ActiveRoute

电路板设计最耗时的阶段之一是网络布线。尽管规则系统可以用于设计约束，诸如宽度、过孔尺寸、间距等，但设计人员仍要布设电路板完全布线所需的成千上万条导线。

自动布线器可以缓解这个麻烦，但这通常并不够，因为：

• 它们无法正确考虑无数细微的设计限制，而设计人员却能在布线时本能地应用。
• 完全配置耗时过长，交互式电路板布线通常效率更高。
• 线路清理过程费时且困难，交互式电路板布线通常效率更高。

PCB布线的必杀技是，在设计人员的控制下，快速生成满足设计规则的高品质结果。这也是ActiveRoute希望实现的挑战。

什么是ActiveRoute？

ActiveRoute是一种交互式自动布线技术，它提供高效的多网络布线算法，应用于设计师选择的特定网络或飞线。ActiveRoute也帮助设计师交互式定义布线路径或布线导向，从而为布线定义走向。

相较于结合使用常规交互式布线和自动布线，ActiveRoute的优点包括：

1. 自动优化管脚/过孔阵列的逸出式布线 - 人工布线时最耗时的操作
2. 高性能 - 信号网络布线 < 1秒/1个网络。
3. 按照优先级，遵从网络和网络类的宽度、间距、板层、拓扑和Room设计规则。
4. 在多个电路板层同时布线，并跨越这些板层分布线路。
5. 设计人员可使用直观的布线导向来引导布线路径。
6. 使用河流式布线法实现较高的完成率，无需过孔。
7. 能穿过多边形铺铜平面进行布线，并对其重新铺铜（如果启用了重新铺铜选项）。
8. 支持单端和差分对网络。
9. 使用强大的修线工具整理线路，进一步减少转角数量，改善布线总体外观。

设置ActiveRoute

1. 创建网络类。ActiveRoute要求选定网络，当有大量网络需要ActiveRoute布线时，网络类可极大地帮助选择过程。
2. 暂时搁置现有的多边形铺铜。
3. 配置设计规则和网络拓扑：
   • 间距 - ActiveRoute遵循适用的间距设计规则，并按优先级应用。
   • 布线宽度 - 采用适用宽度规则的首选设置。就交互式布线而言，要改变一个区域的布线宽度，诸如穿过BGA封装进行布线，可以定义一个Room，在其中应用更窄的宽度设计规则。如果无法按照首选宽度进行人工布线，则ActiveRoute也无法实现。
   • 差分对 - ActiveRoute可进行差分对布线。确保差分对定义正确（在PCB面板的Differential Pairs Editor模式中检查），并确认差分对布线规则是否正确配置（使用首选值）。
   • 焊盘入口 - ActiveRoute采用符合宽度和间距规则的最直路径进出焊盘，不形成锐角。目前它并不遵循SMT to Corner或SMT Pad Entry设计规则。它包含针对差分对焊盘的特殊算法，在保持布线整洁的同时，专注于差分对耦合。
   • 网络拓扑 - ActiveRoute遵循飞线样式。如有一组网络需要特定拓扑，如DDR3/4 fly-by，则可使用xSignals定义起止顺序。xSignal向导（Design » xSignals » Run xSignals Wizard）可为设计创建xSignals，包括DDR3/4和USB 3.0 类型信号。
4. 设计扇出。ActiveRoute不放置过孔，因此，为BGA、连接器和使用SMT管脚的分立元件进行扇出至关重要（外层布线管脚除外）。
5. 电源和接地布线。ActiveRoute用于信号网络，并忽略为电源层分配的网络，以及包含超过20个管脚的网络（这些网络被假定为电源网络）。如希望在以前完成的设计中使用ActiveRoute，则要删除信号走线，但要保留电源和地走线以及扇出。
6. 在PCB ActiveRoute面板上启用需要使用的布线板层。

限制

ActiveRoute为交互式布线提供了新方法，并仍在积极开发中。目前，尚不支持以下功能：

• 圆弧 - ActiveRoute不支持圆弧走线。
• 微型过孔 - ActiveRoute需要扇出过孔来连接内层飞线。此时，要在BGA中使用微型过孔，在使用ActiveRoute布线前，您需要手动扇出微型过孔到信号层。
• 长度匹配 - 目前ActiveRoute不自动调整线路长度，该功能将在以后的更新中考虑。长度调整可在ActiveRoute之后进行。

执行ActiveRoute

使用Alt+单击和拖动，以及Shift+Alt+单击和拖动快捷方式，快速选择需要的飞线。

1. 选择要布线的飞线。
2. 在PCB ActiveRoute面板上，选择想要在其中走线的电路板层。这是ActiveRoute可用的电路板层，ActiveRoute将决定每层布线的网络。
3. 如果需要，使用布线导向功能来定义走线路径。ActiveRoute将把布线导向视为围栏路径，任何不适合该导向的飞线均不会布线。
4. 通过以下方式运行ActiveRoute：
   • 选择Route » ActiveRoute命令。
   • 单击ActiveRoute工具栏按钮。
   • 在PCB ActiveRoute面板上，单击ActiveRoute按钮。
   • 使用Shift+A快捷键。

