Введение
Стадия проектирования электронных схем
Place and route (also called PnR or P&R) is a stage in the design of printed circuit boards, integrated circuits, and field programmable gate arrays. As implied by the name, it is composed of two steps, placement and routing. The first step, placement, involves deciding where to place all electronic components, circuitry, and logic elements in a generally limited amount of space. This is followed by routing, which decides the exact design of all the wires needed to connect the placed components. This step must implement all the desired connections while following the rules and limitations of the manufacturing process. Place and route is used in several contexts:
Printed circuit boards, during which components are graphically placed on the board and the wires drawn between them
Integrated circuits, during which a layout of a larger block of the circuit or the whole circuit is created from layouts of smaller sub blocks
FPGAs, during which logic elements are placed and interconnected on the grid of the FPGA
These processes are similar at a high level, but the actual details are very different. With the large sizes of modern designs, this operation is usually performed by electronic design automation (EDA) tools. In all these contexts, the final result when placing and routing is finished is the "layout", a geometric description of the location and rotation of each part, and the exact path of each wire connecting them. Occasionally some people call the entire place and route process "layout".
Размещение и трассировка (также называемые PnR или P&R) — это этап проектирования печатных плат, интегральных схем и программируемых логических матриц (ПЛМ). Как следует из названия, он состоит из двух шагов: размещения и трассировки. Первый шаг, размещение, заключается в определении местоположения всех электронных компонентов, схем и логических элементов в, как правило, ограниченном пространстве. За этим следует трассировка, которая определяет точный вид всех проводников, необходимых для соединения размещенных компонентов. Этот шаг должен обеспечить все необходимые соединения с соблюдением правил и ограничений технологического процесса. Размещение и трассировка используется в нескольких областях: при проектировании печатных плат, когда компоненты графически размещаются на плате и проводники проводятся между ними; при проектировании интегральных схем, когда макет большего блока схемы или всей схемы создается на основе макетов меньших подблоков; при проектировании ПЛМ, когда логические элементы размещаются и соединяются между собой на решетке ПЛМ. Эти процессы схожи на высоком уровне, но фактические детали существенно различаются. В связи с большими размерами современных проектов эта операция обычно выполняется с помощью средств автоматизированного проектирования электронных устройств (EDA). Во всех этих случаях конечным результатом размещения и трассировки является "layout" – геометрическое описание местоположения и ориентации каждой части, а также точный путь каждого проводника, соединяющего их. Иногда весь процесс размещения и трассировки называют "layout".
Place and route (also called PnR or P&R) is a stage in the design of printed circuit boards, integrated circuits, and field programmable gate arrays. As implied by the name, it is composed of two steps, placement and routing. The first step, placement, involves deciding where to place all electronic components, circuitry, and logic elements in a generally limited amount of space. This is followed by routing, which decides the exact design of all the wires needed to connect the placed components. This step must implement all the desired connections while following the rules and limitations of the manufacturing process. Place and route is used in several contexts:
Printed circuit boards, during which components are graphically placed on the board and the wires drawn between them
Integrated circuits, during which a layout of a larger block of the circuit or the whole circuit is created from layouts of smaller sub blocks
FPGAs, during which logic elements are placed and interconnected on the grid of the FPGA
These processes are similar at a high level, but the actual details are very different. With the large sizes of modern designs, this operation is usually performed by electronic design automation (EDA) tools. In all these contexts, the final result when placing and routing is finished is the "layout", a geometric description of the location and rotation of each part, and the exact path of each wire connecting them. Occasionally some people call the entire place and route process "layout".
Печатные платы
Конструирование печатной платы следует за созданием принципиальной схемы и генерацией сетевого списка. Сгенерированный сетевой список затем загружается в программу трассировки и связывается с выводами компонентов из библиотеки. После этого можно приступать к размещению и трассировке компонентов. Размещение и трассировка обычно выполняются в два этапа: сначала размещаются компоненты, а затем прокладываются соединения между ними. Размещение компонентов не является окончательным в процессе трассировки, поскольку оно может быть изменено путем перемещения и поворота, особенно в проектах, использующих сложные компоненты, такие как ПЛИС или микропроцессоры. Большое количество сигналов и требования к их целостности могут потребовать оптимизации размещения. Полученный проект затем экспортируется в формат RS 274X Gerber для загрузки в систему автоматизированного проектирования и производства (CAM) на предприятии-изготовителе. В отличие от разводки интегральных схем, где вся готовая схема хранится в одном графическом файле, для производства печатных плат требуются различные файлы и форматы. Производственные данные состоят из набора файлов Gerber, файла отверстий и файла спецификации размещения компонентов, содержащего информацию об их местоположении и ориентации, необходимую для автоматической установки компонентов в процессе сборки.
История
Окончательная компоновка ранних интегральных схем и печатных плат хранилась в виде ленты из рубилита на прозрачной пленке. Постепенно автоматизация электронного проектирования автоматизировала все больше и больше операций размещения и трассировки. Сначала она лишь ускоряла процесс внесения множества небольших правок, избавляя от необходимости тратить много времени на отклеивание и наклеивание ленты. Затем проверка правил проектирования ускорила процесс выявления наиболее распространенных ошибок. Позже автоматические трассировщики ускорили процесс трассировки. Некоторые люди надеются, что дальнейшее совершенствование автоматических разместителей и трассировщиков в конечном итоге позволит создавать качественные макеты без какого-либо ручного вмешательства. Дальнейшая автоматизация привела к идее кремниевого компилятора.