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自动路由适合标准PCB设计工作流吗?

PCB高速公路

自动化是我们在标准工作流程中使用越来越强大的PCB设计工具的主要原因。在PCB设计和集成电路设计中使用自动化工具有助于公司快速启动和运行产品,我们相信这对竞争力有积极的影响。当我们谈论PCB设计中的自动化时,有一个每个人都爱恨的工具:自动路由器。

与流行的观点相反,我们的观点是自动路由可以被纳入标准的设计过程,但它们不能解决你所有的设计挑战。同样重要的是要注意,自动路由并不适用于每种类型的设计或每种互连,因此它们应该用于非常特定的连接。记住这些要点,让我们来看看标准设计工作流,看看我们可以在哪里确定一些地方来合并自动化。

为什么人们不喜欢自动公路?

自动外接器可能是EDA工具最糟糕的名称。“autorouter”这个名字让人联想到一个指向点击工具的图像,它可以自动路由PCB,同时保证完美的信号完整性和符合所有设计规则。当然,这些点击式自动化工具并没有实现其名称所隐含的承诺,因此它们被有经验的设计师所轻视。如果这些工具能够成功实现完美的路由,那么它们早就取代了许多PCB设计人员。

根据这些观点,自动路由在PCB设计中不被视为有效或有用的工具是可以理解的。最新一代的自动路由是基于人工智能的,它们试图在一些用户定义的约束条件下,根据成功设计的过去数据构建路线。尽管如此,它们还是不能比确定性自torouter或基于随机搜索的自torouter做得更好。

工作流程是问题所在吗?

如果您不考虑autorouter隐含的功能,而是寻找使用autorouter的成功案例,就可能得出两个结论。

  1. 当网络计数较低时,自动路由通常可以在合理的约束下正常工作
  2. 自动绕线器在路径设计和位置(层数、通过数,方向等)

当一个工具在目标情况下取得了一些成功时,设计人员的角色就变成了配置工具和确定应该在哪里使用它。换句话说,实现自动路由和其他方面的挑战自动化工具是他们在PCB设计工作流程中的位置。这些自动化工具需要针对特定的组件、网络和层,并且它们需要实现特定的策略才能正确工作。

自动路由的工作流

因为自动路由器应该是针对特定网络或组件的目标工具,这应该包括在PCB布局和路由的工作流程中。一个示例工作流可能包括:

  1. 识别不需要控制阻抗、长度调整或特定路由位置的网络
  2. 完成组件放置阶段,锁定最重要组件的位置
  3. 路线都阻抗控制/长度调谐网,然后路由位置/层特定网
  4. 剩下的渔网可以自动布线;把这些分成小的网络组,并尝试使用autorouter来完成这些
  5. 如果自动外部路由失败,则手动将这些路由作为一个组或单独路由

自动外接PCB设计过程

从上面的列表和图形中,应该清楚地看到,autoouter只是标准PCB设计工作流中设置的另一个工具。要消除令人失望的结果,关键是要确定在哪里autorouter工具可能最成功。与更小的团队合作也是首选,因为该工具需要平衡的约束更少,可以生成更高质量的路由。

哪些网络和接口可能是自动路由的良好候选者?如果您的目标是工具设置时间vs.符合设计规则,那么最好将重点放在对路由没有严格限制的更简单的接口上。一个简短的列表可能包括:

  • 更短的SPI公共汽车
  • I2C
  • i2
  • UART
  • gpio或其他控制信号

这些接口有一些共同的特征。它们都是单端,它们倾向于以较慢的状态和时间转换(SPI可以是一个例外)操作,并且它们没有阻抗或长度调优规范。这意味着它们很难被错误地路由。有些组件,比如fpga或大型处理器可以有许多控制引脚,如gpio或低速总线,如I2C,实现有针对性的自动路由策略可以减少这些接口所需的设计时间。

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