Topologický autorouter TopoR

Mezi tvůrce moderního EDA software pronikají také ruští a ukrajinští vývojáři. Nutno přiznat, že mají k vývoji návrhového software naprosto odlišný přístup ve srovnání s ostatními renomovanými firmami z oblasti tohoto průmyslu a stojí za to seznámit se s jejich produkty. Patří mezi ně i velmi zajímavý autorouter zvaný TopoR, pracující na naprosto odlišném modelu propojovacího prostoru než tradiční automatizované nástroje. Inovace autorouteru TopoR spatřila světlo návrhového světa v říjnu 2012 a přinesla řadu vylepšení oproti jeho předchozím verzím. Tento článek bude věnován popisu jeho vlastností a srovnání s ostatními produkty této kategorie.

Obr. 1

TopoR (Topological Router) – je unikátní, velmi výkonný topologický autorouter. Jeho výkon je dán kombinací těchto rysů:

•  Rychlý routing s vytvořením kvalitního spojového obrazce, který ve většině případů předčí výsledky časově náročného manuálního routování (tvrzení autorů).
•  Obsahuje sadu nástrojů umožňujících až 10násobné zkrácení vývoje (tvrzení autorů).
•  Unikátní algoritmus umožňující alternativní přístup pro řešení složitých problémů (mohu potvrdit).

Obr. 2

Pomocí autorouteru TopoR je možné výrazně snížit počet návrhových cyklů u routingu, zvýšit jejich technologickou efektivitu, spolehlivost, kvalitu a snížit výrobní náklady. Ve srovnání s ostatními CAD systémy práce TopoRu výrazně snižuje celkovou délku tras vodičů a totéž se týká i snížení počtu via otvorů. Znamená to především úsporu prostoru na desce potřebného pro položení plošných spojů. Snížení počtu průchodů, snížení počtu vrstev a velikosti desky – to jsou klíčové faktory pro úsporu výrobních nákladů při návrhu DPS a samozřejmě zvýšení spolehlivosti obvodu. Efektivní využití propojovací plochy a absence preferovaných směrů při routingu (není omezen na 90 ° nebo 45 °) znamenají daleko lepší výsledky v redukci elektromagnetických přeslechů v porovnání s výsledky návrhů u jiných systémů CAD.

Mezi novinky ve verzi 5.3.2 patří zejména:

•  Přidání informace o počtu SMD a padů do okna se statistikou údajů.
•  Import obrysu desky složený z přímek a oblouků z externích dat.
•  Opravení chyb indikujících porušení DRC u různých objektů na desce.

TopoR poskytuje 100% výsledky routingu téměř okamžitě, během několika sekund. Všechny spoje jsou vedeny bez porušení technologických omezení. Po autoroutingu následuje multikriteriální optimalizace, v jejímž průběhu se propočítávají různé varianty pro vedení a tvar spojů. Během procesu optimalizace je optimalizována celková délka tras spojů, stejně jako počet průchodů a míst s velkou hustotou vodivých cest.

Proces routování může být kdykoliv zastaven a návrhář může okamžitě definovat nové možnosti pro routování spojů v rámci stanoveného počtu vrstev a návrhových pravidel. TopoR je schopen provádět paralelní výpočty, urychlující několikanásobně čas výpočtu. Jsou to např. paralelní optimalizace několik alternativních variant topologie, které se liší v optimalizovaných parametrech. Tato funkce umožňuje organizaci distribuovaného položení spojů, což není nic jiného než simultánní optimalizace topologie pomocí několika procesorových jader a/nebo několika počítačů v jedné lokální síti. To umožňuje výrazně snížit strojový čas zejména při routování komplexních vícevrstvých desek.Inovativní topologie routeru výrazně zvyšuje produktivitu práce návrháře, TopoR podporuje dva typy manuální topologie routování DPS – grafickou a topologickou. Topologický router automaticky vypočítává optimální tvar a polohu tras v oblasti definované topologie. To umožňuje inženýrům soustředit se na topologické aspekty návrhu, aniž by věnovali pozornost geometrii spojů a kontrole technologických omezení. Připomeňme rozdíl mezi topologickým a „geometrickým“ routerem. Topologický router má za úkol vyhledat cestu pro vedení tras spojů, nepracuje ale s rozměry tras a jejich mezerami nebo jinými geometrickými údaji, jako je např. velikost via otvorů atd. Jeho úkolem je řešení vzájemné polohy vodivých elementů (překřížení vzdušných vodičů, zjištění průchodnosti mezi piny součástek, zjišťování planarity spojů, …). Trasám a via otvorům nalezeným topologickým routerem se pak přiřadí jejich geometrie a zkoumá se dodržení návrhových pravidel. Pokud je zjištěn jakýkoliv incident, topologický router trasu poopraví a následuje opětná kontrola DRC.

Obr. 3

Pokud si člověk představí složitost algoritmických řešení a množství práce strávené nad vzniklými rutinami, musí před prací vývojářů jen smeknout.

Závěrem ocitujme jednu z firem, která popisovaný software používá k návrhům svých DPS.

„Jedna z našich desek byla navrhována kvalifikovaným technikem po dobu 2 týdnů. Pro ověření výkonnosti autorouteru TopoR a CAD systému jsme oslovili odborníky firmy Eremex, kterým se podařilo tento stejný návrh realizovat během jedné hodiny. Většina práce byla provedena pomocí automatického routování s menšími manuálními opravami. Nicméně kvalita routování byla lepší než kvalita naší varianty.“

Myslím, že toto hodnocení nepotřebuje dalšího komentáře.

Více informací o autorouteru TopoR je na stránkách výrobce: www.eremex.com