ActiveRoute

Concept image showing routing

Uma das fases que mais tempo consome no desenho de uma placa é o encaminhamento das nets. Embora o sistema de regras trate das restrições de desenho, como larguras, tamanhos de vias, espaçamentos, entre outras, cabe ao projetista colocar os muitos milhares de segmentos de pista necessários para encaminhar completamente uma placa.

Os autorouters podem aliviar esta dificuldade, mas são geralmente considerados inadequados porque:

  • Não conseguem considerar corretamente a miríade de restrições subtis de desenho que um projetista humano aplica instintivamente durante o encaminhamento.

  • Demoram tanto tempo a ser totalmente configurados que, muitas vezes, é mais eficiente simplesmente avançar com o encaminhamento da placa de forma interativa.

  • O trabalho de limpeza pode ser um processo tão longo e difícil que, muitas vezes, é mais eficiente encaminhar a placa de forma interativa.

O santo graal do encaminhamento de PCB é produzir rapidamente resultados de elevada qualidade, que cumpram as regras de desenho, sob o controlo do projetista. É este o desafio que o ActiveRoute se propõe resolver.

Improving the Completed Routes

Complementares, mas independentes do ActiveRoute, estão as funcionalidades Glossing e Retrace. Estas podem ser usadas para melhorar a qualidade de qualquer encaminhamento existente, independentemente da forma como foi criado.

O Glossing está, por predefinição, ativado e será executado quando o ActiveRoute terminar - isto pode ser desativado no painel PCB ActiveRoute, se necessário. O Glossing também tem o seu próprio conjunto de opções, incluindo a capacidade de curvar os cantos do encaminhamento.

Saiba mais sobre Glossing & Retracing of Existing Routes

O que é o ActiveRoute?

O ActiveRoute é uma tecnologia de encaminhamento interativo automatizado que disponibiliza algoritmos eficientes de encaminhamento multi-net, aplicados às nets ou ligações específicas que selecionar. O ActiveRoute também permite ao projetista definir interativamente um percurso de encaminhamento ou Guide, que depois define the river ao longo do qual os novos encaminhamentos irão fluir.

As principais funcionalidades do ActiveRoute que tornam esta abordagem significativamente melhor do que uma combinação de encaminhamento interativo normal e auto-routing incluem:

  • Otimização automática das rotas de escape para fora de matrizes de pinos/vias - o aspeto mais moroso do encaminhamento manual.
  • Elevado desempenho - nets de sinal encaminhadas em < 1 segundo cada.
  • Respeita as regras de desenho relativas a largura, espaçamento, camadas, topologia e rooms por net e classe de net, observando as prioridades.
  • Encaminha em várias camadas em simultâneo e distribui os encaminhamentos por essas camadas.
  • Um intuitivo Route Guide que o projetista pode usar para orientar a colocação dos encaminhamentos.
  • Usa uma abordagem River Route para proporcionar elevadas taxas de conclusão sem necessidade de vias.
  • Capaz de encaminhar através de polygon planes e de os voltar a derramar (se a opção de re-pour estiver ativada).
  • Suporta tanto nets single-ended como pares diferenciais.
  • Termina com uma poderosa ferramenta de glossing que reduz ainda mais o número de cantos e encurta o encaminhamento.

O que o ActiveRoute Não É

O ActiveRoute não é um autorouter. É um router interativo guiado que se concentra num encaminhamento limpo e de elevada qualidade de um conjunto de nets selecionadas. Use o ActiveRoute da mesma forma que abordaria a tarefa de encaminhamento interativo: escolha as nets de interesse, ative as camadas nas quais pretende que essas nets sejam encaminhadas, pense no percurso que devem seguir e encaminhe-as.

Se selecionar todas as nets da placa e lhes aplicar o ActiveRoute, é provável que fique desapontado. O ActiveRoute não é um autorouter; não consegue colocar vias e não inclui estratégias de encaminhamento de nets de alimentação.

