自动布线与否?

电器工程 pcb设计 路由 自动布线器 电路制造商
2022-01-05 01:50:53

我做了一个相当复杂的电路(至少在我的水平上)。

在花了几个小时尝试手动自动布线后,我只完成了 5%,每次都遇到无法继续布线的障碍。

所以我尝试使用CircuitMaker的自动布线器。最初我认为它做得很好,但后来我发现大多数自动布线的轨道都有违规,所以我打开了“布线后撕裂违规”选项,发现好像 25%-50% 是自动布线的。见下文。

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我确信我可以更好地改进旋转或重新排列组件,但我希望自动布线器可以做得更好(或者至少我希望有“一些”解决方案)。Afaik 我见过更复杂的布线板(手动布线或自动布线)。

我想知道现在继续进行的最佳方法是什么:

我的设置/设置是:

  • 两层板
  • 底层最初是一个 GND 平面(但自动布线器可以使用它在其上放置走线)。
  • 我使用(目前)最简单的设置(间隙 5 mil,最小轨道宽度 5 mil)
  • 我定义了几次网络类,但(现在)不要使用它们来检查规则(所以每个轨道宽度都设置为 5 mils)

此外,许多晶体管 (Q) 组件没有完全定义(因此需要添加/布线更多的轨道)。

我应该如何继续布线此 PCB?

  1. 使用自动布线器但不同?(如果有,怎么做?)
  2. 在旋转/重新布局上花费(更多)时间?
  3. 使用更大的 PCB?(我希望不是,因为我真的想把它放在 18x12 厘米左右,这是这个)?
  4. 移动一些部件分开?(我觉得即使 IC 的间距也足够大,但我在这方面没有太多经验)。
  5. 移除 GND 平面?(尽管即使是自动布线器也无法在有/没有 GND 平面的情况下充分利用它)。我也同时使用数字/模拟走线,所以我认为 GND 很好,也许是必要的。
  6. 还是我错过了一些 (CircuitMaker) 设置,使其能够自动布线此 PCB?

更新

看来自动布线器做得很好。但是,因为我选择了“布线后破坏违规”选项,自动布线器会丢弃所有违规痕迹。

可悲的是,有很多内部足迹间隙违规,我不知道如何删除。在 CircuitMaker 中看到Altium 的“忽略封装内的焊盘间隙”吗?对于我的一个相关问题。

4个回答

我认为零件的放置是您最大的问题。

看看 U6 和 U13、U14 和 U15。

U6 与 U13 有多个连接,但这些连接必须跨越到 U11 和 U12 的所有连接才能到达那里。

U14 和 U15 是相似的 - 与它们的所有连接都必须与其他 IC 交叉连接才能到达 U6。

您已经按照漂亮、整洁的数字顺序放置了零件。这样可以很容易地找到板上的零件,但会使布线更加复杂。

  • 忽略零件代号。
  • 严格按功能放置零件,并尽量减少老鼠巢中的交叉。
  • 首先放置必须在物理上位于特定位置的任何连接器。
  • 移动连接到连接器的组件,以尽量减少老鼠巢中的交叉点。
  • 放置其余部分,以尽量减少老鼠巢中的过境点。

我认为您的电路可以在双面板上进行管理,但是您必须在放置零件的位置上更加灵活。


嗯。我实际上并没有回答你的问题。

不要打扰自动布线器。和大多数人一样,我已经尝试过它们,发现我可以更快更好地手动布线我的电路板。

如果您有时间调整参数以获得最佳性能,自动布线器可能会正常工作。这将需要大量的时间和耐心。

唯一有意义的情况是,如果您正在制作具有数千个节点的大型多层 PCB,您会期望在其中进行大量更改。手动重新路由这种事情会做很多工作,所以调整自动布线器是值得的。


补充建议:

看你的原理图。

  • 尝试绘制类似于 PCB 布局的原理图,并按功能和 IC 对多路复用器进行分组。

  • 通过将哪些信号通过哪些 IC 和哪些多路复用器进行分组,尽量减少原理图中的交叉。

  • 绘制原理图越简单,PCB 布局就越容易。
  • 使用所有连接的电线而不是使用信号标志来绘制电路。
  • 您的目标是一个简单易读的示意图,其中(几乎)所有连接都是电线,很少有交叉连接。这将转化为具有较少交叉连接的 PCB 布局。
  • 由于您正在处理音频,因此请记住串扰。
  • 您需要对某些信号使用单独的多路复用器 IC,以减少通道之间的串扰。在简化电路时,您必须牢记这一点。

如果您有一个两层板,并将一个专用于接地,那么您不太可能在另一层上布线所有东西。

对于如此复杂的董事会,您需要一项政策。简单地把电线放在这里是行不通的。我注意到它主要是 DIL IC,这意味着它不是 RF 板。因此,虽然您仍然需要有能力的接地,但您不需要接地平面。

选择网格地面。在一层上布置一系列东西向的地面轨道,在另一层上布置南北向。将它们连接到带有通孔的网格中,最好是在 IC 的接地引脚上。

现在放置其他曲目。在每一层上遵循相同的方向,当你改变方向时通过,你将始终有一个系统的方法从 A 到 B,而不会在拓扑上阻塞任何其他连接。您可能仍会遇到拥挤问题,这意味着您需要回溯并更改展示位置。

这种两层 EW/NS 路由称为“曼哈顿路由”。

大多数/一些?自动布线器有一个选项让您限制某些层上的轨道,因此您可以设置您的轨道以遵循此方向模式。但是,使用曼哈顿布局意味着手动布线非常简单。

我不建议直到最后才离开地面,然后“用铜填充空白区域,使用通孔桥接隔离多边形之间的连接”。电路板太忙了,你会错过一些东西,而且不能保证你真的可以得到地面连接。最好从一个完整的地网开始(易于放置和检查),然后一次放置一个轨道(易于放置和检查)。

虽然两层板在这里可能是合适的,但在进行一次性设计时,从 2 层到 4 层的成本通常低于运输成本。如果您的目标是拥有一个专用接地层,并且您不想花费大量时间进行有效布线,那么使用 4 层板可以让您拥有一个专用接地层,同时大大简化布线。

由于冠状病毒,事情现在有点悬而未决,但我只是将 4 层 100x100 毫米的板打入廉价的原型设计服务中,结果不到 30 美元。我曾经花费数小时试图将零件安装到 2 层上,以节省 4 层板上的费用,因为它们要多花数百美元,但到目前为止成本已经下降,这通常不值得花时间。

正如您所发现的,自动布线并不是万能的,除了最微不足道的设计之外,还需要进行大量的前期规划才能成功。

规划与任何密集或复杂电路板的正常规划非常相似(但更严格)。

设置功能块(我不知道 Circuit Maker 是否允许这样做,尽管它现在是任何 ECAD 软件包的相当标准的部分)并将它们作为单独的块放置(不一定在它们的最终位置)并调整任何可能的引脚(通过移动块内的部件和/或门交换或功能交换,就像一个封装中的多个放大器的情况一样),直到老鼠巢对每个功能块来说都是最干净的。

然后查看这些块之间的接口并移动块以使老鼠巢中的这些连接尽可能干净。

当您查看此处所用的时间时,手动执行路由的时间实际上并不比让自动路由器执行它的时间长多少。

自动布线器在某些领域表现出色(想到具有严格时序约束的高速并行存储器接口);在某些情况下,我已经看到那些完成(作为自动布线器接触的一组有限的网络)。通常这些网络会被锁定,这样一旦几乎所有其他事情都完成了,你就可以让自动布线器完成最后几条轨道。

我曾经做过一块板子(在这种情况下是 18 层,95mm x 55mm),它是一个带有 512MB DDR2 和 512MB 闪存(以及其他一些位)的 GHz 级 PowerPC 处理器,它将串行端口、PCI 和 PCI Express 暴露给连接器并且非常复杂的电源和排序要求,我们(这是一个团队)至少花了一周的时间来规划零件的位置,以使一切都适合。