ActiveRoute

Один из самых трудоемких этапов проектирования платы — трассировка цепей. Хотя система правил обеспечивает соблюдение проектных ограничений, таких как ширина проводников, размеры переходных отверстий, зазоры и т. д., размещать многие тысячи сегментов проводников, необходимые для полной трассировки платы, приходится разработчику.

Автотрассировщики могут облегчить эту задачу, но обычно считаются недостаточно эффективными по следующим причинам:

• Они не способны должным образом учитывать множество тонких проектных ограничений, которые разработчик интуитивно учитывает при трассировке.

• Их полная настройка занимает столько времени, что зачастую эффективнее сразу приступить к интерактивной трассировке платы.

• Доработка результатов может оказаться настолько длительной и сложной, что зачастую эффективнее выполнить трассировку платы интерактивно.

Идеал трассировки печатных плат — быстро получать качественный результат, соответствующий правилам проектирования, под контролем разработчика. Именно эту задачу призвана решить технология ActiveRoute.

Что такое ActiveRoute?

ActiveRoute — это технология автоматизированной интерактивной трассировки с эффективными алгоритмами одновременной трассировки нескольких цепей, применяемая к выбранным цепям или соединениям. ActiveRoute также позволяет разработчику интерактивно задать путь трассировки, или направляющую, которая определяет the river, вдоль которой будут прокладываться новые трассы.

Ключевые возможности ActiveRoute, благодаря которым этот подход значительно эффективнее сочетания обычной интерактивной трассировки и автотрассировки, включают:

• Автоматическую оптимизацию выхода трасс из массивов выводов и переходных отверстий — самой трудоемкой части ручной трассировки.
• Высокую производительность: трассировка каждой сигнальной цепи занимает < 1 секунды.
• Соблюдение правил проектирования для ширины, зазоров, слоев, топологии и областей размещения (Rooms), заданных для цепей и классов цепей, с учетом приоритетов.
• Одновременную трассировку на нескольких слоях с распределением трасс между ними.
• Интуитивно понятную направляющую трассировки (Route Guide), с помощью которой разработчик может задавать путь прокладки трасс.
• Использование подхода River Route для достижения высокой степени завершенности трассировки без переходных отверстий.
• Возможность трассировки через полигональные области с их последующей перезаливкой, если соответствующая опция включена.
• Поддержку как несимметричных сигнальных цепей, так и дифференциальных пар.
• Завершающую обработку мощным инструментом сглаживания, который дополнительно уменьшает число углов и сокращает длину трасс.

Панель PCB ActiveRoute

ActiveRoute соблюдает условия и ограничения, заданные правилами проектирования печатной платы, поэтому для ее использования достаточно выбрать нужные соединения или цепи и запустить трассировку. Ряд специальных параметров управления настраивается на панели PCB ActiveRoute. Панель PCB ActiveRoute используется для настройки и управления различными возможностями ActiveRoute, включая выполнение интерактивной трассировки ActiveRoute, задание направляющей трассировки и расстояния между трассами внутри нее, включение автоматического выравнивания длины и автоматической перестановки выводов. Перед запуском ActiveRoute настоятельно рекомендуется открыть панель PCB ActiveRoute.

Чтобы открыть панель PCB ActiveRoute, когда активным документом является печатная плата: 

• Нажмите кнопку  в правом нижнем углу рабочей области, затем выберите пункт меню PCB ActiveRoute.

• Нажмите View » Panels » PCB ActiveRoute.

Используйте панель PCB ActiveRoute для управления процессом ActiveRoute.

Панель PCB ActiveRoute используется для выполнения следующих задач:

• Включение сигнальных слоев, на которых ActiveRoute может трассировать соединения.
• Запуск ActiveRoute для выбранных соединений.
• Включение сглаживания после завершения работы ActiveRoute.
• Задание направляющей трассировки.
  • Настройка требуемого расстояния между проводниками внутри направляющей трассировки.
• Настройка и включение выравнивания длины трасс, проложенных ActiveRoute.
• Настройка опции Meander, позволяющей ActiveRoute задавать более длинный путь трассировки, что может повысить степень ее завершенности.
• Настройка и включение перестановки выводов. ActiveRoute может переставлять выводы во время трассировки для улучшения ее качества.

Содержимое панели PCB ActiveRoute организовано в сворачиваемые разделы, которые открываются и закрываются с помощью значка ► рядом с заголовком каждого раздела. Приведенные ниже сведения об элементах управления свойствами сгруппированы по соответствующим разделам; каждый сворачиваемый раздел открывается и закрывается таким же образом.

Дополнительные возможности ActiveRoute

ActiveRoute — это автоматизированный интерактивный трассировщик, пользоваться которым просто и удобно: выберите соединения и нажмите Shift+A, чтобы протрассировать их с помощью ActiveRoute в соответствии с правилами проектирования. ActiveRoute включает ряд дополнительных функций и элементов управления, позволяющих разработчику точнее управлять процессом трассировки.