O Painel PCB ActiveRoute

O ActiveRoute segue os critérios e restrições definidos pelas regras de desenho da PCB, pelo que usá-lo é simplesmente uma questão de selecionar as ligações ou nets de interesse e executá-lo. Tem, no entanto, várias funcionalidades de controlo específicas que são configuradas no painel PCB ActiveRoute. O painel PCB ActiveRoute é usado para configurar e operar as várias funcionalidades disponibilizadas pelo ActiveRoute, incluindo: executar um ActiveRoute interativo; definir um Route Guide e o espaçamento dos encaminhamentos no seu interior; ativar o ajuste automático de comprimento; e ativar a troca automática de pinos. É fortemente recomendado que o painel PCB ActiveRoute seja aberto antes de iniciar o ActiveRoute.

Para abrir o painel PCB ActiveRoute, quando uma PCB for o documento ativo: 

  • Clique no botão Panels button, click to enable the display of workspace panels available in the current editor, no canto inferior direito da área de trabalho, e depois selecione a opção de menu PCB ActiveRoute.

  • Clique em View » Panels » PCB ActiveRoute.

Para aceder às capacidades do ActiveRoute no Altium Designer, a extensão de software ActiveRoute tem de estar instalada. Pode ser instalada ou removida manualmente.

Para mais informações sobre a gestão de extensões, consulte a página Extending Your Installation (Altium Designer Develop, Altium Designer Agile, Altium Designer).

Use o painel PCB ActiveRoute para controlar o processo do ActiveRoute.Use o painel PCB ActiveRoute para controlar o processo do ActiveRoute.

O painel PCB ActiveRoute é usado para:

  • Ativar as camadas de sinal nas quais o ActiveRoute pode encaminhar ligações.
  • Executar um ActiveRoute nas ligações selecionadas.
  • Ativar uma passagem de Glossing após o ActiveRoute.
  • Definir um Route Guide.
    • Configurar o espaçamento pista-a-pista que pretende usar dentro do Route Guide.
  • Configurar e ativar o ajuste de comprimento dos encaminhamentos colocados pelo ActiveRoute.
  • Configurar a opção Meander, permitindo ao ActiveRoute definir um percurso de encaminhamento mais longo, o que pode ajudar a aumentar a taxa de conclusão.
  • Configurar e ativar a troca de pinos. O ActiveRoute pode trocar pinos durante o encaminhamento para ajudar a melhorar a qualidade do encaminhamento.
O ActiveRoute opera sobre as ligações selecionadas; alguns dos controlos no painel só ficarão ativos quando existirem ligações selecionadas.

O conteúdo do painel PCB ActiveRoute está organizado em secções colapsáveis que são abertas e fechadas usando o ícone ► associado ao cabeçalho de cada secção. As informações sobre os controlos de propriedades incluídas abaixo estão organizadas por secções correspondentes, e cada secção colapsável é aberta/fechada da mesma forma.

Funcionalidades adicionais do ActiveRoute

O ActiveRoute é um router interativo automatizado e a sua utilização é simples e direta: selecione as ligações e depois prima Shift+A para que sejam encaminhadas pelo ActiveRoute de acordo com as regras de desenho. O ActiveRoute inclui várias outras funcionalidades e controlos, dando ao projetista maior controlo sobre determinadas funcionalidades e capacidades.

Estas incluem:

  • Definir o caminho de encaminhamento e o espaçamento entre pistas, colocando um Route Guide.
  • Permitir um caminho de encaminhamento mais longo com o controlo Meander.
  • Igualar automaticamente os comprimentos dos encaminhamentos com ajuste de comprimento.
  • Permitir a permuta de pinos para simplificar o desafio de encaminhamento.

Vejamos cada uma destas opções com mais detalhe.

Definir o caminho com o Route Guide

Um dos principais objetivos do ActiveRoute é encontrar o conjunto global mais curto de comprimentos de encaminhamento, o que pode não ser o caminho pretendido para todos os conjuntos de ligações. O Route Guide fornece ao projetista uma ferramenta que pode usar para esboçar um caminho específico ao longo do qual pretende que as ligações selecionadas sigam, mesmo que esse caminho não seja o mais curto.

