第 17 章 自动布线#

设置导线类型和布线顺序策略可确保批量自动布线时获得最佳结果。

创建布线前分析报告#

布线前分析报告提供可能阻碍自动布线的设计属性信息，例如格栅设置、禁用布线状态的网络或具有推挤保护状态的管脚对。

🏃‍♂️‍步骤

1. 点击🖱️ 自动布线 > 预布线分析 菜单项。

2. 布线前分析完成后，查看发送到输出窗口 状态 标签页的任何错误或警告。

自动布线策略 ಠ_ಠ#

自动布线策略是一组定义电路板应如何自动布线的选项。策略包含多个导线。您可以使用策略对整个设计进行自动布线，也可以选择组件并使用导线类型逐个布线。

自动布线策略定义了自动布线期间要执行的顺序操作，包括：

• 自动布线器应运行的导线

• 自动布线期间运行的导线类型

• 导线保护

• 每条导线结束时暂停

• 自动布线强度

• 自动布线组件、网络、网络类、差分对和匹配长度组的顺序

您无法保存自动布线策略。为要自动布线的每个文件设置策略。

自动布线导线类型 ಠ_ಠ#

自动布线策略包含多种导线类型。每种导线完成特定任务；它也可能执行多个子导线。

• 布线前导线 仅在必要时使用这些导线，因为它们可能阻碍布线完成。默认策略从 Route 导线开始并跳过这些布线前导线。

  • 扇出导线 仅适用于复杂或密集的组件，如 BGA。如果对整个设计使用扇出导线，生成的扇出会占用电路板上过多空间。结果导致布线更加困难，放置更多过孔，需要更多时间布线，完成率下降。

  • 模式导线 仅适用于连接极其规则的电路板。您也可以使用此导线创建设计的多个版本进行比较。

• 布线后导线 居中、优化、斜切、测试点和调谐是布线后导线。策略标签页中的强度设置显著影响这些导线。更多信息，请参阅"自动布线策略"。

居中导线#

居中导线自动将导线等距放置在相邻组件管脚或过孔的焊盘之间，以均匀分配通道中的可用空间。居中不会违反设计规则。

SailWind Router 在居中过程中保持差分对。差分对的肩部区域（起始和结束区域）像普通导线段一样居中。控制间隙部分的线段作为一个宽导线居中。围绕障碍物分割的差分对不居中。

如果从管脚或过孔投射的路径重叠，则通道符合居中条件。

图 56. 符合居中条件的通道

要限制居中的通道数量，请设置最大通道宽度。任何大于此宽度的通道都不符合居中条件。在选项对话框的布线标签页中设置最大通道宽度。

居中导线有以下限制：

• 居中导线仅居中与通道方向平行的导线。

• 软件通过"拉伸"垂直于通道的线段来实现导线居中。如果没有可用的垂直导线或没有足够的空间拉伸，则不进行导线居中。

• 居中导线不会添加拐角来实现居中。

• 居中导线只能调整通过通道的导线。它不能调整附近的导线以适应居中。

• 居中导线不调整任何角度导线段。

• 居中导线不保持长度规则或蛇形线。居中导线将作为常规导线段调整蛇形线部分的导线段；它不保留蛇形线。但是，如果导致新错误，则不执行居中。

更多信息，请参阅"选项对话框，布线类别，常规子类别"中的居中值和"自动布线策略"。

扇出导线#

通过执行扇出导线，您可以缩短整体自动布线时间并提高完成率，因为此导线在过程早期创建对管脚的访问。

此导线为不可访问的 SMD 组件管脚放置过孔，并从过孔布线到管脚。此导线定位设计中的所有 SMD 管脚，并从每个管脚布设一条短导线，以过孔终止。在"属性对话框，扇出标签页"设置扇出导线的选项。

扇出导线包括两个过程：预放置扇出和自由扇出。

预放置扇出

此过程尝试放置遵守当前最小间距规则和您设置的过孔间距的过孔。如果过孔放置违反规则，SailWind Router 不放置过孔，也不为该管脚创建扇出。成功放置过孔后，SailWind Router 布设扇出。

