyznaczania przebiegu ścieżek, więc nie ogranicza się do trasowania w poziomie i pionie. Zazwyczaj najlepiej ustawić dla warstw zewnętrznych kierunki poziomy i pionowy. Jeśli jednak płytka wielowarstwowa ma wiele połączeń biegnących pod kątem odpowiadającym godzinie drugiej, ustaw taki preferowany kierunek trasowania dla co najmniej jednej warstwy wewnętrznej. Informacje te wykorzystuje w szczególności etap Layer Patterns, a wybór odpowiedniego kierunku może znacząco wpłynąć zarówno na czas, jak i jakość trasowania. Pamiętaj, że przy stosowaniu warstw z kierunkiem ukośnym nie trzeba wyznaczać warstwy o kierunku prostopadłym do danej warstwy, ponieważ router zazwyczaj poprowadzi ścieżkę poziomo lub pionowo, jeśli będzie musiał ominąć przeszkodę na warstwie z kierunkiem ukośnym.

Okno dialogowe Layer Directions
Opcje i elementy sterujące okna dialogowego kierunków trasowania na warstwach
Okno dialogowe zawiera tabelę z listą wszystkich warstw sygnałowych zdefiniowanych w stosie warstw. Dla każdej warstwy podane są następujące informacje:
- Layer — nazwa warstwy sygnałowej.
- Current Setting — aktualnie wybrany preferowany kierunek trasowania na warstwie. To pole można edytować. Z listy rozwijanej wybierz jedną z następujących opcji: Not Used, Horizontal, Vertical, Any, 1 O'Clock, 2 O'Clock, 4 O'Clock, 5 O'Clock, 45 Up, 45 Down, Fan Out i Automatic.
- Actual Direction — kierunek trasowania faktycznie używany przez Situs. To pole jest tylko do odczytu. Będzie odpowiadać preferowanemu kierunkowi trasowania wybranemu dla warstwy w polu Current Setting, chyba że wybrano opcję Automatic. W takim przypadku najlepszy kierunek zostanie obliczony na podstawie kierunków trasowania zdefiniowanych dla pozostałych warstw.
Priorytet trasowania
Użyj reguł priorytetu trasowania, aby nadać wyższy priorytet trudnym sieciom lub tym, dla których zależy Ci na jak najbardziej uporządkowanym przebiegu ścieżek.
Sterowanie wyprowadzaniem połączeń SMD
System zapytań zawiera słowa kluczowe odnoszące się do różnych obudów komponentów do montażu powierzchniowego, w tym IsLCC (Leadless Chip Carrier — obudowa bezwyprowadzeniowa), IsSOIC (Small Outline IC — układ scalony w obudowie o małych wymiarach) i IsBGA (Ball Grid Array — obudowa z matrycą kulek lutowniczych). Reguły domyślne są tworzone automatycznie dla najpopularniejszych obudów, a ponieważ etapy wyprowadzania połączeń są wykonywane na początku automatycznego trasowania, pozostawienie reguł, które nie dotyczą żadnych komponentów, ma niewielki wpływ na wydajność. Jeśli na płytce znajdują się komponenty do montażu powierzchniowego, powinna istnieć co najmniej jedna reguła projektowa sterująca wyprowadzaniem połączeń SMD — odpowiednim zapytaniem dla pojedynczej reguły obejmującej wszystkie takie komponenty jest IsSMTComponent. Aby dowiedzieć się, w jaki sposób poszczególne słowa kluczowe zapytań identyfikują obudowę komponentu, otwórz pomocnik zapytań, wpisz odpowiednie słowo kluczowe i naciśnij F1.
Reguły wyprowadzania połączeń zawierają ustawienia określające, czy połączenia z padów mają być wyprowadzane do wewnątrz, na zewnątrz, czy w obu kierunkach. Aby zapoznać się z działaniem atrybutów reguły sterowania wyprowadzaniem połączeń, można uruchomić polecenie Route » Fanout » Component dla dowolnego komponentu do montażu powierzchniowego, do którego nie przypisano żadnych sieci. Oprócz sprawdzenia, jak dobrze można wyprowadzić połączenia z komponentu przy aktualnej technologii trasowania zdefiniowanej dla płytki, można też użyć tego polecenia do przygotowania komponentu, który ma być przechowywany w bibliotece jako footprint z już wyprowadzonymi połączeniami. Po wyprowadzeniu połączeń w obszarze roboczym PCB skopiuj komponent wraz ze ścieżkami i przelotkami wyprowadzającymi połączenia, a następnie wklej je do biblioteki.
