Đi dây tự động

Khu vực Tools | AutoRoute bao gồm các lệnh liên quan đến autorouting và fanout.

Autoroutex

Autorouter của CircuitMaker là loại định tuyến topo, sử dụng một phương pháp ánh xạ không gian đi dây khác, tức là phương pháp không bị ràng buộc theo hình học. Thay vì dùng thông tin tọa độ của không gian thiết kế làm khung tham chiếu (chia thành lưới), autorouter topo xây dựng một bản đồ chỉ dựa trên vị trí tương đối của các vật cản trong không gian mà không tham chiếu đến tọa độ của chúng. Nó thực hiện điều này bằng cách tam giác hóa không gian giữa các vật cản liền kề. Bản đồ tam giác hóa này sau đó được các thuật toán đi dây sử dụng để "luồn" giữa các cặp vật cản từ điểm bắt đầu đường mạch đến điểm kết thúc đường mạch. Điểm mạnh lớn nhất của cách tiếp cận này là bản đồ được định hình độc lập (các vật cản và đường đi dây có thể có bất kỳ hình dạng nào) và không gian có thể được đi qua ở bất kỳ góc nào. Các thuật toán đi dây không bị giới hạn ở các đường hoàn toàn dọc hoặc ngang như các bộ định tuyến mở rộng trực giao.

Các lệnh của menu con Autoroute

Các lệnh trong menu con Autoroute cho phép bạn đi dây toàn bộ bo mạch, đi dây trong các vùng chỉ định hoặc đi dây các kết nối của những đối tượng cụ thể, chẳng hạn như net và lớp linh kiện.

Bảng sau mô tả các lệnh trong menu con.

Hộp thoại Situs Routing Strategies

Hộp thoại này được truy cập bằng cách chọn Setup hoặc All từ menu con Autoroute .

Các tùy chọn chính được mô tả dưới đây.

• Report Window - vùng này hiển thị một báo cáo dựa trên phân tích trước khi đi dây của thiết kế, tổng hợp các thông tin bao gồm những quy tắc thiết kế hiện được định nghĩa cho thiết kế mà Autorouter sẽ tuân theo (và số lượng đối tượng thiết kế - net, linh kiện, pad - bị ảnh hưởng bởi từng quy tắc), các hướng đi dây được xác định cho tất cả các lớp đi dây tín hiệu và định nghĩa cặp lớp khoan. Báo cáo liệt kê các vấn đề tiềm ẩn có thể ảnh hưởng đến hiệu năng của bộ định tuyến. Những cảnh báo này có thể bao gồm các lớp đi dây có hướng đi dây được đặt thành Any. Khi có thể, hệ thống sẽ cung cấp gợi ý để giúp chuẩn bị thiết kế tốt hơn cho quá trình autorouting. Mọi lỗi/cảnh báo/gợi ý được liệt kê nên được xem xét kỹ và, nếu cần, các quy tắc đi dây tương ứng cần được điều chỉnh trước khi tiếp tục đi dây thiết kế.

• Edit Layer Directions - bấm để mở hộp thoại Layer Directions, trong đó bạn có thể sửa đổi các hướng đi dây cho các lớp tín hiệu theo yêu cầu.

• Edit Rules - bấm để mở hộp thoại PCB Rules and Constraints Editor dialog. Ngoài ra, nếu bạn muốn sửa trực tiếp một quy tắc đi dây hiện có, hãy bấm vào hyperlink của quy tắc đó ở vùng phía trên.
• Save Report As - bấm để lưu báo cáo dưới dạng tài liệu HTML. Sử dụng hộp thoại Save As được mở ra để thay đổi tên và vị trí lưu theo yêu cầu.
• Available Routing Strategies - liệt kê tất cả các chiến lược đi dây hiện có mà Autorouter có thể dùng để đi dây cho thiết kế. Mỗi chiến lược được liệt kê theo tên và mô tả của nó. Nhìn chung, các chiến lược đi dây mặc định cho bo hai lớp và bo nhiều lớp là phù hợp với hầu hết các tình huống đi dây. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải bảo đảm mọi quy tắc thiết kế đi dây liên quan đã được thiết lập trước khi chạy Autorouter. Các chiến lược đi dây mặc định không thể bị xóa.
• Add/Edit/Duplicate - bấm để mở hộp thoại Situs Strategy Editor dialog nhằm thêm một chiến lược đi dây do người dùng định nghĩa mới vào danh sách, chỉnh sửa chiến lược đã chọn hoặc tạo một bản sao của chiến lược đi dây hiện đang được chọn.
• Lock All Pre-routes - bật tùy chọn này để ngăn mọi net đã được đi dây trước đó bị xóa ("ripped up") và đi dây lại bởi Autorouter. Thông thường, một số net sẽ được đi dây thủ công trước rồi phần còn lại mới được autoroute.
• Rip-up Violations After Routing - bật tùy chọn này để mọi đường đi dây vi phạm các quy tắc thiết kế đã được định nghĩa (và có áp dụng) sẽ bị gỡ bỏ sau khi Autorouter hoàn tất phiên đi dây.