您可以指定过孔是放置在固定格栅上还是间隔以适应一条或两条导线在它们之间运行。使用属性对话框扇出标签页中的过孔间距选项设置间距。

您还可以指定是否共享管脚和过孔以完成扇出。您可以通过将它们互连到单个公共过孔来扇出多个管脚。通过扇出标签页（属性对话框）中的共享选项设置此共享功能。

您还可以自定义过孔的扇出模式以帮助避免障碍物或不可用的电路板区域。在扇出标签页的对齐列表和方向列表中设置模式。

图 57. 自定义扇出模式

自由扇出

自由扇出过程通过搜索路径、使用推挤和推挤功能以及使用"撕开"和"重试"功能为扇出腾出空间来完成预布线扇出过程失败的扇出，如下图所示。自由扇出过程忽略模式设置以完成扇出。

图 58. 自由扇出过程

斜切导线#

斜切导线将指定角度的所有布线拐角转换为对角拐角。您可以在选项对话框的布线标签页中设置斜切选项。根据布线标签页中的设置，您可以将任何角度的拐角转换为斜切。

SailWind Router 仅在空间允许时向导线拐角添加斜切。如果斜切创建间距或第一拐角规则违规，软件跳过该拐角且不添加斜切。

如果选择使用圆弧作为斜切，软件使用以下计算创建斜切：<导线宽度> / 2 X 比率

小段和间距违规提供了使用圆弧作为斜切的两个原因。

如果导线有小段，并且无法创建足够大的斜切，SailWind Router 为三个段创建一个圆弧：

如果由于间距违规无法创建所需大小的圆弧，软件不执行任何推挤和犁耕或导线调整。它创建一个较小的圆弧：

斜切和长度调谐

调谐操作假定在添加蛇形线之前导线已平滑。如果在斜切导线之前执行调谐，斜切的添加会改变导线长度，可能创建长度违规。SailWind Router 尝试在修改导线的第一个平行段或属于同一网络的其他导线上添加/移除长度差异（如果需要）。

对于差分对，斜切可能导致导线上的不同违规。在这种情况下，SailWind Router 尝试调整两条导线共有的控制间隙部分的长度，以及每条导线单独的肩部。

优化导线#

优化导线分析每条导线，并尝试通过移除额外段、减少过孔使用和缩短导线长度来提高布线模式的质量。优化导线包括以下过程：过孔最小化、抛光和平滑。

过孔最小化

过孔最小化过程通过撕开现有导线并找到使用较少过孔的新路径来减少设计中的过孔使用，如下图所示。

表 62. 过孔最小化过程

抛光

抛光过程减少导线的曼哈顿比率，如下图所示。

表 63. 抛光过程

平滑

平滑移除导线中不必要的拐角和段，同时保持相同路径。平滑还可以减少长度，这不仅为电路板上的额外导线腾出空间，还有助于满足和维护焊盘入口和第一拐角规则。

平滑过程执行以下操作：

• 减少曼哈顿比率。

• 改善焊盘入口和导线连接。

• 优化导线模式而不改变其拓扑结构。

• 消除推挤过程可能留下的同网络导线交叉。

• 通过将导线直接连接到管脚来消除同网络导线到拐角的违规。

• 消除同网络导线到导线的违规。

表 64. 平滑过程

更多信息，请参阅"交互式布线设置"和"导线平滑"。

模式导线#

模式导线搜索可以使用典型 C布线模式、Z 布线模式和存储器模式完成的未布线连接组。然后模式导线对它们进行布线。

在模式导线期间，边界框包围要模式布线的未布线组。如果有足够的空间创建导线并遵守间距规则，SailWind Router 创建模式。如果边界框内出现障碍物或模式违反规则，则模式失败。

图 60. 模式导线期间的边界框

对于 C模式，形成 C模式的管脚必须沿 X轴或 Y轴对齐，否则模式失败。

图 61. 模式导线期间的 C模式

布线导线#

布线导线是核心导线，执行大部分自动布线。在此导线期间，SailWind Router 尝试依次布线每个未布线，直到尝试所有连接。布线导线包含许多过程——串行、撕开重试、推挤和交叉触摸。