Priorytety reguł
Kolejność stosowania reguł, czyli ich priorytet, jest określana przez projektanta. Priorytet służy do ustalenia, którą regułę zastosować, gdy dany obiekt jest objęty więcej niż jedną regułą. Jeśli priorytet nie zostanie ustawiony prawidłowo, może się okazać, że dana reguła w ogóle nie jest stosowana.
Na przykład, jeśli reguła z zapytaniem InNet('VCC') ma niższy priorytet niż reguła z zapytaniem All, do sieci VCC zostanie zastosowana reguła All. Użyj przycisku Priorities w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor, aby otworzyć okno dialogowe Edit Rule Priorities, w którym można odpowiednio dostosować priorytety. Pamiętaj, że priorytet nie ma znaczenia, gdy zakresy dwóch reguł nie nakładają się na siebie (nie dotyczą tych samych obiektów). Na przykład nie ma znaczenia, który z tych dwóch zakresów reguł ma wyższy priorytet — InNet('VCC') czy InNet('GND').
Złota zasada
Najważniejszym krokiem jest sprawdzenie reguł projektowych (DRC) przed uruchomieniem autoroutera. Podczas korzystania z poleceń Route » Auto Route » Setup lub Route » Auto Route » All Situs przeprowadza własną analizę przed trasowaniem i przedstawia wyniki w postaci raportu w oknie dialogowym Situs Routing Strategies. W tym oknie można przeanalizować raport dotyczący projektu i wybrać strategię trasowania. Strategia trasowania stanowi logikę działania autoroutera — określa, które z dostępnych algorytmów trasowania mają być używane i kiedy, aby przekształcić „wirtualne” trasy połączeń zidentyfikowane na mapie topologicznej w rzeczywiste, wysokiej jakości i efektywnie poprowadzone ścieżki na płytce.
Przed uruchomieniem autoroutera upewnij się, że raport konfiguracji trasowania nie wykazuje problemów.
Raport zawiera między innymi następujące informacje:
- Reguły projektowe zdefiniowane obecnie w projekcie, które będą przestrzegane przez autorouter (oraz liczba obiektów projektu — sieci, komponentów i padów — objętych każdą regułą)
- Kierunki trasowania zdefiniowane dla wszystkich warstw sygnałowych
- Definicje par warstw wierceń
Raport zawiera listę potencjalnych problemów, które mogą wpłynąć na działanie autoroutera. Tam, gdzie jest to możliwe, podawane są wskazówki pomagające lepiej przygotować projekt do automatycznego trasowania. Przed rozpoczęciem trasowania projektu należy dokładnie przeanalizować wszystkie wymienione błędy, ostrzeżenia i wskazówki oraz w razie potrzeby dostosować odpowiednie reguły trasowania.
Sprawdź wszystkie błędy, ostrzeżenia i wskazówki, aby zrozumieć, z jakimi potencjalnymi problemami będzie musiał zmierzyć się autorouter.
Przed uruchomieniem autoroutera należy bezwzględnie usunąć wszelkie naruszenia reguł związanych z trasowaniem. Naruszenia mogą nie tylko uniemożliwić trasowanie w miejscu ich występowania, ale także znacznie spowolnić autorouter, który będzie nieustannie próbował poprowadzić ścieżki w obszarze, w którym jest to niemożliwe.
Uwagi dotyczące uruchamiania autoroutera Situs
- Polecenia autoroutera znajdują się w podmenu Route » Auto Route.
- Zarówno polecenie Route » Auto Route » All, jak i Route » Auto Route » Setup otwiera okno dialogowe Situs Routing Strategies. Różnica polega na tym, że po wybraniu All w oknie pojawia się przycisk Route All.
- Nie bój się eksperymentować. Jeśli wyniki nie są zadowalające, zmień sposób działania autoroutera. Dodaj pośrednie przebiegi porządkowania i prostowania ścieżek, zapewnij więcej miejsca wokół obszarów o dużej gęstości elementów lub zmień kierunki trasowania na warstwach.