К ним относятся:

• Задание траектории трассировки и расстояния между дорожками с помощью направляющей Route Guide.
• Разрешение более длинной траектории трассировки с помощью параметра Meander.
• Автоматическое выравнивание длин трасс с помощью подстройки длины.
• Разрешение перестановки выводов для упрощения трассировки.

Рассмотрим каждую из этих возможностей подробнее.

Задание траектории с помощью направляющей Route Guide

Одна из основных задач ActiveRoute — найти набор трасс с минимальной суммарной длиной, однако такая траектория может оказаться нежелательной для некоторых групп соединений. Направляющая Route Guide позволяет разработчику наметить определенную траекторию, вдоль которой должны проходить выбранные соединения, даже если она не является кратчайшей.

• Defining the Route Guide — сначала выберите соединения, которые необходимо протрассировать внутри направляющей, затем нажмите  кнопку на панели PCB ActiveRoute, затем щелкните, чтобы задать начальную точку направляющей, и продолжайте перемещать мышь и щелкать, чтобы задать путь. Задав путь, нажмите кнопку ActiveRoute, чтобы проложить выбранные соединения вдоль него. Подробнее см. в разделе Задание направляющей трассировки далее на этой странице.

• Changing the Route Guide Width — во время размещения направляющей трассировки ее можно расширять или сужать нажатием клавиш  или  . Ширина по умолчанию равна сумме значений ширины и зазора, заданных применимыми правилами проектирования для выбранных соединений, деленной на число слоев и умноженной на 1,3. Нажмите клавишу Backspace, чтобы отменить последние участки направляющей, если требуется задать другой путь.
• The Route Guide color — определяется слоями, доступными для трассировки выбранных соединений с помощью ActiveRoute. Если включен один слой, направляющая отображается цветом этого слоя; если включено несколько слоев, используется цвет направляющей трассировки по умолчанию.
• The track spacing within the Route Guide — по умолчанию ActiveRoute размещает трассы с интервалами, соответствующими правилам проектирования, не пытаясь распределить их по всей ширине направляющей трассировки или использовать все доступное внутри нее пространство. Чтобы распределить трассы по ширине направляющей, используйте функцию Зазор между проводниками в направляющей трассировки, описанную далее на этой странице.

Видео, демонстрирующее размещение направляющей трассировки с интерактивным изменением ее ширины.

Зазор между проводниками внутри направляющей трассировки

Функция «Зазор между проводниками в направляющей трассировки» позволяет указать ActiveRoute распределять трассы по ширине направляющей. Выберите значение зазора с помощью ползунка или введите его в поле ввода. Размер направляющей трассировки будет автоматически скорректирован с учетом этой настройки. Для этого необходимо настроить параметр Track-Track Space in Route Guide до размещения направляющей. Во время размещения можно дополнительно изменять ее ширину, нажимая клавиши  и  .

Используйте функцию задания зазора между проводниками, чтобы распределить трассы по ширине направляющей.

Разрешение извилистых трасс

ActiveRoute старается прокладывать выбранные соединения по кратчайшему пути, то есть с минимальными отклонениями от него. Если процент завершенных соединений при трассировке ActiveRoute ниже ожидаемого, параметр Meander позволяет увеличить допустимую извилистость трасс, что может повысить процент завершения. По умолчанию максимальное значение Meander составляет 100 %: это означает, что суммарная длина трассы может составлять Manhattan Length + 100% of Manhattan Length. Выберите значение извилистости с помощью ползунка или введите процент в поле ввода.

Обратите внимание: при использовании направляющей трассировки параметр извилистости игнорируется, поскольку направляющая предназначена для задания пути, который может существенно увеличить извилистость трассы. 

Подстройка длин трасс

ActiveRoute может выполнять подстройку длины как для соединений, трассируемых в данный момент, так и для выбранных существующих трасс. ActiveRoute попытается выполнить требования выбранного правила проектирования Matched Lengths.

Чтобы настроить подстройку длины в ActiveRoute:

• Установите флажок Tune Selected в области Action панели.

• Включите требуемое правило проектирования Matched Lengths в области Tune панели.

• Задайте необходимые настройки Max Amplitude и Min Space (для одиночных проводников или дифференциальных пар) в области Tune панели.

Перестановка выводов

Программа включает мощную систему перестановки выводов и секций компонентов, которая обеспечивает согласованность между редакторами схем и печатных плат. ActiveRoute может использовать настройки перестановки выводов и менять выводы местами во время трассировки, если это уменьшает общую длину трасс и повышает качество трассировки.

Чтобы использовать перестановку выводов:

• Перед выполнением перестановки выводов (интерактивно или с помощью ActiveRoute) необходимо компилировать проект (меню Project) после каждого его открытия.
• Для настройки и управления параметрами перестановки выводов компонентов выполните команду Tools » Pin/Part Swapping » Configure, чтобы открыть диалоговое окно Configure Swapping Information in Components.
• Включите параметр Pin Swap Routing в области Action панели PCB ActiveRoute.
• Включите требуемые компоненты в области Pin Swap панели PCB ActiveRoute.

