Кіріспе

Электрондық схеманы жобалау кезеңі

Орналасу және маршрутизация (сонымен қатар PnR немесе P&R деп те аталады) – баспалы схемалар, интегралдық схемалар және қайта бағдарламаланатын қақпалық тізбектерді (FPGA) жобалау кезеңі. Атынан көрініп тұрғандай, бұл кезең екі қадамнан тұрады: орналастыру және маршрутизация. Бірінші қадам – орналастыру – барлық электрондық компоненттерді, тізбектерді және логикалық элементтерді шектеулі кеңістікте қалай орналастыруға шешім қабылдауды қамтиды. Одан кейін маршрутизация жасалады, ол орналастырылған компоненттерді қосу үшін қажетті барлық сымдардың нақты дизайнын анықтайды. Бұл қадамда өндіріс процесінің ережелері мен шектеулерін сақтай отырып, барлық қажетті қосылымдар іске асырылуы керек. Орналасу және маршрутизация бірнеше жағдайда қолданылады:

Баспалы схема тақталарында, компоненттер тақтаға графикалық түрде орналастырылып, олардың арасына сымдар тартылады.
Интегралдық схемаларда, схеманың үлкен блогының немесе бүкіл схеманың орналасуы кішігірім блоктардың орналасуынан құрылады.
FPGA-да, логикалық элементтер FPGA торында орналастырылып, бір-бірімен байланысады.

Бұл процестер жоғары деңгейде ұқсас, бірақ нақты егжей-тегжейі өте әртүрлі. Қазіргі заманғы жобалардың үлкен көлемдеріне байланысты, бұл операция көбінесе электрондық жобалауды автоматтандыру (EDA) құралдарымен орындалады. Осының барлық жағдайларында, орналастыру және маршрутизация аяқталған кездегі соңғы нәтиже – «layout» (орналасу сызбасы), әрбір бөліктің орналасуы мен бұрылуының геометриялық сипаттамасы және оларды байланыстыратын әрбір сымның нақты жолы. Кейде кейбір мамандар бүкіл орналасу және маршрутизация процесін «layout» деп атайды.

Баспалы схема

Баспалы схемалық тақтаның дизайны схема жасалып, нетлист құрылғаннан кейін жүзеге асырылады. Құрылған нетлист макеттеу құралына оқылып, кітапханадан құрылғылардың элементтерімен байланыстырылады. Енді құрылғыларды орналастыру және қосылыстарды жүргізуге болады. Орналастыру және қосылыстарды жүргізу әдетте екі кезеңде жасалады. Бірінші кезекте компоненттер орналастырылады, содан кейін компоненттер арасындағы қосылыстар жүргізіледі. Қосылыстарды жүргізу кезеңінде компоненттердің орналасуы толыққанды емес, оларды жылжыту және бұру арқылы өзгертуге болады, әсіресе FPGA немесе микропроцессорлар сияқты күрделі компоненттер қолданылған жобаларда. Олардың көптеген сигналдары мен сигнал сапасының талаптары орналасуды оңтайландыруды қажет етуі мүмкін. Соңында жасалған жоба RS 274X Gerber форматында шығарылып, өндірушінің компьютерлік көмекпен өндіріс (CAM) жүйесіне жүктеледі. Дайын орналасудың толығымен бір графикалық файлда сақталатын интегралдық схема макетінен айырмашылығы, баспалы схемалық тақтаны өндіру үшін әртүрлі файлдар мен форматтар қажет. Өндіріс деректері Гербер файлдар жиынтығынан, тесік ашу файлынан және құрастыру процесінде құрылғыларды автоматты түрде орналастыру үшін жасалған құрылғылардың орналасуы мен туралануын қамтитын орналастыру және таңдау файлынан тұрады.

Тарих

Алғашқы интегралдық схемалар мен басылған платалардың (ПБ) соңғы орналасу схемасы Rubylith-тен алынған пленкада мөлдір таспа түрінде сақталды. Электрондық жобалауды автоматтандыру (ЭЖА) бірте-бірте орналастыру және маршрутизация жұмыстарының басым бөлігін автоматтандырды. Алғашқыда, ол көптеген шағын түзетулерді жасау процесін жеделдетіп қана қоймай, сонымен қатар таспаны кесіп, жабыстыруға жұмсалатын уақытты азайтты. Кейіннен жобалау ережелерін тексеру ең көп кездесетін қателерді анықтау процесін жылдамдатты. Содан кейін автоматты маршрутизаторлар маршрутизация процесін жеделдетті. Кейбір мамандар автоматты орналастыру және автоматты маршрутизация құралдарының одан әрі жетілдірілуінің нәтижесінде адамның тікелей араласуынсыз сапалы орналасу схемаларын жасау мүмкін болады деп үміттенеді. Автоматтандырудың одан әрі дамуы кремний компиляторының идеясына алып келді.