PCB草圖布線器：在更短時間內實現優質布線

與手動布線相比，自動布線的主要優勢在于速度。但是，純自動布線也有問題。時間證明，對于成功布線環境而言，用戶控制、質量和性能都是必需的。大多數自動布線器都非常快速，但若質量不好，結果就需要進行大量編輯。

當質量較差時，清理布線結果的時間有時會比一開始就進行手動布線所需的時間更長。Mentor Graphics 的草圖布線器可為設計人員帶來通常只能在自動布線時才有的性能，同時，還能實現用戶控制和布線質量。

相比手動布線，草圖布線器憑借什么實現高性能呢?有兩個主要因素，即出線優化和多條飛線布線。

出線優化

有了 BGA 和大型連接器后，其中會出現數百有時甚至數千條飛線。若 BGA 是 ASIC 或者若是沒有布線管腳優化的 FPGA，由于彼此間交叉的飛線數量龐大，會成為非常復雜的布線問題;您可以在圖 1 中看到其繁亂程度。這樣的設計如果采用手動布線，如何讓這些飛線的布線不會相互阻礙是最難的。

圖 1：混亂飛線 = 高難度布線挑戰

手動布線時，從一個 BGA 開始，布線可以按照非常有序的方式扇出出線至元器件邊緣，逐個添加或使用 MultiPlow 批量添加。一開始就采用優化出線布線，則不難填滿每層的所有通道。問題出現在到達目標元器件時。用非優化飛線布線至 BGA 會出現重大問題。現在，布線井然有序，但飛線的交叉只能說是一團糟。

初始飛線可以很輕松地布線到 BGA，但隨著布線越來越多，則需要曲徑才能完成。曲徑走線很快就會阻擋其它布線，并且沒有更多的通道用于新的走線。根據筆者的經驗，估計這些布線中約 30% 需要重新布線，并在初始位置以不同的方向開始，以找到通往目標管腳或過孔的開放通道。

對失敗布線路徑重新布線是使布線變慢的最主要原因。即使在開始時從不同的方向重新布線，也不一定確保可以完成布線。這是件困難的事情，并且有時令人沮喪。通常，需要更多的過孔來完成布線。當然，若允許并應用管腳交換或自動管腳優化，布線挑戰就沒那么讓人望而生畏。然而，并非始終允許這種讓布線更直接的準備工作。

草圖布線器如何處理出線優化，創造非凡的呢?在考慮要布線的飛線時，草圖布線器將同時從 BGA 或連接器(或該用途的任何其它元器件)飛線的兩端出線，并排列這些飛線使其無需額外過孔即完成布線。這種方法能使性能有巨大提升。請注意圖 2 的示例。布線看起來干凈，但需要進行的沒有過孔的布線的走線順序并不簡單。

圖 2：混亂飛線的草圖布線器出線優化

多條飛線布線

草圖布線器能實現高性能的另一方面在于，它能同時考慮從一條到數百條飛線的布線。筆者最近完成的一個示例是，在兩個 BGA 之間布線 765 條飛線。筆者用了 6 層，并使用了不同的草圖路徑，在 18 分鐘內完成了 650 條布線。每次使用草圖布線器時，它會嘗試對所有選擇的飛線進行布線，并且若失敗，它們會保持選中，可以使用草圖布線器在下一層上對其進行布線，甚至可在需要時重新使用之前的草圖路徑。請記住，這種布線的實現未用到除現有扇出過孔外的任何額外的過孔。圖 3 是這種布線在某一層上的示例。

僅使用扇出過孔在 6 個層上布線 650 條飛線，要花費您多長時間?

圖 3：草圖布線器，一層——6.5 分鐘 151 條飛線

大型數字設計中，草圖布線器比手動布線快超過 20 倍，這樣的例子不勝枚舉。但是，并非所有的設計都是這種類型。我們征求了測試版客戶在對其設計使用草圖布線技術后的預期。這里有一些反饋：

我們的問題如下：“您估計整體布線任務快了多少?”

“根據設計而定，如果 BGA 和大型網絡組多，可提速 50%-60%。”

“我個人認為可提速 35%-40%。”

“我關注的是布線 DDR3，以前這需要 2.5 至 3 天的時間進行布線。現在只需大約 4 個小時即可完成!”

結論

這篇文章不僅向您介紹草圖布線器的功能，還介紹了它如何處理布線的三個重要方面：控制、質量和性能。

Xpedition Layout 中的草圖布線環境在用戶控制、質量和性能方面表現卓越，是其在 PCB 布線上取得重大突破的核心要素。