这些步骤的详细说明见下文。

PCB ActiveRoute面板

在PCB ActiveRoute面板上，可以选择期望布线的电路板层、创建布线导向和启动ActiveRoute。

选择将要执行ActiveRoute的飞线

ActiveRoute在选定飞线上运行。飞线可直接选择，或通过布线对象选择，诸如管脚、导线、过孔或元器件。

大多数网络都是双管脚网络，在此情况下，选择飞线等同于选择网络。如果网络有两个以上管脚，则会有多条飞线。您可以针对一条、部分或全部的飞线进行布线。

飞线选择方法

1. 按住Alt键，区域选择（拖拽一个矩形）可仅选择飞线。
   • Alt+Area Select（从左到右），选择完全包含在矩形内的飞线。
   • Alt+Area Select（从右到左），选择所有触及到矩形的飞线。
   • 在按键操作中同时按下Shift，可以在现有选择中添加新的选择项。
2. Alt+Click directly on a connection to select it. Alt+Shift+单击，添加至现有选择项中。
   • Alt+Shift+click to add to the current selection. 
3. 对于选中的飞线，按下Tab键将选择范围从该飞线扩展至对应网络的所有飞线（适用于一个网络，或在多个网络中选择的多条飞线）。
4. ActiveRoute只对选中的飞线进行布线。如果一个网络有多条飞线，则使用之前所述的选择方法，选择网络中的所有飞线。

配置布线层

1. 可在PCB ActiveRoute面板上选择用于走线的电路板层。ActiveRoute将在启用的板层中对选中的飞线进行布线，并在这些板层中分配飞线。
2. 如未选择任何电路板层，则在当前活动板层布线，也就是PCB编辑器主窗口底部选中的选项卡。

使用布线导向

要设置走线的导向路径，您可以定义布线导向（Route Guide）。您可以将布线导向想象成一根管道，而走线必须包含在其内部。布线导向能够引导走线位置，并指示导线如何在导向区域内填充。

放置布线导向

要放置布线导向：

1. 选择需要沿导向路径布线的飞线。
2. 单击PCB ActiveRoute面板上的Route Guide按钮。
3. 光标将保持抓取所有选中的飞线，表明该组飞线必须遵循布线导向。移动光标至合适的起始位置，也就是您希望定义的导向路径的任一端。
4. 单击来定义布线导向的起始位置，为飞线留下足够的空间，以便进入布线导向的弯曲端。
5. 布线导向就像是一条非常宽的走线，移动光标至布线导向的第一个转角位置，之后单击来定义转角。
6. 继续此路径定义过程，在接近飞线终点的地方停止。
7. 按向上箭头加宽布线导向，按向下箭头收窄布线导向。
8. 按Backspace键，去除最后一个布线导向转角。
9. 单击右键，退出布线导向放置模式。

一个简单的动画显示了布线导向如何放置，以及放置时如何交互改变宽度。

布线导向宽度

默认宽度为所选飞线的适用宽度+间距设计规则之和，除以电路板层数，再乘以1.3。

• 布线导向宽度= ((W+C)/层数)*1.3)
• 布线导向以默认值的1.3倍扩展，确保走线合适，并使走线绕过路径中的障碍物，诸如过孔。宽度是走线的硬性边界，如果导向不合适，则不予放置。
• 在布线导向放置过程中，可通过键盘上的向上/向下箭头增加/减少宽度。最小尺寸为1.0的倍数，最大尺寸为2.0的倍数。

编辑布线导向

布线导向是放置在机械层上的一组走线。

• 导线默认锁定。解锁之后，可使用标准走线拖动方法重设布线导向。
• 若要移除布线导向，单击选择任何一段，然后按下删除键。

备注

1. 状态栏会显示ActiveRoute进度。
2. 信息面板中会报告完成率。
3. 如果使用布线导向，并发现完成率较低，可能是路径沿线的障碍物过多，布线导向需要加宽。
4. ActiveRoute完成时，会自动进行修线（Route » Gloss Selected）。修线命令可用于平滑走线，并改善焊盘入口的走线，而不仅仅是执行ActiveRoute。尤其需要注意的是，要确保差分对的高品质焊盘入口。另外还要注意，在使用布线导向后，不再进行修线，因为修线操作会试图减少线路总长，导致路径不符合布线导向定义的路径。
5. ActiveRoute不使用圆弧或任意角度走线。
6. 如果ActiveRoute不运行，这通常是因为规则未正确配置。检查规则是否合适，例如，在新PCB文档中的默认规则对于高密度BGA设计而言间距过大。
7. ActiveRoute遵从为电路板层、Room以及类配置的宽度、间距、差分对间距设计规则。