下表显示布线导线过程。

过程	操作
串行	通过找到未布线端点之间障碍物周围的最短路径将未布线转换为导线。路径中不能存在障碍物。如果未找到路径，SailWind Router 跳过未布线。
撕开重试	通过撕开现有导线并找到新路径为其他导线创建空间来提高完成率。如果 SailWind Router 无法找到新路径，则取消过程并将导线恢复到原始状态。
推挤	推开导线为新导线创建空间。软件与撕开重试过程一起执行此过程。
交叉触摸	消除由其他自动布线操作创建或修改现有导线或模式时创建的交叉触摸违规。例如，推挤过程可能迫使导线"跳过"管脚，为退出管脚的导线创建交叉违规。此过程连续尝试重新布线导线以消除违规。
	如果软件无法解决违规，则取消操作并将导线恢复到原始状态。

表 65. 布线导线过程

调谐导线#

调谐导线调整长度控制导线的长度。此导线仅检查完全布线的网络、电气网络、管脚对或差分对的导线长度，并在启用长度规则和长度控制时分析当前长度。

调谐导线根据以下条件进行调整：

• 如果相邻导线段的累积长度在最小和最大导线长度范围内，调谐导线跳过该导线且不调整它。

• 如果导线长于最大导线长度，调谐导线撕开它并将其放入布线队列。

• 如果导线长度小于最小导线长度，调谐导线通过添加蛇形模式来改变长度。

• 如果差分对中只有一个成员满足匹配长度组规则，则认为该对不匹配，调谐导线调整不符合的对成员。

• 如果差分对成员之间的长度差大于 300 mils，调谐导线跳过该对，保持其先前状态（未布线或未调谐）。

最大层级

长度调整分阶段创建。第一阶段是常规水平或垂直蛇形线。如果这仍然不够长度，蛇形线方向旋转 90 度并创建额外的蛇形线。SailWind Router 将继续以 90 度添加蛇形线，直到满足长度调整或达到最大层级。

常规蛇形线	添加 90 度蛇形线	最大层级为 3 的蛇形线

默认情况下，在 PADS Router 9.0 之前创建的设计中，最大层级值设置为 8。

设置自动布线策略 ಠ_ಠ#

SailWind Router 在设置自动布线策略方面提供极大灵活性。您可以从一系列特定的布线导线类型中选择以完成所需的自动布线任务。您还可以系统地设置布线策略以指定 SailWind Router 布线特定设计对象的顺序。

例如，您可以设置策略执行以下操作：

• 扇出特定的高管脚数组件并保护布线

• 扇出其余组件

• 布线关键信号如时钟

• 布线电源网络

• 布线与特定组件关联的所有网络

• 在特定层上布线数据总线以控制返回路径

• 在特定层上布线地址总线以控制网络分布

• 在特定层上布线差分对网络以控制阻抗

• 在特定层上布线其余杂项网络

您可以完全控制布线顺序、布线导线强度以及在过程中任何点启动、停止、暂停和检查布线结果的能力。

指定要执行的布线阶段#

使用Routing类别 > Strategy子类别来指定要运行的阶段、使用的布线强度、是否保护生成的导线，以及是否在阶段完成后暂停。

🏃‍♂️‍步骤

1. 点击🖱️工具 > 选项菜单项；然后在 选项 对话框中，点击🖱️Routing类别 > Strategy子类别。

2. 在 Pass 列中，选择要运行的每个阶段类型。您可以运行任意组合的阶段。

3. 如果希望 SailWind Router 在执行选定阶段后保护任何生成的导线，请选中✅"Protect"复选框（位于"Pass definition"区域表格的 Protect 列中）。例如，如果希望 SailWind Router 保护在 Center 阶段生成的导线更改，请为 Center 阶段类型选中✅ Protect 复选框。（这会保护在相应阶段类型中完成的导线并固定过孔。）

