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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 可以幫助您節省時間并保持理智。不幸的是，由于設計功能之間缺乏集成，自動布線算法在過去 30 年中幾乎沒有創新。使用正確的設計軟件和一些簡單的設計策略，您可以將布線能力提升到一個新的水平。
自動路由算法：過去和現在
如果您對用于自動布線器的算法進行快速搜索，您會發現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，它們說明了設計自動化如何未能跟上人類的創造力。A 將在開始布局時利用他們的經驗，他們可以預見并避免糟糕的設計選擇。
在數學上，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，因為它們本質上依賴于反復試驗。
自動布線算法存在一個嚴重的缺陷，阻礙了它們在具有關鍵設計約束的更復雜的電路板上的采用：它們不允許將他們的經驗注入布線過程。那些這樣做的人通常需要復雜的設置并且不會產生最佳結果。這就是一種稱為交互式布線的半自動化技術對于提高設計效率變得至關重要的地方。
交互式路由還是自動路由？
我見過新手設計師交替使用這些術語（我自己曾經為此感到內疚）。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走線，但正確使用這些工具需要注入一定程度的經驗和簡單的設計選擇才能獲得最佳結果。
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。設計人員沿互連路徑選擇幾個點，設計軟件沿途鋪設跡線，同時檢查每一步的設計規則。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計規則的方式在網絡中鋪設任何走線。這在布線具有大量差分對的網絡時尤其成問題。走線間距加上走線長度不匹配規則很容易導致自動布線器出現故障，需要您更改布局策略。
除了明智地使用引腳交換之外，旋轉組件等簡單更改可以幫助您防止走線在信號層內交叉或填滿，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，因為這將根據您的設計規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合，幫助您平衡縮短的布線時間和滿足您需求的精確設計。這種類型的工具允許您在同時在信號網絡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絡的源和目標之間的特定布線點。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驗注入到布線過程中。
當此工具在規則驅動的設計引擎之上與您的其他設計功能集成時，將執行布線步驟，同時檢查每個信號網絡的關鍵設計規則。這種類型的集成工具還允許您通過過孔布線以利用內部信號層。
您可以使用自動交互式路由器輕松實現這種類型的路由方案
隨著 PCB 變得越來越復雜，設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力。Altium Designer ? 中的自動布線功能與您的其他設計工具直接集成。Altium Designer 中的所有設計功能均使用單一界面中的單一規則驅動設計引擎構建。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設計出最好的電路板。