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正確的自動布線算法可以成就或破壞您的下一個 PCB
正確的自動布線算法可以成就或破壞您的下一個 PCB
如果您是一名稱職的程序員，您將看到如何將不同的算法擴展到任何級別，包括自動路由算法。但是有了正確的 EDA 軟件，您就不必不斷重新發(fā)明輪子了。
使用自動布線器幫助布局下一個 PCB 可以幫助您節(jié)省時間并保持理智。不幸的是，由于設(shè)計功能之間缺乏集成，自動布線算法在過去 30 年中幾乎沒有創(chuàng)新。使用正確的設(shè)計軟件和一些簡單的設(shè)計策略，您可以將布線能力提升到一個新的水平。
自動路由算法：過去和現(xiàn)在
如果您對用于自動布線器的算法進行快速搜索，您會發(fā)現(xiàn)您面前有很多閱讀材料。許多這些自動布線算法是過去的遺物，它們說明了設(shè)計自動化如何未能跟上人類的創(chuàng)造力。A 將在開始布局時利用他們的經(jīng)驗，他們可以預(yù)見并避免糟糕的設(shè)計選擇。
在數(shù)學(xué)上，自動路由是旅行商問題的一個變體。您正在嘗試在指定某些約束的同時確定位置之間的最短路線。PCB 布線的問題要復(fù)雜得多，因為每條走線都是一個推銷員：您正試圖為成千上萬的推銷員解決問題。此外，禁止每條跡線與另一條跡線使用相同的路徑。人們很快就會看到這個問題是如何變得非常復(fù)雜的。
有許多算法已被用來解決這個問題。可以說，最近最成功的自動布線算法是河流布線，因為它甚至可以使用板層并減少對過孔的依賴。其他流行的算法是隨機或定向搜索算法，但這些算法需要大量時間，因為它們本質(zhì)上依賴于反復(fù)試驗。
自動布線算法存在一個嚴(yán)重的缺陷，阻礙了它們在具有關(guān)鍵設(shè)計約束的更復(fù)雜的電路板上的采用：它們不允許將他們的經(jīng)驗注入布線過程。那些這樣做的人通常需要復(fù)雜的設(shè)置并且不會產(chǎn)生最佳結(jié)果。這就是一種稱為交互式布線的半自動化技術(shù)對于提高設(shè)計效率變得至關(guān)重要的地方。
交互式路由還是自動路由？
我見過新手設(shè)計師交替使用這些術(shù)語（我自己曾經(jīng)為此感到內(nèi)疚）。這兩種布線方案都使用不同的自動布線算法在整個電路板上鋪設(shè)走線，但正確使用這些工具需要注入一定程度的經(jīng)驗和簡單的設(shè)計選擇才能獲得最佳結(jié)果。
與自動布線相比，交互式布線需要用戶的一些輸入才能在組件之間放置走線。設(shè)計人員沿互連路徑選擇幾個點，設(shè)計軟件沿途鋪設(shè)跡線，同時檢查每一步的設(shè)計規(guī)則。最好的交互式路由器將向您顯示沿途每條軌跡的疊加層，從而輕松查看軌跡沿途到達(dá)目的地的確切路徑。
有效地使用這些工具中的任何一個都需要一些遠(yuǎn)見，或者可能需要引腳交換和柵極交換以防止交叉跡線或過度依賴過孔。在某些情況下，自動布線器可能無法以滿足您的設(shè)計規(guī)則的方式在網(wǎng)絡(luò)中鋪設(shè)任何走線。這在布線具有大量差分對的網(wǎng)絡(luò)時尤其成問題。走線間距加上走線長度不匹配規(guī)則很容易導(dǎo)致自動布線器出現(xiàn)故障，需要您更改布局策略。
除了明智地使用引腳交換之外，旋轉(zhuǎn)組件等簡單更改可以幫助您防止走線在信號層內(nèi)交叉或填滿，并減少對過孔的依賴。如果您仍然無法讓自動布線器正常工作，您可能最好使用交互式布線器，因為這將根據(jù)您的設(shè)計規(guī)則實時檢查您的布線選擇。
自動交互路由：兩全其美
PCB 布線的最新范例是自動交互式布線。這種類型的自動布線將高端自動布線算法與交互式布線相結(jié)合，幫助您平衡縮短的布線時間和滿足您需求的精確設(shè)計。這種類型的工具允許您在同時在信號網(wǎng)絡(luò)中布線多條跡線時避開障礙物和其他多邊形。
此類工具的交互部分允許用戶選擇互連或信號網(wǎng)絡(luò)的源和目標(biāo)之間的特定布線點。自動布線器部分然后在這些點之間自動布線。這允許設(shè)計人員在利用典型自動布線器的主要省時功能的同時將他們的經(jīng)驗注入到布線過程中。
當(dāng)此工具在規(guī)則驅(qū)動的設(shè)計引擎之上與您的其他設(shè)計功能集成時，將執(zhí)行布線步驟，同時檢查每個信號網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)計規(guī)則。這種類型的集成工具還允許您通過過孔布線以利用內(nèi)部信號層。
您可以使用自動交互式路由器輕松實現(xiàn)這種類型的路由方案
隨著 PCB 變得越來越復(fù)雜，設(shè)計人員需要他們能找到的所有工具來幫助提高他們的生產(chǎn)力。Altium Designer ? 中的自動布線功能與您的其他設(shè)計工具直接集成。Altium Designer 中的所有設(shè)計功能均使用單一界面中的單一規(guī)則驅(qū)動設(shè)計引擎構(gòu)建。Active Route 包將交互式布線的自動化和精度提升到一個新的水平，幫助您在更短的時間內(nèi)設(shè)計出最好的電路板。