4. 在 Pause 列中，如果希望 SailWind Router 在完成相应阶段后暂停布线，请选中✅该阶段的复选框。

5. 在 Intensity 列中，选择适当的强度。

   Intensity决定了布线器在一个阶段可以投入的精力与时间。您不能为 Center 阶段设置强度。

6. 设置布线顺序在。

7. 点击🖱️确定。

8. 定义策略后，点击🖱️ 自动布线 工具栏上的开始自动布线按钮来自动布线设计。

👀‍结果

如果 Options 对话框处于打开状态，每个完成的阶段都会在 Done 列中显示一个勾选✅标记。这些勾选✅标记会保留在Routing类别 > Strategy子类别中，直到您修改自动布线策略或重新启动自动布线。这是一个只读列；您不能手动将阶段标记为完成。

该策略默认保存在*\SailWind Projects*文件夹中。

设置布线顺序#

使用 Routing order 列表来指定为选定阶段自动布线组件、网络、网络类、差分对和匹配长度组的顺序。

🙊限制

Routing order 定义窗格中的某些对象类型对布线顺序操作无效。Selected按钮仅在对象视图窗格、设计本身或 Routing order 定义窗格中选择了组件、网络、网络类、差分对和匹配长度组时可用。

🏃‍♂️‍步骤

1. 点击🖱️工具 > 选项菜单项；然后在 Options 对话框中，点击🖱️Routing类别 > Strategy子类别。

2. 在 Pass Type 列（位于"Pass definition"表格中），点击🖱️要设置布线顺序的阶段类型。默认布线顺序显示在表格下方的 Routing Order 框中。

3. 要向布线顺序添加项目，请执行以下任一操作：

   • 要添加与平面层关联的所有网络，点击🖱️Plane Nets。

   • 要添加所有网络，点击🖱️All Nets。

   • 要添加单个网络，在左侧窗格（Routing order definition）中选择要添加的组件或网络，然后点击🖱️Selected。

   • 要从 Routing Order 列表中移除所有项目，点击🖱️Clear。

您还可以使用以下方法将连接到组件的网络添加到布线顺序中：

• Project Explorer 的Object View 选项卡 您可以从Object View选项卡添加网络，方法与使用 Routing order definition 列表添加网络完全相同。

• 工作区 确保在 Selection Filter 工具栏上使网络可供选择。

4. 使用 Routing Order 窗格按钮删除和移动项目。

5. 点击🖱️OK。

👀‍结果

布线策略保存在*\SailWind Projects*文件夹中。当您自动布线设计时，将使用这些设置。如果对话框处于打开状态，每个阶段完成后会在 Done 列中显示一个勾选✅标记。

自动布线设计#

Autoroute 命令启动自动布线器，并开始执行您在 Options 对话框 > Routing类别 > Strategy子类别中指定的布线算法和阶段。

🙊限制

• 您不能自动布线没有板边框或板边框不是闭合形状的设计。尝试这样做会导致"无法布线具有开放板边框的设计"错误消息。使用 SailWind Layout 创建板边框。

• 如果您选择在设置策略在之前自动布线设计，则会显示一条消息提示您设置策略。

• 当您自动布线选定的对象时，布线顺序中的 All Nets 设置（在 Options 对话框 > Routing类别 > Strategy子类别中设置）将被忽略。

🏃‍♂️‍步骤

在 自动化布线 工具栏上，点击🖱️ 开始自动布线 按钮。

当您开始自动布线或在选择上运行阶段类型时，程序会执行预布线分析，并将任何错误或警告报告到输出窗口的控制台选项卡。

如果您想纠正任何报告的问题，必须先停止自动布线。

暂停自动布线#

使用 Pause 在阶段之间暂停自动布线，以检查统计信息和完成率，然后再继续或取消自动布线。Pause 功能在当前子阶段结束时停止布线。SailWind Router 存储阶段和阶段内的点，以便您可以从暂停的点恢复自动布线。

🏃‍♂️‍步骤

1. 在标准工具栏上，点击🖱️Routing toolbar按钮。

2. 点击🖱️Pause按钮。

恢复自动布线#

使用 Resume 在暂停后开始自动布线。布线从您暂停的子阶段开始。使用 Stop 结束自动布线。

🏃‍♂️‍步骤

1. 在标准工具栏上，点击🖱️Routing按钮。

2. 点击🖱️Resume按钮。

停止自动布线#

使用Stop随时结束自动布线。Stop按钮在当前连接结束时停止布线。然后 SailWind Router 清除 Options 对话框 > Routing类别 > Strategy子类别中的所有 Done 复选框。