- Eksperymentując z autorouterem — tworząc własne strategie sterujące kolejnością przebiegów, zmieniając liczbę przelotek za pomocą opcji Via, zmieniając kierunki trasowania na warstwach, ograniczając autorouter wyłącznie do tras ortogonalnych itd. — zapisuj wypróbowane kombinacje ustawień. Dzięki temu będzie można zidentyfikować i ponownie wykorzystać konfiguracje, które najlepiej sprawdzają się w Twoich projektach.
- Najpierw uruchom osobno przebiegi wyprowadzania połączeń (fanout) i oceń ich jakość. W problematycznych obszarach może być konieczne ręczne wyprowadzenie połączeń.
-
Użyj poniższych poleceń z podmenu Route » Auto Route , aby wykonać określone operacje automatycznego trasowania:
- Net — trasowanie wszystkich połączeń w określonej sieci. Po uruchomieniu polecenia autorouter zostanie zainicjowany, a kursor przyjmie postać krzyżyka. Umieść kursor nad dowolną linią połączenia (lub padem) w sieci, którą chcesz trasować, a następnie kliknij lub naciśnij Enter. Autorouter spróbuje automatycznie wytrasować wszystkie połączenia w sieci przy użyciu strategii trasowania Main.
-
Net Class — trasowanie wszystkich połączeń w określonych klasach sieci. Po uruchomieniu polecenia otworzy się okno dialogowe Choose Net Classes to Route. Wybierz co najmniej jedną klasę sieci, którą chcesz trasować za pomocą autoroutera, a następnie kliknij OK — autorouter spróbuje automatycznie wytrasować wszystkie połączenia we wszystkich sieciach należących do wybranych klas przy użyciu strategii trasowania Main.

Okno dialogowe Choose Net Class to Route - Connection — trasowanie określonego połączenia między dwoma padami w bieżącym projekcie.
- Area — trasowanie wszystkich połączeń, których oba końce znajdują się w określonym obszarze. Po uruchomieniu polecenia autorouter zostanie zainicjowany, a kursor przyjmie postać krzyżyka. Ustaw kursor i kliknij, aby wyznaczyć pierwszy narożnik obszaru trasowania. Przesuń kursor, aby określić rozmiar obszaru, a następnie kliknij, aby wyznaczyć drugi narożnik. Autorouter spróbuje automatycznie wytrasować wszystkie połączenia rozpoczynające się i kończące w wyznaczonym obszarze przy użyciu strategii trasowania Main.
-
Room — trasowanie wszystkich połączeń znajdujących się w całości w granicach wybranego obszaru Room. Po uruchomieniu polecenia autorouter zostanie zainicjowany, a kursor przyjmie postać krzyżyka. Umieść kursor nad obszarem Room, w którym chcesz trasować połączenia, a następnie kliknij lub naciśnij Enter. Autorouter spróbuje automatycznie wytrasować wszystkie połączenia znajdujące się w całości w granicach tego obszaru przy użyciu strategii trasowania Main.
Aby wytrasować wszystkie połączenia znajdujące się w całości w granicach obszaru Room pod kursorem, możesz kliknąć ten obszar prawym przyciskiem myszy i wybrać polecenie Room Actions » Autoroute Room z menu kontekstowego. Po uruchomieniu polecenia autorouter spróbuje automatycznie wytrasować wszystkie połączenia znajdujące się w całości w granicach tego obszaru przy użyciu strategii trasowania Main.
-
Component — trasowanie wszystkich połączeń wychodzących z padów określonego komponentu. Po uruchomieniu polecenia autorouter zostanie zainicjowany, a kursor przyjmie postać krzyżyka. Umieść kursor nad komponentem, którego połączenia chcesz trasować, a następnie kliknij lub naciśnij Enter. Autorouter spróbuje automatycznie wytrasować wszystkie połączenia wychodzące z padów wybranego komponentu, w każdym przypadku aż do następnego napotkanego pada, przy użyciu strategii trasowania Main.
Aby wytrasować wszystkie połączenia wychodzące z padów komponentu pod kursorem, możesz kliknąć ten komponent prawym przyciskiem myszy i wybrać polecenie Component Actions » Autoroute Component z menu kontekstowego.
-
Component Class — trasowanie wszystkich połączeń wychodzących z padów komponentów należących do określonych klas komponentów. Po uruchomieniu polecenia otworzy się okno dialogowe Choose Component Classes to Route. Wybierz co najmniej jedną klasę komponentów, której połączenia chcesz trasować za pomocą autoroutera, określ Connections Routing Mode , a następnie kliknij OK — autorouter spróbuje automatycznie wytrasować wszystkie połączenia wychodzące z padów wszystkich komponentów należących do wybranych klas przy użyciu strategii trasowania Main.