Подготовка к работе с ActiveRoute

Выполнение трассировки с помощью ActiveRoute

Чтобы выполнить трассировку с помощью ActiveRoute:

Совершенствование навыков

1. Один из ключевых навыков для эффективной работы с ActiveRoute — уверенное владение сочетаниями клавиш. Чаще всего вы будете использовать следующие последовательности клавиш:

   • Alt+Click — для выбора отдельной линии соединения.
   • Alt+Click&Drag — для выбора соединений в области: перетаскивайте указатель справа налево, чтобы выбрать все соединения, которых коснулась рамка, или слева направо, чтобы выбрать только те, которые полностью попали в рамку выделения. Нажмите Tab, чтобы добавить к выделению другие соединения тех же цепей. Количество только что выбранных соединений будет отображаться в строке состояния, пока указатель не окажется над другим объектом.
   • Ctrl+Click&Drag — для выбора контактных площадок компонента: перетаскивайте указатель справа налево, чтобы выбрать все площадки, которых коснулась рамка, или слева направо, чтобы выбрать только те, которые полностью попали в рамку выделения. Нажмите Tab, чтобы добавить к выделению другие объекты трассировки тех же цепей. Продолжайте нажимать Tab, чтобы перебрать все возможные состояния выделения.
   • Click&Drag — для выбора существующих сегментов дорожек: перетаскивайте указатель справа налево, чтобы выбрать все дорожки, которых коснулась рамка, или слева направо, чтобы выбрать только те, которые полностью попали в рамку выделения. Нажмите Tab, чтобы добавить к выделению другие объекты трассировки тех же цепей. Продолжайте нажимать Tab, чтобы перебрать все возможные состояния выделения.
   • Удерживайте Shift, чтобы сохранить текущее выделение при выборе дополнительных объектов.
   • Shift+A — для трассировки выбранных объектов с помощью ActiveRoute.
   • Ctrl+Alt+G — для оптимизации выбранных объектов.

2. Операции выделения выполняются только для видимых объектов (за исключением Ctrl+A):

   • Нажимайте Shift+S для переключения в однослойный режим и выхода из него, чтобы отображался только нужный слой.
   • Если в проекте используются области размещения, их можно заблокировать при настройке в правилах проектирования или скрыть, чтобы предотвратить их выбор и перемещение при перетаскивании мышью. Области размещения можно скрыть на вкладке View Options панели View Configuration.

3. Выполняйте веерную разводку SMD-площадок. ActiveRoute не выполняет переходы между слоями, поэтому для SMD-площадок потребуется веерная разводка. Чтобы ускорить этот процесс:

   • При трассировке соединения нажмите сочетание клавиш / (на цифровой клавиатуре), чтобы установить переходное отверстие и завершить трассировку этого соединения. Если у вас нет цифровой клавиатуры, используйте сочетание клавиш 2 (устанавливает переходное отверстие без приостановки трассировки).
   • Скопируйте и вставьте существующую веерную разводку; редактор печатных плат автоматически обновит имена цепей. Это можно сделать сразу для нескольких элементов веерной разводки.

4. Сохраняйте существующую веерную разводку. ActiveRoute изменяет веерную разводку, если находит более удачное решение. Если вы не хотите, чтобы она изменялась, заблокируйте ее. Самый простой способ — выбрать дорожки и переходные отверстия веерной разводки (для удобства используйте Selection Filter в верхней части панели Properties), нажать F11, чтобы открыть панель Properties, и установить флажок Locked. Это позволит заблокировать все выбранные объекты одним действием.

5. Если при использовании направляющей трассировки процент завершения низок, возможно, на пути слишком много препятствий и направляющую нужно расширить. Нажмите клавишу со стрелкой Up, чтобы расширить направляющую во время размещения.

6. По завершении работы ActiveRoute выполняет оптимизацию трассировки (если она включена на панели PCB ActiveRoute). Чтобы просмотреть трассировку в том виде, в котором она была сразу после завершения ActiveRoute, нажмите Ctrl+Z один раз для отмены оптимизации. Команду Gloss (Route » Gloss Selected) можно использовать для сглаживания дорожек и улучшения подходов к контактным площадкам при любой трассировке, а не только выполненной с помощью ActiveRoute. Особое внимание уделено обеспечению качественных подходов дифференциальных пар к контактным площадкам. Подробнее об оптимизации см. на странице Оптимизация и повторная трассировка существующих дорожек.

7. Если ActiveRoute не работает, обычно это связано с неправильной настройкой правил. Наиболее частая причина сбоя ActiveRoute — недостаток места для размещения дорожек. Проверьте, подходят ли заданные правила для вашего проекта: например, значения в правилах по умолчанию, создаваемых в новом файле печатной платы, могут быть слишком большими для проекта высокой плотности с BGA-компонентами.

8. ActiveRoute соблюдает правила трассировки, заданные для ширины дорожек, зазоров и зазоров в дифференциальных парах, с учетом слоев, областей размещения и классов. ActiveRoute не выполняет трассировку дугами или дорожками под произвольными углами.