  • Defining the Route Guide - primeiro selecione as ligações que devem ser encaminhadas dentro do guia, clique no botão  Route Guide button, click to define a route guide that ActiveRoute will then attempt to route the selected nets along no painel PCB ActiveRoute, depois clique para definir a localização inicial do guia e continue a mover o rato e a clicar para definir o caminho. Assim que o caminho estiver definido, clique no botão ActiveRoute para encaminhar as ligações selecionadas ao longo desse caminho. Consulte a secção Definir um Route Guide, mais adiante nesta página, para mais detalhes.

Evite desenhar os pontos finais do Route Guide sobre os pads que pretende encaminhar. A qualidade das saídas dos pads será melhor se estes não forem incluídos dentro do Route Guide.

  • Changing the Route Guide Width - durante a colocação do Route Guide, o guia pode ser alargado ou estreitado premindo as teclas  Keyboard Up arrow key ou  Keyboard Down arrow key. A largura predefinida é a soma das regras de desenho aplicáveis de largura + afastamento para as ligações selecionadas, dividida pelo número de camadas, multiplicada por 1,3. Prima a tecla Backspace para desfazer o guia, caso necessite de definir um caminho diferente.
  • The Route Guide color - determinada pelas camadas disponibilizadas para o ActiveRoute das ligações selecionadas. Se estiver ativada uma única camada, é desenhado na cor dessa camada; se estiverem ativadas várias camadas, é desenhado na cor predefinida do Route Guide.
  • The track spacing within the Route Guide - o comportamento predefinido é que o ActiveRoute espaça os encaminhamentos de acordo com as regras de desenho; não tenta distribuí-los nem usar todo o espaço disponível dentro de um Route Guide. Para distribuir os encaminhamentos dentro de um Route Guide, utilize a funcionalidade Track-Track Space in Route Guide, conforme descrito mais adiante nesta página.

Um vídeo que mostra a colocação de um Route Guide, com a largura a ser alterada interativamente durante a colocação.
Um vídeo que mostra a colocação de um Route Guide, com a largura a ser alterada interativamente durante a colocação.

Largura do Route Guide

A largura predefinida é a soma das regras de desenho aplicáveis de largura + afastamento para as ligações selecionadas, dividida pelo número de camadas, multiplicada por 1,3. 

  • RouteGuideWidth = ((W+C)/#Layers)*1.3)
  • O Guide é expandido por um valor predefinido de 1,3 para garantir que os encaminhamentos cabem e permitir que contornem obstáculos, como vias, que se encontrem no caminho. A largura é um limite rígido para o encaminhamento; se os encaminhamentos não couberem, não serão colocados.
  • Durante a colocação do Guide, a largura pode ser aumentada/reduzida premindo as teclas  Keyboard Up arrow key ou  Keyboard Down arrow key no teclado. O tamanho mínimo usa um multiplicador de 1,0; o tamanho máximo usa um multiplicador de 10,0.

Editar o Guide

O Route Guide é um conjunto de pistas, colocado numa camada mecânica.

  • Os segmentos de pista estão bloqueados por predefinição. Se os desbloquear, pode alterar a forma do Guide usando as técnicas padrão de arrastamento de pistas.
  • Para remover o Guide, faça duplo clique em qualquer segmento para o selecionar e depois prima a tecla Delete.

Espaço pista-pista dentro do Route Guide

Usando a funcionalidade Track-Track Space in Route Guide, pode indicar ao ActiveRoute para distribuir os encaminhamentos ao longo da largura do Route Guide. Utilize o cursor para selecionar um valor de espaçamento ou introduza um valor na caixa de edição. O Route Guide será automaticamente dimensionado para ter esta definição em consideração. Para o conseguir, tem de configurar a definição Track-Track Space in Route Guide antes de colocar o Route Guide. Pode ainda ajustar mais a largura do Route Guide durante a colocação premindo as teclas  Keyboard Up arrow key Keyboard Down arrow key .

Utilize a funcionalidade Track-Track Space para distribuir os encaminhamentos no Route Guide.
Utilize a funcionalidade Track-Track Space para distribuir os encaminhamentos no Route Guide.