Okno dialogowe Choose Component Class to Route - Connections On Selected Components - poprowadź wszystkie połączenia wychodzące z padów aktualnie zaznaczonych komponentów w obszarze projektowym. Po uruchomieniu polecenia autorouter podejmie próbę automatycznego poprowadzenia wszystkich połączeń wychodzących z padów zaznaczonych komponentów, w każdym przypadku do następnego napotkanego pada, przy użyciu strategii trasowania Main.
- Connections Between Selected Components - poprowadź wszystkie połączenia między aktualnie zaznaczonymi komponentami w obszarze projektowym. Po uruchomieniu polecenia autorouter podejmie próbę automatycznego poprowadzenia wszystkich połączeń między padami zaznaczonych komponentów przy użyciu strategii trasowania Main.
-
Do sterowania procesem automatycznego trasowania służą następujące polecenia w podmenu Route » Auto Route:
- Stop - zakończ proces automatycznego trasowania po ukończeniu bieżącego przebiegu trasowania. Autorouter zatrzyma się i dalsze trasowanie płytki nie będzie wykonywane. Wszystkie połączenia na płytce, które zostały już poprowadzone, pozostaną bez zmian.
- Reset - zresetuj autorouter — zainicjuj pamięć potrzebną autorouterowi przed rozpoczęciem trasowania. Umożliwia to modyfikowanie bieżącej strategii trasowania lub przełączanie na inną strategię w trakcie trasowania całej płytki. Po uruchomieniu polecenia otworzy się okno dialogowe Situs Routing Strategies. W tym oknie wprowadź zmiany w bieżącej strategii trasowania (jeśli jest to możliwe) lub przełącz na inną strategię, a następnie kliknij przycisk Route All. Autorouter zostanie zainicjowany do trasowania na podstawie zmodyfikowanej lub innej strategii.
- Pause - wstrzymaj bieżącą operację automatycznego trasowania. Po uruchomieniu polecenia praca autoroutera zostanie tymczasowo wstrzymana. Aby ją wznowić, ponownie uruchom to polecenie (wyświetlane teraz jako polecenie Route » Auto Route » Resume ).
Podsumowanie przebiegów i strategii trasowania
Aktualnie zdefiniowane strategie trasowania są wymienione w dolnej części okna dialogowego Situs Routing Strategies. Kliknij przycisk Add, aby otworzyć okno dialogowe Situs Strategy Editor, w którym możesz określić przebiegi uwzględniane w nowej strategii. Możesz też użyć przycisku Duplicate, aby zduplikować istniejącą strategię, a następnie edytować ją według potrzeb. Dobór poszczególnych przebiegów trasowania oraz kolejność ich wykonywania stanowią o „inteligencji” autoroutera. Przebiegi te służą do przekształcania wirtualnych ścieżek połączeń wyznaczonych na mapie topologicznej w wysokiej jakości ścieżki na płytce.

Przykład edycji zduplikowanej strategii.
Opcje i elementy sterujące okna dialogowego Situs Routing Strategies
Elementy sterujące okna dialogowego są podzielone na dwa główne obszary. Jedyną różnicą między dwoma sposobami otwierania tego okna jest przycisk u dołu, po lewej stronie przycisku Cancel . Gdy okno zostanie otwarte wyłącznie w celu konfiguracji (bez trasowania), jest to standardowy przycisk OK . Kliknięcie go zapisuje zmiany w strategiach trasowania zdefiniowanych przez użytkownika. Gdy okno zostanie otwarte w celu trasowania całej płytki, wyświetlany jest przycisk Route All. Kliknięcie go powoduje podjęcie próby trasowania płytki zgodnie z aktualnie wybraną strategią trasowania.
Raport konfiguracji trasowania
- Report Window — w tym obszarze wyświetlany jest raport oparty na analizie projektu przed trasowaniem, zawierający następujące informacje: aktualnie zdefiniowane reguły projektowe, których będzie przestrzegał autorouter (oraz liczbę obiektów projektu — sieci, komponentów, padów — objętych każdą regułą), kierunki trasowania określone dla wszystkich warstw sygnałowych oraz definicje par warstw wiercenia.
