Il router automatico PCB di Altium: il miglior strumento di auto routing PCB

Zachariah Peterson
|  Creato: November 9, 2020
Il routing automatico interattivo offre un maggiore controllo

Il routing delle tracce sul circuito stampato è quel passaggio fondamentale durante il layout che crea la connettività e la funzionalità necessaria per la scheda. Può anche richiedere molto tempo, se il software di progettazione non contiene gli strumenti di routing corretti. Il tuo software di progettazione PCB dovrebbe includere strumenti di routing ad alta precisione progettati per automatizzare molte parti del processo. I PCB avanzati richiedono il miglior router automatico PCB e i tuoi strumenti di routing automatizzati dovrebbero aiutarti a progettare PCB con la massima efficienza.

Lo strumento PCB Autorouter di Altium® fornisce un routing completamente automatizzato e semi-automatizzato per qualsiasi dispositivo, ed è basato sugli algoritmi di routing più avanzati. L'auto router PCB applicherà rapidamente l'instradamento al tuo PCB e collegherà anche le schede più complicate. ActiveRoute per i progettisti di Altium è una funzione di instradamento interattivo che consente all'utente di controllare questo processo in modo automatico. Con lo strumento Autorouter di Altium Designer è possibile ridurre i tempi di progettazione e creare prodotti di qualità superiore.

Altium Designer

Un pacchetto software di progettazione PCB con il miglior editor PCB e strumenti di auto routing.

PCB auto routing software per ottimizzare il processo di progettazione

Il routing è forse il compito più noioso nel processo di progettazione PCB. I designer più esperti si divertono a mettere in pratica il loro talento creativo nella risoluzione dei rompicapo per creare un'opera d'arte. I designer che si avvicinano per la prima volta a questo compito e quelli che preferiscono concentrarsi su altri aspetti della progettazione, invece, fanno fatica nella fase di esecuzione.

Fortunatamente, sono disponibili molti strumenti PCB che possono ridurre i tempi di progettazione. L'autorouter PCB di Altium aiuta i progettisti PCB nel routing delle tracce dense su un PCB, processo difficile da padroneggiare. Sembra un compito piuttosto semplice: collega una linea di rame dal punto A al punto B con l'output di acquisizione schematica come guida. Gli strumenti di routing automatico per PCB di Altium Designer aiutano a velocizzare il processo di instradamento delle tracce in un circuito stampato complesso. Ecco come funzionano le diverse funzionalità di routing di Altium Designer e come possono aiutarti a creare nuovi PCB sempre migliori.

Tutto inizia con una strategia di routing

In un vero PCB è necessario collegare decine o centinaia di queste linee tra i componenti, e adattare tutte queste tracce sulla tua scheda è un compito difficile. Se desideri utilizzare uno strumento PCB con routing automatico, è necessario incorporarlo in una strategia di routing più ampia. Potrebbe essere necessario instradare diversi blocchi funzionali attraverso layer diversi oppure instradare i layer in modo sequenziale. Qualunque sia il metodo scelto, è possibile configurare queste impostazioni nel router automatico di Altium.

A differenza dei vecchi strumenti con autorouting per PCB, che operavano in un ambiente a sé stante e richiedevano una propria configurazione, il PCB auto router Altium fa parte dell'ambiente di progettazione guidato da regole di Altium Designer. Invece di dedicare tempo prezioso a complesse configurazioni del router e trasferimenti di dati, è sufficiente configurare lo strumento PCB del router automatico, che indirizzerà le tracce che soddisfano le regole e i vincoli di progettazione del PCB.

PCB auto router Altium - Risultati

Le figure seguenti mostrano un confronto tra i risultati ottenuti con l'instradamento di un layer alla volta rispetto alla distribuzione dei percorsi. È chiaro da queste immagini che una distribuzione relativamente uniforme si traduce in meno meandri e lascia spazio sufficiente per la regolazione della lunghezza della traccia su tutti i layer.

Utilizzo di uno strumento di autoroute PCB un layer alla volta.

Eseguire il routing un layer alla volta: il primo layer, in verde, contiene 71 tracce. Il quarto layer, in blu, ne contiene solo 19.