Hộp thoại Situs Strategy Editor

Hộp thoại này được truy cập bằng cách bấm Add, Edit, hoặc Duplicate trong hộp thoại Situs Routing Strategies dialog.

Hộp thoại này cho phép bạn định nghĩa đầy đủ một chiến lược đi dây cho Situs Autorouter, bao gồm các lượt đi dây (thuật toán) cấu thành nên nó. Việc đưa vào các lượt đi dây khác nhau và thứ tự sử dụng của chúng tạo thành 'trí thông minh' của Autorouter. Các lượt này được dùng để biến các đường đi dây ảo được xác định trong bản đồ topo thành các đường đi dây chất lượng cao trên bo mạch.

Các tùy chọn chính được mô tả dưới đây.

• More/Less Vias - dùng thanh trượt để xác định mức sử dụng via được Autorouter cho phép. Đây là sự đánh đổi giữa tốc độ đi dây cao hơn và việc sử dụng ít via hơn. Di chuyển thanh sang phải sẽ buộc Autorouter đặt ít via hơn, tuy nhiên thời gian đi dây cho bo mạch sẽ lâu hơn. Di chuyển thanh sang trái sẽ giúp hoàn tất đi dây nhanh hơn, nhưng đổi lại là Autorouter sẽ đặt thêm via trên PCB.
• Orthogonal - bật tùy chọn này để giới hạn Autorouter chỉ đi dây theo các đường trực giao (90°). Tắt tùy chọn này cho phép Autorouter đi dây trực giao hoặc không trực giao (45°) tùy theo cách nó thấy phù hợp.
• Available Routing Passes - liệt kê các lượt đi dây (thuật toán) khả dụng có thể dùng trong một chiến lược đi dây. Có các lượt sau:
  • Adjacent Memory - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối. Nó được dùng để đi dây các chân cùng net liền kề cần fan-out bằng một mẫu chữ U đơn giản.
  • Clean Pad Entries - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối. Nó đi dây lại từ tâm mỗi pad dọc theo trục dài nhất của pad.

• Completion - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối. Về cơ bản nó giống như lượt Main nhưng được tính chi phí khác để giải quyết xung đột và hoàn thành các kết nối khó.
• Fan out Signal - đây là một lượt ở mức linh kiện dựa trên các thiết lập fanout được định nghĩa bởi Fanout Control. Nó kiểm tra các mẫu pad, xem xét khoảng hở, độ rộng đi dây và kiểu via, sau đó chọn một bố trí fanout phù hợp (hàng thẳng, so le, v.v.) để đáp ứng các yêu cầu được định nghĩa trong quy tắc thiết kế. Fanout chỉ áp dụng cho các lớp tín hiệu.
• Fan out to Plane - đây là một lượt ở mức linh kiện, dựa trên các thiết lập fanout được định nghĩa bởi Fanout Control. Nó kiểm tra các mẫu pad, xem xét khoảng hở, độ rộng đi dây và kiểu via, sau đó chọn một bố trí fanout phù hợp (hàng thẳng, so le, v.v.) để đáp ứng các yêu cầu được định nghĩa trong quy tắc thiết kế. Fanout chỉ áp dụng tới lớp plane bên trong.
• Globally Optimised Main - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối. Nó cung cấp khả năng đi dây tối ưu và bỏ qua các tranh chấp/vi phạm trong lần lặp đầu tiên. Sau đó nó đi dây lại các kết nối với chi phí xung đột tăng dần cho đến khi không còn vi phạm nào. Lượt này, khi được dùng cùng với tùy chọn Orthogonal được bật, có thể tạo ra các mẫu đi dây đẹp. Hãy thêm một lượt Recorner vào chiến lược để tạo các góc vát.
• Hug - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối, đi dây lại từng kết nối theo sát đường đi dây hiện có với khoảng hở nhỏ nhất có thể. Lượt hug được dùng để tối đa hóa không gian đi dây trống. Lưu ý rằng lượt này rất chậm.
• Layer Patterns - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối. Nó chỉ đi dây các kết nối khớp với hướng của lớp (trong một dung sai nhất định). Chi phí của nó được tính để ôm sát hoặc bám theo các đường đi dây hiện có nhằm tối đa hóa không gian trống.
• Main - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối. Nó sử dụng bản đồ topo để tìm đường đi dây, sau đó dùng bộ định tuyến push and shove để chuyển đường đề xuất thành đường đi dây thực tế.
• Memory - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối. Nó kiểm tra hai chân trên các linh kiện khác nhau nhưng nằm trên cùng một lớp và có cùng tọa độ X hoặc Y.
• Multilayer Main - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối. Nó tương tự như lượt Main  nhưng với chi phí được tối ưu cho bo mạch nhiều lớp.
• Recorner - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối được dùng để vát góc các góc đi dây. Lượt này được sử dụng khi tùy chọn Orthogonal  được bật cho chiến lược, về cơ bản sẽ ghi đè tùy chọn đó và vát góc cho từng đường đi dây. Nếu tùy chọn Orthogonal  bị tắt cho chiến lược đang dùng, thì không cần đưa vào một lượt Recorner vì autorouter sẽ mặc định vát góc.
• Spread - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối, thực hiện đi dây lại từng kết nối, cố gắng phân bố đường đi dây để tận dụng không gian trống và giãn cách đều các đường khi chúng đi giữa các đối tượng cố định (chẳng hạn như pad linh kiện). Lưu ý rằng lượt này rất chậm.
• Straighten - đây là một lượt đi dây ở mức kết nối cố gắng giảm số lượng góc. Nó thực hiện điều này bằng cách đi dọc theo đường đi dây đến một góc, sau đó từ góc đó thực hiện phép dò (ngang/dọc/45 lên/45 xuống) để tìm một điểm đã đi dây khác trên net. Nếu tìm thấy, nó sẽ kiểm tra xem đường đi mới này có làm giảm chiều dài đi dây hay không.