Raport zawiera listę potencjalnych problemów, które mogą wpływać na działanie autoroutera. Ostrzeżenia mogą dotyczyć między innymi warstw, dla których kierunek trasowania jest ustawiony na Any. Tam, gdzie to możliwe, podawane są wskazówki pomagające lepiej przygotować projekt do automatycznego trasowania. Wszystkie wymienione błędy, ostrzeżenia i wskazówki należy dokładnie przeanalizować i w razie potrzeby dostosować odpowiednie reguły trasowania przed rozpoczęciem trasowania projektu.
- Edit Layer Directions — kliknij ten przycisk, aby otworzyć okno dialogowe Kierunki warstw, w którym możesz odpowiednio zmodyfikować kierunki trasowania dla warstw sygnałowych.
- Edit Rules — kliknij ten przycisk, aby otworzyć główne okno dialogowe Edytor reguł i ograniczeń PCB. Jeśli chcesz bezpośrednio zmodyfikować istniejącą regułę trasowania, możesz też kliknąć odpowiadające jej hiperłącze w głównej części raportu.
- Save Report As — kliknij ten przycisk, aby zapisać raport jako dokument HTML. Pojawi się standardowe okno dialogowe Save As. Domyślnie raport zostanie zapisany w tej samej lokalizacji i pod tą samą nazwą co plik projektu PCB (DesignName.htm). W tym oknie możesz zmienić nazwę i lokalizację według potrzeb.
Strategia trasowania
-
Available Routing Strategies — w tym obszarze wyświetlane są wszystkie aktualnie dostępne strategie trasowania, których autorouter może użyć do trasowania projektu. Dla każdej strategii podawane są jej nazwa i opis. Domyślnie zdefiniowano i udostępniono sześć następujących strategii trasowania:
- Cleanup — domyślna strategia porządkowania ścieżek.
- Default 2 Layer Board — domyślna strategia trasowania płytek dwuwarstwowych.
- Default 2 Layer With Edge Connectors — domyślna strategia trasowania płytek dwuwarstwowych ze złączami krawędziowymi.
- Default Multi Layer Board — domyślna strategia trasowania płytek wielowarstwowych.
- General Orthogonal — domyślna strategia ortogonalna ogólnego przeznaczenia.
- Via Miser — domyślna strategia trasowania płytek wielowarstwowych z agresywną minimalizacją liczby przelotek.
- Add — kliknij ten przycisk, aby dodać do listy nową strategię trasowania zdefiniowaną przez użytkownika. Otworzy się okno dialogowe Situs Strategy Editor, w którym można w pełni zdefiniować strategię, w tym przede wszystkim składające się na nią przebiegi trasowania.
- Remove — kliknij ten przycisk, aby usunąć aktualnie wybraną strategię trasowania zdefiniowaną przez użytkownika z listy dostępnych strategii trasowania.
- Edit — kliknij ten przycisk, aby edytować aktualnie wybraną strategię trasowania zdefiniowaną przez użytkownika. Otworzy się okno dialogowe Situs Strategy Editor, w którym można wprowadzić potrzebne zmiany w strategii, w tym w składających się na nią przebiegach trasowania.
- Duplicate - kliknij ten przycisk, aby utworzyć kopię aktualnie wybranej strategii trasowania. Otworzy się okno dialogowe Situs Strategy Editor. Nadaj nowej strategii własną, bardziej opisową nazwę i opis oraz odpowiednio zmodyfikuj jej ustawienia.
- Lock All Pre-routes - włącz tę opcję, aby zapobiec usuwaniu („zrywaniu”) i ponownemu trasowaniu przez autorouter wcześniej wytrasowanych sieci. Często niektóre sieci trasuje się ręcznie, a następnie pozostałe trasuje się automatycznie.
- Rip-up Violations After Routing - włącz tę opcję, aby po zakończeniu sesji trasowania autoroutera usunąć wszystkie ścieżki naruszające zdefiniowane reguły projektowe mające do nich zastosowanie.
Opcje i elementy sterujące okna dialogowego Situs Strategy Editor
Opcje
- Strategy Name - bieżąca nazwa strategii. Podczas tworzenia nowej strategii trasowania to pole zawiera domyślny wpis New Strategy. W razie potrzeby zmień go na bardziej opisową nazwę.
- Strategy Description - bieżący opis strategii. Wprowadź opis, który zwięźle przedstawia cel lub zakres strategii.