L'instradamento mostrato sopra è stato eseguito in sequenza, facendo riempire un layer prima del secondo. La figura seguente mostra cosa accade quando si utilizza il router automatico Altium su entrambi i livelli contemporaneamente.

Autoroute Altium su più layer contemporaneamente

Routing su più layer contemporaneamente, con conseguente distribuzione delle tracce in modo molto più uniforme. Il layer 1 (verde) dispone di 48 percorsi e il layer 4 (blu) ne ha 44.

Nel contesto del tempo di instradamento impiegato con questi due metodi, il routing di un layer alla volta ha richiesto 9 minuti 19 secondi, mentre il routing su più layer insieme ha richiesto 0 minuti e 59 secondi. Poiché le tracce del circuito stampato saranno distribuite in modo più uniforme durante l'instradamento su entrambi i livelli contemporaneamente, ci sarà più spazio per l'ottimizzazione della lunghezza della pista, se necessario. Se un algoritmo di routing fa fatica a ottenere un completamento, adatterà i costi per ogni tentativo aggiuntivo di successo. Il metodo di instradamento su più livelli elimina questa problematica, rendendolo incredibilmente veloce.

Il routing automatico interattivo offre un maggiore controllo

Come progettista di PCB, probabilmente hai già lavorato con l'autorouting PCB. Sai quanto è importante poter completare l'instradamento sulla tua scheda molto più velocemente di quanto faresti con l'instradamento manuale. Sai anche però che, in genere, un tipico router automatico per PCB produce risultati non ideali che richiedono aggiustamenti manuali. Potrebbero esserci piste instradate in modo non logico, schemi di bus non chiari e i risultati finali instradati potrebbero richiedere così tanti adattamenti che sarebbe stato meglio instradare manualmente tutto fin da subito.

È qui che l'instradamento automatico interattivo fornisce un maggiore controllo. È possibile implementare quasi tutte le strategie di routing che si desiderano, anziché vincolarle alle impostazioni del router automatico. Con lo strumento ActiveRoute di Altium, hai a disposizione un router avanzato guidato dall'utente che automatizza l'instradamento delle tracce tra i diversi punti della scheda. È sufficiente selezionare i punti per un gruppo di collegamenti sulla scheda, e la parte del router automatico riempie il resto con tracce ben definite che soddisfano le regole e i vincoli di progettazione del PCB.

Come funziona il routing automatico interattivo

Gli strumenti di routing automatizzati consentono di instradare le reti di segnali in modo estremamente rapido, garantendo al contempo che il dispositivo rispetti le regole di progettazione fondamentali. I tuoi strumenti di autorouting dovrebbero semplificare il lavoro con qualsiasi combinazione di funzionalità sul circuito stampato, incluso il routing tramite vias, su più schede e con collegamenti di coppie differenziali. I tuoi strumenti di routing automatizzati dovrebbero semplificare lo scambio dei pin e delle parti, preservando allo stesso tempo le coppie differenziali, l'impedenza controllata e la conformità alle regole di progettazione.

Grazie alla capacità di guidare il percorso di routing, ActiveRoute risolve uno dei principali problemi della maggior parte degli strumenti del router automatico PCB. ActiveRoute ti consente di guidare il percorso per le piste instradate tra diversi punti sul tuo circuito stampato, per un maggiore controllo sul layout. In questo modo è possibile organizzare l'instradamento dei bus e il routing diretto lontano dalle aree riservate ad altri scopi.

Screenshot di routing automatico interattivo in Altium Designer

Routing auto-interattivo in Altium Designer

Una volta terminato il routing, Altium Designer ha ancora molto altro da offrire. Gli strumenti CAD di alta qualità di Altium Designer ti offrono la possibilità di visualizzare la tua scheda in 3D e di importare dati meccanici in applicazioni MCAD popolari. È possibile verificare visivamente che la scheda e i componenti soddisfino i vincoli di spazio e che il circuito stampato si adatti all'involucro del sistema.