Permitir que os encaminhamentos façam meandro

O ActiveRoute tenta encaminhar as ligações selecionadas ao longo do caminho mais curto possível, ou, por outras palavras, usando a menor quantidade de meandro. Se a taxa de conclusão do ActiveRoute for inferior ao esperado, o controlo Meander permite aumentar a quantidade de meandro permitida ao ActiveRoute, o que pode ajudar a aumentar a taxa de conclusão. A predefinição máxima de Meander é 100%, o que significa que é permitido que os encaminhamentos tenham um comprimento total de Manhattan Length + 100% of Manhattan Length. Utilize o cursor para selecionar um valor de meandro ou introduza uma percentagem na caixa de edição.

Note que a definição de meandro é ignorada quando se utiliza o Route Guide, porque o Route Guide destina-se a definir um caminho que pode aumentar significativamente o meandro. 

Ajustar os comprimentos dos encaminhamentos

O ActiveRoute pode aplicar ajuste de comprimento às ligações que estão atualmente a ser encaminhadas ou a encaminhamentos existentes selecionados. O ActiveRoute tentará cumprir a regra de desenho Matched Length selecionada.

Para configurar o ActiveRoute para ajuste de comprimento:

  • Ative a caixa de verificação Tune Selected na região Action do painel.
  • Ative a regra de desenho Matched Length necessária na região Tune do painel.
  • Configure as definições Max Amplitude e Min Space necessárias (Single Ended ou Differential Pair) na região Tune do painel.

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

Atualmente, apenas está disponível o estilo de ajuste Mitered Lines com um miter de canto de aproximadamente 20%. Os acordeões colocados pelo ActiveRoute também não são Unions. O suporte de ajuste de comprimento do ActiveRoute continua em desenvolvimento, estando a ser avaliados outros estilos de ajuste e accordion Unions.

Para saber mais sobre as definições de ajuste de comprimento do ActiveRoute, consulte a secção Length Tuning na página do painel PCB ActiveRoute.

Para saber mais sobre o ajuste de comprimento de encaminhamentos existentes usando formas de acordeão ajustáveis, consulte o artigo Length Tuning.

Permuta de pinos

O software inclui um poderoso sistema de troca de pinos e de componentes, ligado entre os editores de esquemático e de PCB. O ActiveRoute pode aceder às definições de troca de pinos e trocar pinos durante o encaminhamento, se isso reduzir o comprimento total do encaminhamento e melhorar a sua qualidade.

Para utilizar a troca de pinos:

  • Antes de ser possível efetuar qualquer troca de pinos (interativamente ou pelo ActiveRoute), o projeto tem de ser compilado (Project menu) sempre que é aberto.
  • Para configurar e gerir as definições de troca de pinos dos componentes, execute o comando Tools » Pin/Part Swapping » Configure para abrir a caixa de diálogo Configure Swapping Information in Components.
  • Ative a opção Pin Swap Routing na região Action do painel PCB ActiveRoute.
  • Ative os componentes necessários na região Pin Swap do painel PCB ActiveRoute.

Para saber mais sobre a funcionalidade de troca de pinos, consulte Pin, Pair and Part Swapping.

Configurar para o ActiveRoute

O ActiveRoute tem acesso à funcionalidade Gloss feature (Route » Gloss Selected), que é executada automaticamente como parte do processo do ActiveRoute, se estiver ativada no painel PCB ActiveRoute .

A razão mais comum para o ActiveRoute falhar é não existir espaço suficiente para a(s) pista(s), pelo que é importante garantir que as regras de largura e espaçamento estão corretamente configuradas.

Executar um ActiveRoute

Para executar um ActiveRoute:

Desenvolver a sua proficiência

  1. Um elemento fundamental para ganhar proficiência no ActiveRoute é tornar-se fluente nos atalhos. As sequências de teclas que irá utilizar com mais frequência são:

    • Alt+Click - para selecionar uma linha de ligação individual.
    • Alt+Click&Drag - para selecionar ligações dentro de uma área, arraste da direita para a esquerda para selecionar todas as ligações tocadas, ou da esquerda para a direita para selecionar apenas o que cabe dentro do retângulo de seleção. Prima Tab para alargar a seleção de modo a incluir outras ligações na(s) mesma(s) net(s). A barra de estado apresentará o número de ligações acabadas de selecionar até o cursor passar sobre outro objeto.
    • Ctrl+Click&Drag - para selecionar pads num componente, arraste da direita para a esquerda para selecionar todos os pads tocados, ou da esquerda para a direita para selecionar apenas o que cabe dentro do retângulo de seleção. Prima Tab para alargar a seleção de modo a incluir outros objetos de routing na(s) mesma(s) net(s). Continue a premir Tab para percorrer ciclicamente todos os estados de seleção possíveis.
    • Click&Drag - para selecionar segmentos de pista existentes, arraste da direita para a esquerda para selecionar todas as pistas tocadas, ou da esquerda para a direita para selecionar apenas o que cabe dentro do retângulo de seleção. Prima Tab para alargar a seleção de modo a incluir outros objetos de routing na(s) mesma(s) net(s). Continue a premir Tab para percorrer ciclicamente todos os estados de seleção possíveis.
    • Incluir Shift para manter a seleção atual enquanto efetua outra seleção.
    • Shift+A para aplicar ActiveRoute à seleção atual.
    • Ctrl+Alt+G - para fazer Gloss à seleção atual.
  2. As ações de seleção só são executadas em objetos visíveis (exceto para Ctrl+A):

    • Prima Shift+S para alternar entre entrar e sair do modo de camada única de modo a que apenas a camada de interesse fique visível.
    • Se o desenho utilizar placement rooms, estas podem ser bloqueadas como parte da sua definição nas Design Rules, ou podem ser ocultadas para evitar que sejam selecionadas/movidas durante ações de Click&Drag. As rooms podem ser ocultadas no separador View Options do painel View Configuration panel.
  3. Faça fanout de pads SMD. O ActiveRoute não muda de camada, por isso terá de fazer fanout dos pads SMD. Para acelerar o processo de fanout:

    • Ao encaminhar uma ligação, prima o atalho / (teclado numérico) para colocar uma via e libertar esta ligação. Utilize o atalho 2 se não tiver teclado numérico (coloca uma via sem suspender).
    • Copie e cole um fanout existente; o editor PCB atualizará automaticamente os nomes das nets. Isto pode ser feito para múltiplos fanouts.
  4. Preserve os fanouts existentes. O ActiveRoute modificará os fanouts se encontrar uma solução melhor, ou bloqueá-los-á se não quiser que sejam alterados. A forma mais fácil de bloquear fanouts é selecionar as pistas e vias do fanout (utilize o Selection Filter no topo do painel Properties para ajudar neste processo), prima F11 para abrir o painel Properties e ative a caixa de seleção Locked. Isto bloqueará todos os objetos selecionados numa única ação.

  5. Se utilizar um Route Guide e verificar que a taxa de conclusão é baixa, isso pode significar que existem demasiados obstáculos ao longo do percurso e que o Guide precisa de ser mais largo. Prima a tecla de seta Up para alargar o Guide durante a colocação.

  6. Quando o ActiveRoute termina, aplica glossing (se estiver ativado no painel PCB ActiveRoute). Para examinar as rotas tal como estavam no final do ActiveRouting, prima Ctrl+Z uma vez para anular o glossing. O comando Gloss (Route » Gloss Selected) pode ser utilizado para suavizar pistas e melhorar as entradas nos pads de qualquer routing, não apenas de ActiveRoutes. Foi dada especial atenção a garantir entradas nos pads de alta qualidade para pares diferenciais. Para saber mais sobre glossing, consulte a página Glossing & Retracing of Existing Routes.

  7. Se o ActiveRoute não funcionar, isso deve-se normalmente a as rules não estarem configuradas corretamente. A razão mais comum para o ActiveRoute falhar é não existir espaço suficiente para a(s) pista(s) caber(em). Verifique se as rules são adequadas; por exemplo, as rules predefinidas existentes num novo ficheiro PCB podem ser demasiado grandes para um desenho de alta densidade do tipo BGA.

  8. O ActiveRoute respeita as routing rules configuradas para larguras, espaçamentos, gaps de pares diferenciais, por camada, por room e por classe. O ActiveRoute não faz routing com arcos nem com pistas de qualquer ângulo.

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