- More/Less Vias - użyj tego suwaka, aby określić dopuszczalny stopień wykorzystania przelotek przez autorouter. Jest to kompromis między większą szybkością trasowania a mniejszą liczbą przelotek. Przesunięcie suwaka w prawo ograniczy liczbę przelotek umieszczanych przez autorouter, ale wydłuży czas trasowania płytki. Przesunięcie suwaka w lewo skróci czas trasowania, jednak kosztem większej liczby przelotek umieszczanych przez autorouter na płytce PCB.
- Orthogonal - włącz tę opcję, aby ograniczyć autorouter do trasowania wyłącznie ścieżek ortogonalnych (90°). Wyłączenie tej opcji pozwala autorouterowi trasować ortogonalnie lub nieortogonalnie (45°), zależnie od potrzeb.
Przebiegi trasowania
-
Available Routing Passes - ten obszar zawiera listę dostępnych przebiegów trasowania (algorytmów), których można użyć w strategii trasowania. Dostępne są następujące przebiegi:
- Adjacent Memory - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń. Służy do trasowania sąsiadujących wyprowadzeń należących do tej samej sieci, wymagających wyprowadzenia ścieżek (fanout), z zastosowaniem prostego wzoru w kształcie litery U.
- Clean Pad Entries - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń. Trasuje ponownie ścieżki wychodzące ze środka każdego pola lutowniczego wzdłuż jego dłuższej osi.
- Completion - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń. Zasadniczo działa tak samo jak przebieg Main , ale stosuje inne koszty w celu rozwiązywania konfliktów i realizacji trudnych połączeń. Przykładowe różnice w kosztach to niższy koszt przelotek i wyższy koszt ścieżek prowadzonych niezgodnie z preferowanym kierunkiem.
- Fan out Signal - jest to przebieg na poziomie komponentów, oparty na ustawieniach wyprowadzania ścieżek określonych przez regułę Fanout Control. Sprawdza układy pól lutowniczych, uwzględnia odstęp, szerokość ścieżek i typ przelotek, a następnie wybiera odpowiedni układ wyprowadzeń (w jednym rzędzie, naprzemienny itp.), aby spełnić wymagania określone w regule projektowej. Ścieżki są wyprowadzane wyłącznie do warstw sygnałowych.
- Fan out to Plane - jest to przebieg na poziomie komponentów, oparty na ustawieniach wyprowadzania ścieżek określonych przez regułę Fanout Control. Sprawdza układy pól lutowniczych, uwzględnia odstęp, szerokość ścieżek i typ przelotek, a następnie wybiera odpowiedni układ wyprowadzeń (w jednym rzędzie, naprzemienny itp.), aby spełnić wymagania określone w regule projektowej. Ścieżki są wyprowadzane wyłącznie do wewnętrznej warstwy płaszczyzny.
- Globally Optimised Main - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń. Zapewnia optymalne trasowanie. W pierwszej iteracji ignoruje konflikty i naruszenia. Następnie ponownie trasuje połączenia, zwiększając koszty konfliktów, aż do usunięcia wszystkich naruszeń. Ten przebieg, używany przy włączonej opcji Orthogonal , może zapewnić estetyczny układ ścieżek. Dodaj do strategii przebieg Recorner , aby uzyskać ścięte narożniki.
- Hug - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń, który ponownie trasuje każde połączenie, prowadząc je wzdłuż istniejących ścieżek z zachowaniem najmniejszego możliwego odstępu. Przebieg typu hug służy do maksymalizacji wolnej przestrzeni na trasowanie. Należy pamiętać, że ten przebieg jest bardzo powolny.
- Layer Patterns - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń. Trasuje wyłącznie połączenia zgodne z kierunkiem warstwy (w granicach tolerancji). Jego koszty są dobrane tak, aby ścieżki przylegały do istniejących ścieżek lub podążały wzdłuż nich, maksymalizując wolną przestrzeń.
- Main - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń. Korzysta z mapy topologicznej, aby znaleźć trasę, a następnie używa routera typu push and shove, aby przekształcić proponowaną trasę w rzeczywiste ścieżki.
- Memory - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń. Wyszukuje dwa wyprowadzenia różnych komponentów na tej samej warstwie, które mają wspólną współrzędną X lub Y.
- Multilayer Main - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń. Jest podobny do przebiegu Main , ale jego koszty są zoptymalizowane pod kątem płytek wielowarstwowych.
