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正确的自动布线算法可以成就或破坏您的下一个 PCB
正确的自动布线算法可以成就或破坏您的下一个 PCB
如果您是一名称职的程序员，您将看到如何将不同的算法扩展到任何级别，包括自动路由算法。但是有了正确的 EDA 软件，您就不必不断重新发明轮子了。
使用自动布线器帮助布局下一个 PCB 可以帮助您节省时间并保持理智。不幸的是，由于设计功能之间缺乏集成，自动布线算法在过去 30 年中几乎没有创新。使用正确的设计软件和一些简单的设计策略，您可以将布线能力提升到一个新的水平。
自动路由算法：过去和现在
如果您对用于自动布线器的算法进行快速搜索，您会发现您面前有很多阅读材料。许多这些自动布线算法是过去的遗物，它们说明了设计自动化如何未能跟上人类的创造力。A 将在开始布局时利用他们的经验，他们可以预见并避免糟糕的设计选择。
在数学上，自动路由是旅行商问题的一个变体。您正在尝试在指定某些约束的同时确定位置之间的最短路线。PCB 布线的问题要复杂得多，因为每条走线都是一个推销员：您正试图为成千上万的推销员解决问题。此外，禁止每条迹线与另一条迹线使用相同的路径。人们很快就会看到这个问题是如何变得非常复杂的。
有许多算法已被用来解决这个问题。可以说，最近最成功的自动布线算法是河流布线，因为它甚至可以使用板层并减少对过孔的依赖。其他流行的算法是随机或定向搜索算法，但这些算法需要大量时间，因为它们本质上依赖于反复试验。
自动布线算法存在一个严重的缺陷，阻碍了它们在具有关键设计约束的更复杂的电路板上的采用：它们不允许将他们的经验注入布线过程。那些这样做的人通常需要复杂的设置并且不会产生最佳结果。这就是一种称为交互式布线的半自动化技术对于提高设计效率变得至关重要的地方。
交互式路由还是自动路由？
我见过新手设计师交替使用这些术语（我自己曾经为此感到内疚）。这两种布线方案都使用不同的自动布线算法在整个电路板上铺设走线，但正确使用这些工具需要注入一定程度的经验和简单的设计选择才能获得最佳结果。
与自动布线相比，交互式布线需要用户的一些输入才能在组件之间放置走线。设计人员沿互连路径选择几个点，设计软件沿途铺设迹线，同时检查每一步的设计规则。最好的交互式路由器将向您显示沿途每条轨迹的叠加层，从而轻松查看轨迹沿途到达目的地的确切路径。
有效地使用这些工具中的任何一个都需要一些远见，或者可能需要引脚交换和栅极交换以防止交叉迹线或过度依赖过孔。在某些情况下，自动布线器可能无法以满足您的设计规则的方式在网络中铺设任何走线。这在布线具有大量差分对的网络时尤其成问题。走线间距加上走线长度不匹配规则很容易导致自动布线器出现故障，需要您更改布局策略。
除了明智地使用引脚交换之外，旋转组件等简单更改可以帮助您防止走线在信号层内交叉或填满，并减少对过孔的依赖。如果您仍然无法让自动布线器正常工作，您可能最好使用交互式布线器，因为这将根据您的设计规则实时检查您的布线选择。
自动交互路由：两全其美
PCB 布线的最新范例是自动交互式布线。这种类型的自动布线将高端自动布线算法与交互式布线相结合，帮助您平衡缩短的布线时间和满足您需求的精确设计。这种类型的工具允许您在同时在信号网络中布线多条迹线时避开障碍物和其他多边形。
此类工具的交互部分允许用户选择互连或信号网络的源和目标之间的特定布线点。自动布线器部分然后在这些点之间自动布线。这允许设计人员在利用典型自动布线器的主要省时功能的同时将他们的经验注入到布线过程中。
当此工具在规则驱动的设计引擎之上与您的其他设计功能集成时，将执行布线步骤，同时检查每个信号网络的关键设计规则。这种类型的集成工具还允许您通过过孔布线以利用内部信号层。
您可以使用自动交互式路由器轻松实现这种类型的路由方案
随着 PCB 变得越来越复杂，设计人员需要他们能找到的所有工具来帮助提高他们的生产力。Altium Designer ® 中的自动布线功能与您的其他设计工具直接集成。Altium Designer 中的所有设计功能均使用单一界面中的单一规则驱动设计引擎构建。Active Route 包将交互式布线的自动化和精度提升到一个新的水平，帮助您在更短的时间内设计出最好的电路板。