当您选择Stop时，无法恢复自动布线。您只能从策略的开始处启动自动布线。

🏃‍♂️‍步骤

1. 在标准工具栏上，点击🖱️Routing按钮。

2. 点击🖱️Stop按钮。

布线进度指示器#

状态栏包含一个布线进度指示器，带有显示布线器执行的每个阶段和子阶段完成率的 ToolTip。这有助于您评估策略和您为布线选择的设置的有效性。

报告布线结果#

当您通过运行阶段类型或启动自动布线命令来自动布线设计时，SailWind Router 报告两种类型的消息：预布线分析消息和布线状态消息。这些消息出现在布线报告中，该报告列出了预布线消息、设计名称、阶段数量、执行的阶段类型以及每个阶段的其他统计信息。

布线报告 RoutingReport.txt 位于 \SailWind Projects 文件夹中。

此文件的链接会自动创建在输出窗口的 Status 选项卡中。您可以通过点击🖱️ Status 选项卡上的链接来打开和查看该文件。

在自动布线期间分配测试点#

您可以在自动布线期间创建可访问的网络。此过程使测试点能够在自动布线"Route"阶段放置。当添加导线时，自动布线器还尝试为每个网络添加测试点，使用沿网络的过孔或组件管脚。当有人将 PCB 插入自动测试设备(ATE)时，过孔或管脚充当网络的测试点。在自动布线期间添加测试点会牺牲完成率以获得可访问性。

🏃‍♂️‍步骤

1. 点击🖱️工具 > 选项菜单项；然后在 选项 对话框中，点击🖱️ 测试点 类别。

2. 选中✅自动布线时创建测试点复选框。根据需要设置其他可测试性选项。

3. 点击🖱️OK。

4. 点击🖱️自动布线 > 开始按钮。当您自动布线设计时，SailWind Router 会使用测试点设置。

自动布线消息 ಠ_ಠ#

当您自动布线设计（通过使用自动布线命令或运行阶段类型）时，SailWind Router 报告两种类型的消息：预布线分析和布线状态。

当自动布线完成，或当您停止自动布线时，SailWind Router 会创建一个详细说明自动布线结果的布线报告。更多信息，请参见布线报告。

预布线分析#

当您开始自动布线时，SailWind Router 会分析设计中可能影响或取消布线的问题条件。相关消息出现在输出窗口的控制台选项卡中。这些消息仅在布线整个设计时出现在布线报告中。要纠正任何报告的问题，必须先停止布线。

选择依赖性

如下表所示，预布线分析的类型取决于当前选择。

选择	分析范围	分析内容
无	整个设计	全部
网络	网络	热状态
		潜在的平面网络
		无布线设置
		过孔设置
		过孔到平面
管脚对	管脚对	热状态
		无布线设置
取消布线	取消布线与相邻管脚和过孔	热状态
		所属网络无布线设置
组件	连接到组件管脚的管脚对	热状态
		无布线设置
管脚	连接到管脚的管脚对	热状态
		无布线设置

表 66. 选择依赖性

布线状态#

当您开始自动布线时，当前布线状态会出现。这些消息出现在状态栏和输出窗口的控制台选项卡中。布线状态消息出现在会话日志中，标题为"Batch Router Statistics"。布线状态消息随着布线器的每个阶段和子阶段更新。

Center 阶段消息

以下是 center 阶段消息，其部分在以下表中解释。

Centering gate 264/1738 (HorDir, layer6)

消息部分	描述
gate	当前正在处理的 gate
Dir	当前 gate 的方向(Hor, Vert, 或 135)
layer	当前 gate 的层

表 67. Center 阶段消息的部分

Fanout 阶段消息

以下是 fanout 阶段消息，其部分在以下表中解释。

表 68. Fanout 阶段消息的部分

消息部分	描述
Pins	已扇出的管脚数量，后跟为扇出选择的总管脚数量，以及括号中的扇出完成百分比。
Duration	布线器在此阶段花费的时间量，后跟括号中布线花费的总时间。

