PCB routing

PCB-sporing  er et af designstadierne for elektronisk udstyr (REA), som består i at bestemme placeringen af ​​ledere på et printkort manuelt eller ved at bruge et af CAD-systemerne designet til at designe printkort.

Sporingsmetoder

Der er tre måder at spore på:

• manuel sporing , hvor en person selvstændigt ved hjælp af visse softwareværktøjer tegner et mønster af ledere på en tavletegning;
• automatisk routing , hvor programmet selvstændigt lægger ledere på tavletegningen ved at bruge de begrænsninger, som udvikleren har pålagt. Udvikleren kontrollerer resultatet, retter om nødvendigt de indledende parametre for opgaven og gentager sporingen. Justeringer omfatter repositionering af komponenter, manuel fortegning af net osv. I øjeblikket har alle moderne designsystemer sofistikerede og effektive automatiske rutesystemer;
• interaktiv sporing , hvor programmet (automatisering) udfører det grove arbejde med at tegne kredsløbet og kontrollere sporingsreglerne, og personen angiver til programmet (robotten) rækkefølgen af ​​handlinger i komplekse sektioner af sporingen, styrer resultatet af dets arbejde trin for trin. Interaktiv PCB-routing kan bruges både til fuld manuel routing og PCB-forbedringer efter automatisk routing.

Udtalelse af sporingsproblemet

Forbindelsessporing er som regel det sidste trin i design af radioelektronisk udstyr (REA) og består i at bestemme linjerne, der forbinder de ækvipotentiale kontakter af elementerne og de komponenter, der udgør den enhed, der designes.

Opgaven med at spore er en af ​​de mest tidskrævende opgaver, der opstår i automatiseringen af ​​design af elektronisk udstyr . Kompleksiteten forklares især af mangfoldigheden af ​​måder til konstruktiv og teknologisk implementering af forbindelser, for hver af dem, i den algoritmiske løsning af problemet, anvendes specifikke optimeringskriterier og begrænsninger. Fra et matematisk synspunkt er sporing opgaven med at vælge den optimale løsning blandt et stort antal muligheder.

Samtidig optimering af alle forbindelser under sporing ved opregning af alle muligheder er i øjeblikket ikke mulig. Derfor udvikles hovedsageligt lokalt optimale routingmetoder, når sporingen kun er optimal på et givet trin i nærvær af tidligere oprettede forbindelser.

Hovedopgaven med sporing er formuleret som følger: i henhold til en given forbindelsesordning skal du lægge de nødvendige ledere på et plan (bræt, krystal osv.) For at implementere de specificerede tekniske forbindelser under hensyntagen til forudbestemte begrænsninger. De vigtigste er begrænsninger på ledernes bredde og minimumsafstandene mellem dem.

Den indledende information til løsning af forbindelsessporingsproblemet er normalt en liste over kredsløb, designparametre for elementer og et skiftefelt samt data om placeringen af ​​elementer. Routing-kriterier kan være procentdelen af ​​udførte forbindelser, den samlede længde af ledere, antallet af skæringspunkter af ledere, antallet af monteringslag, antallet af vias, ensartetheden af ​​ledernes fordeling, minimumsføringsarealet osv. Ofte disse kriterier udelukker hinanden, så vurderingen af ​​kvaliteten af ​​routing udføres i henhold til det dominerende kriterium, når restriktioner er opfyldt af andre kriterier, enten en additiv eller multiplikativ form af evalueringsfunktionen anvendes, f.eks. i følgende form :

hvor:

•  — tilsætningskriterium;
•  - vægtkoefficient;
•  - privat kriterium;
•  er antallet af bestemte kriterier.

Sporingsalgoritmer

Kendte kredsløbskort routing-algoritmer kan opdeles i tre store grupper:

1. bølgealgoritmer baseret på Lees ideer og udviklet af Yu. L. Ziman og G. G. Ryabov. De er meget udbredt i eksisterende CAD-systemer , da de gør det nemt at tage højde for de teknologiske specifikationer af trykte ledninger med deres eget sæt designbegrænsninger. Garanter konstruktionen af ​​sporet, hvis stien til det eksisterer;
2. ortogonale algoritmer, der er hurtigere end algoritmerne i den første gruppe. For implementering på en computer kræver de 75-100 gange færre beregninger sammenlignet med bølgealgoritmer. De bruges i design af printplader med gennemgående metalliserede huller. Ulemperne ved denne gruppe af algoritmer er forbundet med at opnå et stort antal overgange fra lag til lag, manglen på en 100% garanti for spor, et stort antal parallelle ledere;
3. heuristiske type algoritmer . Baseret til dels på labyrint-pathfinding-heuristikken, hvor hver forbindelse er lavet langs den korteste vej, og undgå forhindringer undervejs.

Links

• "Teknik til ledningsføring af printkort" (artikel).