一款突破性的布線工具

一直以來(lái)都有一些人不愿意使用由印刷電路板設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的完全自動(dòng)布線。這有以下幾個(gè)原因：第一，自動(dòng)布線器經(jīng)常無(wú)法完成設(shè)計(jì)，且剩余布線既困難又耗時(shí)，有時(shí)需要撤消某些自動(dòng)布線才能完成。第二，設(shè)計(jì)師希望維持對(duì)設(shè)計(jì)的控制，尤其是處理高速網(wǎng)絡(luò)的方式以及通孔的數(shù)量和位置。第三，是質(zhì)量;在保持信號(hào)完整性的情況下設(shè)計(jì)Layout的能力、制造廠達(dá)到可接受良率的能力，以及主觀質(zhì)量。此外，更重要的是性能。將自動(dòng)布線和手動(dòng)布線有效結(jié)合有時(shí)可能會(huì)比全手動(dòng)布局花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間。

現(xiàn)在，Mentor Graphics 引入了一種新的Layout工具，該工具可維持設(shè)計(jì)師所希望的標(biāo)準(zhǔn)和控制，同時(shí)增強(qiáng)并加快了現(xiàn)有的交互式布線流程。草圖布線可捕獲設(shè)計(jì)師的布線意圖，成組網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)布線并呈現(xiàn)手動(dòng)布線的效果。

草圖布線可通過(guò)自動(dòng)化 PCB 設(shè)計(jì)師定義的布線和扇出意圖來(lái)降低Layout的復(fù)雜性。它將自動(dòng)化功能與設(shè)計(jì)師的技能和控制相結(jié)合，以便在高密度設(shè)計(jì)中創(chuàng)建快速、高質(zhì)量的布線。

工作原理

草圖布線器可為一組布線提供各種用戶控制。設(shè)計(jì)師可以使用或不使用樣式或扇出，在緊密或松散模式中提供大致或詳細(xì)的方向。只需提供草圖建議以及剛才描述的設(shè)置，草圖布線器便可按照草圖設(shè)置的運(yùn)動(dòng)方向?qū)Χ嘟M復(fù)雜的走線進(jìn)行布線。

如圖 1a 中所示，設(shè)計(jì)師希望對(duì)從左側(cè)通孔到右側(cè)焊盤的一組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行布線。設(shè)計(jì)師針對(duì)布線應(yīng)經(jīng)過(guò)的位置繪制出一份“草圖”，然后草圖布線器會(huì)非常迅速地對(duì)連接進(jìn)行自動(dòng)布線，其結(jié)果如圖 1b 中所示。注意草圖布線器如何將略拱形草圖解譯為焊盤底部和對(duì)面內(nèi)部周圍的布線。

圖 1a：設(shè)計(jì)師粗略繪制出一條從左側(cè)通孔到右側(cè)焊盤的路徑。

圖 1b：草圖布線器按照設(shè)計(jì)師反映在草圖中的意圖對(duì)走線進(jìn)行布線。

接下來(lái)，如圖 2a 中所示，設(shè)計(jì)師已粗略繪制出從剩余通孔直接到達(dá)另一組焊盤的布線路徑。將在與圖 1 中不同的層上對(duì)這些連接進(jìn)行布線，如橙色所標(biāo)示。

圖 2a：設(shè)計(jì)師在另一層上粗略繪制出一條直線路徑，如橙色所標(biāo)示。

圖 2b：草圖布線器按照設(shè)計(jì)師的意圖對(duì)從通孔到焊盤的直線走線進(jìn)行布線。

雖然草圖布線對(duì)于如上所示的低密度區(qū)域來(lái)說(shuō)是一款有效的省時(shí)工具，但是在布局的更高密度區(qū)域中才能真正體現(xiàn)其出色之處。草圖布線器可能會(huì)比交互式布線快 30 倍。圖 3a 和 3b 顯示了該布線器如何在幾分鐘內(nèi)快速地對(duì)密度非常高的布局進(jìn)行布線。

圖 3a：針對(duì)顯示連接的網(wǎng)絡(luò)線，設(shè)計(jì)師繪制出一個(gè)非常簡(jiǎn)略的草圖，隨后布線器便開(kāi)始工作。角落里的秒表記錄了完成布線的實(shí)際時(shí)間。

圖 3b：秒表顯示從繪制草圖到完成此復(fù)雜布局花費(fèi)了不到五分鐘。

功能與控制

可以根據(jù)設(shè)計(jì)師的偏好來(lái)配置草圖布線器。功能包括：

• 根據(jù)用戶的繪制草圖路徑布局和要布線的網(wǎng)絡(luò)線選擇來(lái)創(chuàng)建手動(dòng)連接的外觀布線

• 布線過(guò)程中的自動(dòng)扇出、引線和位優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)高完成百分比

• 基于草圖路徑的開(kāi)始和結(jié)束布局位置的扇出方向

• 已打包和未打包選項(xiàng)使用戶可以控制創(chuàng)建布線的方式。

通過(guò)選擇偏好，設(shè)計(jì)師可以創(chuàng)建一套規(guī)則，以模擬設(shè)計(jì)師在手動(dòng)布線時(shí)將使用的規(guī)則。假設(shè)遵循這些規(guī)則來(lái)提供最佳間距以盡量減少串?dāng)_，那么設(shè)計(jì)師希望在高密度區(qū)域?qū)⒆呔€打包在一起，并在更寬闊的區(qū)域?qū)⑵浞稚㈤_(kāi)。考慮到設(shè)計(jì)師對(duì)布線的視覺(jué)理解，高密度區(qū)域是已知的;在布線任務(wù)期間，可以清楚地看到，需要將哪組信號(hào)打包在一起才能最大限度提高布線通道的密度。

使用草圖布線器，設(shè)計(jì)師可以對(duì)已打包或未打包的樣式進(jìn)行布線。未打包樣式(如圖 4 中所示)以直接有效的方式進(jìn)行布線。

圖 4：設(shè)計(jì)師可以選擇未打包模式將走線間距加大一些。

已打包樣式會(huì)將走線組合在一起，這在高密度情況下非常有用。在圖 5 中，使用了已打包樣式，布線的方向受草圖控制。在這兩種情況下，調(diào)優(yōu)算法將會(huì)很好地工作，因?yàn)樵谶@兩種情況下會(huì)對(duì)現(xiàn)有走線進(jìn)行推擠以便有足夠的空間來(lái)允許蛇形、長(zhǎng)號(hào)或鋸齒樣式。

圖 5：這是一個(gè)使用已打包布線樣式的示例。布線的方向由設(shè)計(jì)師的草圖來(lái)決定。

草圖布線總結(jié)

您可能會(huì)說(shuō)，在常見(jiàn)的交互式布線期間，設(shè)計(jì)師可以控制位置、應(yīng)用限制并選擇樣式。是的，確實(shí)是這樣。手動(dòng)布線提供了控制和質(zhì)量，但通常很慢，尤其是在大型設(shè)計(jì)中速度會(huì)明顯減慢。自動(dòng)布線提供了性能和一定的控制，但在質(zhì)量上有所欠缺。而對(duì)于 Xpedition 布局，草圖布線技術(shù)為設(shè)計(jì)師提供了所需的控制以及質(zhì)量和高性能。