- Recorner - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń, służący do ścinania narożników wytrasowanych ścieżek. Stosuje się go, gdy dla strategii włączona jest opcja Orthogonal — zasadniczo zastępuje jej działanie, ścinając narożniki każdej ścieżki. Jeśli opcja Orthogonal jest wyłączona dla używanej strategii, nie trzeba uwzględniać przebiegu Recorner , ponieważ autorouter domyślnie ścina narożniki.
- Spread - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń, który ponownie trasuje każde połączenie, próbując rozsunąć ścieżki w celu wykorzystania wolnej przestrzeni i zapewnienia równych odstępów między nimi podczas prowadzenia ich pomiędzy nieruchomymi obiektami (takimi jak pola lutownicze komponentów). Należy pamiętać, że ten przebieg jest bardzo powolny.
- Straighten - jest to przebieg trasowania na poziomie połączeń, który próbuje zmniejszyć liczbę narożników. W tym celu podąża wzdłuż ścieżki do narożnika, a następnie przeszukuje od niego kierunki poziomy, pionowy oraz ukośne 45° w górę i w dół, szukając innego punktu wytrasowanej ścieżki tej samej sieci. Jeśli go znajdzie, sprawdza, czy nowa trasa skróci długość ścieżki.
- Passes in this Routing Strategy - ten obszar zawiera listę przebiegów trasowania (algorytmów) faktycznie uwzględnionych w strategii. Możesz dodawać dowolne przebiegi z listy dostępnych przebiegów, a ten sam przebieg może występować wielokrotnie w całej strategii, aby uzyskać określone wyniki. Przebiegi będą wykonywane kolejno, od góry do dołu. Kolejność tę można zmieniać za pomocą przycisków Move Up i Move Down.
- Add - kliknij ten przycisk, aby dodać aktualnie wybrany przebieg z listy Available Routing Passes do listy Passes in this Routing Strategy. Przebieg zostanie dodany nad aktualnie wybranym przebiegiem na liście docelowej.
- Remove - kliknij ten przycisk, aby usunąć ze strategii aktualnie wybrany przebieg na liście Passes in this Routing Strategy.
- Move Up - kliknij ten przycisk, aby przesunąć aktualnie wybrany przebieg na liście Passes in this Routing Strategy w górę. Oznacza to, że zostanie on wykonany wcześniej w strategii trasowania.
- Move Down - kliknij ten przycisk, aby przesunąć aktualnie wybrany przebieg na liście Passes in this Routing Strategy w dół. Oznacza to, że zostanie on wykonany później w strategii trasowania.
Dostępne są następujące przebiegi trasowania. Można je wykonywać w dowolnej kolejności. Aby ustalić odpowiednią kolejność, warto przeanalizować istniejącą strategię.
| Przebieg | Funkcja |
|---|---|
| Sąsiednie wyprowadzenia pamięci | Przebieg trasowania na poziomie połączeń. Służy do łączenia sąsiednich wyprowadzeń należących do tej samej sieci i wymagających wyprowadzenia ścieżek, z wykorzystaniem prostego wzoru w kształcie litery U. |
| Porządkowanie wejść na pola lutownicze | Przebieg trasowania na poziomie połączeń. Ponownie prowadzi ścieżki od środka każdego pola lutowniczego wzdłuż jego dłuższej osi. Jeśli w projekcie występują komponenty z polami lutowniczymi o różnych wymiarach X i Y, po przebiegu Pamięć należy zawsze uwzględnić przebieg Porządkowanie wejść na pola lutownicze. |
| Dokończenie | Przebieg trasowania na poziomie połączeń. Zasadniczo odpowiada przebiegowi Główny, lecz wykorzystuje inne koszty w celu rozwiązywania konfliktów i realizacji trudnych połączeń. Przykładowo przelotki mają niższy koszt, a ścieżki prowadzone niezgodnie z preferowanym kierunkiem — wyższy. |
| Wyprowadzanie do warstw sygnałowych | Przebieg na poziomie komponentów, oparty na ustawieniach wyprowadzania ścieżek określonych przez regułę sterowania wyprowadzaniem ścieżek. Sprawdza układ pól lutowniczych, uwzględnia odstępy, szerokość ścieżek i typ przelotek, a następnie dobiera odpowiedni układ wyprowadzeń (w jednym rzędzie, naprzemiennie itp.), aby spełnić wymagania określone w regule projektowej. Ścieżki są wyprowadzane wyłącznie do warstw sygnałowych. |