• Passes in this Routing Strategy - liệt kê các lượt đi dây (thuật toán) thực tế được bao gồm trong chiến lược. Bạn có thể thêm bất kỳ lượt nào mong muốn từ danh sách các lượt khả dụng và có thể thêm nhiều phiên bản của cùng một lượt trong toàn bộ chiến lược để đạt được kết quả cụ thể. Các lượt sẽ được thực thi theo thứ tự từ trên xuống dưới. Thứ tự này có thể được thay đổi bằng các nút Move Up và Move Down.

Các lệnh Autoroute bổ sung

Dừng

Dùng để dừng autorouter sau khi hoàn tất lượt đi dây hiện tại.

Đặt lại

Dùng để đặt lại autorouter.

Tạm dừng

Dùng để tạm dừng autorouter. Có thể khởi động lại nếu cần.

Fanout

CircuitMaker bao gồm các công cụ fanout cho linh kiện dán bề mặt. Bộ máy đi dây thoát sẽ cố gắng đi dây từ mỗi pad ra ngay quá mép của thiết bị, giúp việc đi dây kết nối đến chúng dễ dàng hơn nhiều.

Các lệnh trong menu con Fanout

Các lệnh trong menu con Fanout cho phép bạn fanout các đối tượng theo các quy tắc thiết kế Fanout Control và các thiết lập trong hộp thoại Fanout Options dialog.

Bảng sau mô tả các lệnh trong menu con.

Hộp thoại Fanout Options

Hộp thoại này được truy cập bằng cách nhấp vào bất kỳ lệnh nào trong Fanout menu con.

Hộp thoại này cho phép bạn chỉ định các tùy chọn fanout và đi dây thoát. Hành vi fanout điển hình là các pad trong được sử dụng trước tiên sẽ được fanout bằng kiểu dog-bone truyền thống (một đoạn đi dây ngắn với một via ở cuối) để truy cập sang lớp khác, sau đó từ via đó, chúng được đi dây thoát ra ngay quá mép của thiết bị, xử lý qua các lớp đi dây khả dụng cho đến khi tất cả pad đều đã được đi dây thoát. Cuối cùng, điều này giúp việc đi dây kết nối đến chúng dễ dàng hơn nhiều.

• Fanout Pads Without Nets - bật để fanout các pad từ linh kiện ngay cả khi chúng không được gán net nào. Khi tùy chọn này bị tắt, chỉ các pad đã được gán net mới được fanout.
• Fanout Outer 2 Rows of Pads - bật tùy chọn này để fanout các pad từ linh kiện, bao gồm cả hai hàng ngoài cùng (thường là dễ đi dây).

• Include escape routes after fanout completion - bật để thêm đi dây thoát cho mỗi fanout. Đi dây thoát sẽ đặt các track lên các via fanout và pad linh kiện, đưa chúng ra đến mép của linh kiện để giúp việc đi dây kết nối đến chúng dễ hơn.

• Update fanout using Blind Vias (BGA escape routing only) - bật để thả blind via giữa các lớp drill-pair đã cấu hình trong chồng lớp. Khi tùy chọn này bị tắt, chỉ các through-hole via mới được thả bất kể thiết lập lớp drill-pair.

• Escape differential pair pads first if possible (same layer, same side) - bật để fanout và đi dây thoát mọi net cặp vi sai đã được gán cùng nhau trước khi thực hiện các thao tác fanout khác, nhờ đó giữ các đường đi của chúng đi cùng nhau. Quá trình fanout sẽ đặt các track đi dây thoát lên cùng một lớp và liền kề nhau ở mức tối đa có thể.