Patterns 阶段消息

以下是 patterns 阶段消息，其部分在以下表中解释。

消息部分	描述
Routed	在此阶段布线的连接数量，后跟设计中已布线和未布线连接的总数，以及括号中的模式完成百分比。
Vias	在此阶段添加的过孔数量。
Duration	布线器在此阶段花费的时间量，后跟括号中布线花费的总时间。

Route 阶段消息

以下是 route 阶段消息，其部分在以下表中解释。

消息部分	描述
Routed	在此阶段布线的连接数量，后跟设计中已布线连接的总数，以及括号中的布线连接完成百分比。
Vias	在此阶段添加的过孔总数。
Duration	布线器在此阶段花费的时间量，后跟括号中布线花费的总时间。

Optimize 阶段消息

以下是 optimize 阶段消息，其部分在以下表中解释。

消息部分	描述
Optimized	优化完成百分比。
Vias	设计中的过孔总数，后跟括号中通过优化减少的过孔数量。
Trace Length	在此阶段布线的导线总长度，后跟括号中通过优化减少的导线总长度。
Duration	布线器在此阶段花费的时间量，后跟括号中布线花费的总时间。

表 71. Optimize 阶段消息的部分(续)

Miters 阶段消息

以下是 miters 阶段消息，其部分在以下表中解释。

消息部分	描述
Trace	已处理的导线总数，后跟为斜切选择的导线总数。
Miters	在此阶段添加的斜切总数。
Duration	布线器在此阶段花费的时间量，后跟括号中布线花费的总时间。

表 72. Miters 阶段消息的部分

Test Point 阶段消息

以下是 test point 阶段消息，其部分在以下表中解释。

消息部分	描述
Accessible Nets	在此阶段变得可访问的网络数量，后跟设计中具有测试点要求的网络总数，以及括号中的测试点完成百分比。
Duration	布线器在此阶段花费的时间量，后跟括号中布线花费的总时间。

表 73. Points 阶段消息的部分

Tune 阶段消息

以下是 tune 阶段消息，其部分在以下表中解释。

消息部分	描述
Nets tuned	在此阶段调谐的网络数量，后跟具有长度限制的网络总数。
Pinpairs tuned	在此阶段调谐的管脚对数量，后跟具有长度限制的管脚对总数。
Duration	布线器布线花费的总时间，后跟括号中布线器在此阶段花费的时间量。

表 74. Tune 阶段消息的部分

布线完成#

SailWind 布线器在所有导线完成后会在状态栏显示消息。

所有导线完成后状态栏会显示以下消息：

下表解释了消息的各个部分：

消息部分	描述
未布线	设计中未布线的总数。
已布线	已布线的连接总数，后跟设计中已布线和未布线的连接总数，括号内为布线完成百分比。
过孔	设计中的过孔总数。
耗时	布线器在该导线上花费的时间，后跟括号内布线总耗时。

表 75. 布线完成消息的组成部分

布线进度指示工具提示#

状态栏还提供一个进度指示工具提示，显示自动布线器执行的每个导线和子导线的完成率。在自动布线期间将鼠标悬停在状态栏上可查看进度指示工具提示。此工具提示有助于评估策略和布线设置的有效性。

以下是悬停在状态栏上时出现的工具提示消息示例。工具提示消息可能包含表 76中显示的组成部分。

子导线 1/12 尝试 15/100 完成 10 (U1.1-过孔)

消息部分	描述
子导线	当前导线中的子导线编号，后跟当前导线中的子导线总数。
尝试	当前子导线中尝试的连接数，后跟为当前子导线选择的连接数。
完成	当前子导线中成功的尝试数，后跟括号内当前连接。

表 76. 工具提示消息的组成部分

布线报告#

自动布线完成或停止自动布线时会自动生成布线报告。它列出了正在布线的设计名称、导线次数、执行的导线类型以及每个导线的其他统计信息。布线报告RoutingReport.txt位于 \SailWind Projects 目录中。此文件的链接会自动出现在输出窗口的状态选项卡中。点击🖱️链接选项卡可打开并查看该文件。

如需更详细信息，请参阅布线报告。