Caratteristiche avanzate dell'Autorouter PCB in Altium Designer

Se avvii il routing direttamente nell'editor PCB di Altium Designer, lo strumento di routing automatico PCB posiziona le piste utilizzando regole di progettazione predefinite, come le autorizzazioni di traccia/pad e le tolleranze di impedenza. Le interfacce ad alta velocità richiedono il rispetto di specifiche regole di tolleranza della lunghezza della traccia e i componenti ad alta densità di pin richiedono funzionalità di scambio dei pin potenti ma intuitive. Le coppie differenziali devono essere instradate in armonia quasi perfetta attraverso il layout PCB. Questi strumenti di progettazione dovrebbero funzionare insieme e sincronizzarsi con le regole di progettazione predefinite.

L'automazione del routing di ogni rete di segnali garantisce che il layout sia conforme alle regole di progettazione e fornisca una disposizione precisa delle tracce. Solo perché usi un software di layout con uno strumento di autorouting non significa che i risultati siano scolpiti nella pietra. Grazie a potenti strumenti di instradamento automatizzato puoi facilmente adattare il tuo layout se hai bisogno di scambiare parti, aggiungerne di nuove o riorganizzare elementi sul circuito stampato.

Screenshot di routing di coppie differenziali con regolazione della lunghezza in Altium Designer

Routing di coppia differenziale con regolazione della lunghezza in Altium Designer

Altium Designer offre una precisione di routing senza precedenti

I pacchetti di progettazione di fascia bassa possono creare problemi di routing comuni a causa di impostazioni di regole in conflitto. Un software di progettazione scadente non solo instrada le tracce e le coppie differenziali in modo errato, ma non ti offre nemmeno le funzionalità di routing a meno che non vengano acquistate come componenti aggiuntivi. Chi ha voglia di tracciare a mano ogni singola pista, controllare a occhio le tolleranze di lunghezza e inserire manualmente i meandri?

L'ambiente di progettazione unificato di Altium Designer fornisce un editor PCB con un potente strumento di router automatico PCB, il modulo ActiveRoute e una serie di altre funzionalità di progettazione. Avrai anche accesso a un editor dello schematico di alta qualità, a funzioni di simulazione integrate e a una serie di altre funzionalità sincronizzate. Questi strumenti comunicano tra di loro utilizzando un modello di progettazione unificato. Questo modello migliora il flusso di lavoro, individua rapidamente gli errori di progettazione e le violazioni delle regole e consente alle funzioni di accedere alle informazioni vicendevolmente.

Se lavorare con programmi software di progettazione PCB separati ostacola la tua strategia di routing, dovresti provare un ambiente di progettazione unificato. Altium Designer integra i tuoi strumenti di progettazione schematica, routing, simulazione e controllo delle regole in un'unica interfaccia. Puoi dormire sonni tranquilli sapendo che i tuoi strumenti di progettazione PCB si sincronizzeranno correttamente e che sarai in grado di preparare la documentazione finale per la produzione e l'assemblaggio. Nessun altro software nel confronto dei router automatici per PCB è in grado di semplificare questo processo come Altium Designer.

Non dovrai più tracciare tutte le piste a mano. Altium Designer e il pacchetto ActiveRoute semplificano la definizione delle reti di segnale e l'instradamento rapido delle tracce tra i componenti. Avrai accesso ai migliori strumenti di progettazione, routing, controllo delle regole e simulazione, il tutto in un unico ambiente di progettazione. Prova Altium Designer gratuitamente oggi stesso!

Sull'Autore

Sull'Autore

Zachariah Peterson ha una vasta esperienza tecnica nel mondo accademico e industriale. Prima di lavorare nel settore dei PCB, ha insegnato alla Portland State University. Ha condotto la sua Fisica M.S. ricerche sui sensori di gas chemisorptivi e il suo dottorato di ricerca in fisica applicata, ricerca sulla teoria e stabilità del laser casuale. Il suo background nella ricerca scientifica abbraccia temi quali laser a nanoparticelle, dispositivi semiconduttori elettronici e optoelettronici, sistemi ambientali e analisi finanziaria. Il suo lavoro è stato pubblicato in diverse riviste specializzate e atti di conferenze e ha scritto centinaia di blog tecnici sulla progettazione di PCB per numerose aziende. Zachariah lavora con altre società del settore PCB fornendo servizi di progettazione e ricerca. È membro della IEEE Photonics Society e dell'American Physical Society.

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