| Wyprowadzanie do warstwy płaszczyzny | Przebieg na poziomie komponentów, oparty na ustawieniach wyprowadzania ścieżek określonych przez regułę sterowania wyprowadzaniem ścieżek. Sprawdza układ pól lutowniczych, uwzględnia odstępy, szerokość ścieżek i typ przelotek, a następnie dobiera odpowiedni układ wyprowadzeń (w jednym rzędzie, naprzemiennie itp.), aby spełnić wymagania określone w regule projektowej. Ścieżki są wyprowadzane wyłącznie do wewnętrznej warstwy płaszczyzny. |
| Główny z optymalizacją globalną | Przebieg trasowania na poziomie połączeń. Zapewnia optymalne prowadzenie ścieżek. W pierwszej iteracji ignoruje konflikty i naruszenia. Następnie ponownie trasuje połączenia, zwiększając koszty konfliktów, aż do usunięcia wszystkich naruszeń. Ten przebieg, w połączeniu z włączoną opcją trasowania ortogonalnego, pozwala uzyskać uporządkowany układ ścieżek. Aby uzyskać ścięte narożniki, należy dodać do strategii przebieg Ścinanie narożników. |
| Przyleganie | Przebieg trasowania na poziomie połączeń, który ponownie trasuje każde połączenie wzdłuż istniejących ścieżek, zachowując najmniejszy dopuszczalny odstęp. Służy do maksymalizacji wolnego miejsca na prowadzenie ścieżek. Należy pamiętać, że ten przebieg jest bardzo powolny. |
| Wzorce kierunków warstw | Przebieg trasowania na poziomie połączeń. Trasuje wyłącznie połączenia zgodne z kierunkiem prowadzenia ścieżek na danej warstwie (w granicach tolerancji). Koszty są dobrane tak, aby ścieżki przylegały do istniejących tras lub biegły wzdłuż nich, maksymalizując ilość wolnego miejsca. |
| Główny | Przebieg trasowania na poziomie połączeń. Wykorzystuje mapę topologiczną do znalezienia trasy, a następnie mechanizm trasowania z rozsuwaniem i przesuwaniem ścieżek, aby przekształcić proponowaną trasę w rzeczywiste ścieżki. W strategii trasowania należy określić tylko jeden przebieg typu głównego: Główny, Główny wielowarstwowy albo Główny z optymalizacją globalną. |
| Pamięć | Przebieg trasowania na poziomie połączeń. Wyszukuje pary wyprowadzeń różnych komponentów znajdujących się na tej samej warstwie i mających wspólną współrzędną X lub Y. |
| Główny wielowarstwowy | Przebieg trasowania na poziomie połączeń. Jest podobny do przebiegu Główny, ale koszty są zoptymalizowane pod kątem płytek wielowarstwowych. |
| Ścinanie narożników | Przebieg trasowania na poziomie połączeń, służący do ścinania narożników poprowadzonych ścieżek. Jest stosowany, gdy w strategii włączono opcję trasowania ortogonalnego — w praktyce zastępuje jej działanie, ścinając narożniki każdej trasy. Jeśli opcja trasowania ortogonalnego jest wyłączona w używanej strategii, nie trzeba uwzględniać przebiegu Ścinanie narożników, ponieważ autorouter domyślnie ścina narożniki. |
| Rozsuwanie | Przebieg trasowania na poziomie połączeń, który ponownie trasuje każde połączenie, próbując rozsunąć ścieżki tak, aby wykorzystać wolne miejsce i zapewnić równomierne odstępy między nimi podczas prowadzenia pomiędzy nieruchomymi obiektami (takimi jak pola lutownicze komponentów). Należy pamiętać, że ten przebieg jest bardzo powolny. |
| Prostowanie | Przebieg trasowania na poziomie połączeń, który próbuje zmniejszyć liczbę narożników. W tym celu podąża wzdłuż ścieżki do narożnika, a następnie od tego narożnika szuka innego punktu poprowadzonej ścieżki w tej samej sieci, sprawdzając kierunki: poziomy, pionowy, 45° w górę i 45° w dół. Jeśli taki punkt zostanie znaleziony, sprawdza, czy nowa trasa zmniejszy długość ścieżki. |