Automatiser le routage ou non: Historique des échecs de l’automatisation de la conception

^{Routage automatique basé sur la forme}

Les années 2000 apportent-elles un nouvel espoir ?

Le nouveau millénaire arrive et apporte avec lui une pléthore de nouveaux composants et de nouvelles technologies de cartes qui provoquent un changement dans la façon dont les PCB sont routés manuellement. Dans la plupart des conceptions, il faut maintenant réduire les vias pour conserver l'intégrité du signal, les signaux commencent à nécessiter une gestion du temps et du retard, les paires différentielles commencent à devenir la norme pour les applications à grande vitesse, et le BGA constitue la préférence de beaucoup pour les paquets avec un grand nombre de broches. Ce changement dans la prise de conscience de la conception a donné naissance à l'ère du River-Routing.

La méthode River-Routing s'est révélée étonnamment efficace et a permis de réduire considérablement le nombre de vias sur une carte, d'utiliser les couches de manière uniforme et de ne pas avoir de biais de couche de routage. Malgré ces progrès, l'adoption n'a jamais été aussi faible, alors pourquoi ? Cette fois, ce n'était pas à cause de la technologie, mais de l'état d'esprit du concepteur de PCB. Parce que les concepteurs de PCB routent constamment la carte dans leur esprit lorsqu'ils placent des composants, cela a une influence directe sur la façon dont ils les placent et l'endroit où ils les placent, ce qui affecte la mise en œuvre du routage. Essayer d'interrompre ce flux de travail en cours de route à l'aide d'une méthodologie de River-Routing s'est révélé une tâche impossible pour de nombreux ingénieurs.

Comme alternative au River-Routing, une nouvelle tendance en matière de planification des routages s'est dessinée. Cette méthode a donné aux concepteurs un ensemble complet d'outils pour configurer les paramètres de routage automatique, y compris les définitions de pile de couches, les contraintes des règles de conception, le blindage du signal et plus encore. Et même si tous ces réglages étaient cruellement nécessaires pour justifier l'utilisation du routage automatique par un concepteur de PCB, le temps passé à configurer les attributs prenait quand même plus de temps qu'un processus de routage manuel.

Différentes méthodologies pour les mêmes objectifs

Malgré tous les progrès de la technologie du routage automatique au cours des trois dernières décennies, cette technologie reste encore mal utilisée par la plupart des ingénieurs. Est-ce vraiment la technologie elle-même qui est en cause, ou peut-être s'agit-il d'un problème d’écart entre les attentes des concepteurs de PCB et les routeurs automatiques ?

Généralement, les ingénieurs PCB prennent en charge le placement et le routage des composants main dans la main, en visualisant souvent les tracés des cartes avec de la hauteur pour identifier l'emplacement logique des composants et les points d'interconnexion. D'un autre côté, les routeurs automatiques s'attaquent à ce même défi de routage depuis la base, une interconnexion à la fois.

Pour des tracés de cartes plus denses, les ingénieurs esquissent généralement le système de bus et le sous-système sur papier, ils les utilisent ensuite comme guide pour leur processus de routage manuel. Et pendant qu'un ingénieur place des composants, ils considère souvent en même temps plusieurs autres variables, y compris les dates de livraison, la complexité de la conception, les coûts des produits, et plus encore.

Il y a bien sûr le redouté Ordre de modification technique (OMT), qui peut déclencher une réaction en chaîne cauchemardesque, en particulier lorsqu'il affecte une zone de conception complexe, comme un BGA. Lorsqu'il s'agit de ce genre de tâches, les routeurs automatiques ne peuvent être un outil efficace que s'ils permettent d'optimiser la fuite de traces ou les débordements sans ajouter de nouveaux vias. Et bien qu'un bon concepteur puisse alléger ce processus en optimisant l'affectation des broches, le défi reste le même, avec ou sans routage automatique. 

Ce dont l'industrie des EDA a vraiment besoin

Trois décennies plus tard, nous attendons toujours un routeur interactif qui n'a besoin que d'un seul clic pour traduire instantanément une topologie de routage souhaitée. Qu'est-ce que la technologie de routage automatique du futur doit inclure pour être prise au sérieux ?

• Agilité. Cette technologie doit être suffisamment flexible pour donner aux concepteurs de PCB un contrôle total sur la direction, l'emplacement et la sélection du routage, indépendamment de la complexité de la conception.

• Efficacité. Cette technologie doit être beaucoup plus efficace que le routage manuel d'une carte pour justifier le temps d'utilisation.

• Facilité. Cette technologie doit être facile à configurer, permettant aux concepteurs de PCB d'éditer les chemins selon les besoins.

• Qualité. Cette technologie doit préserver la qualité de l'intégrité du signal tout en assurant le routage et la distribution sur plusieurs couches sans biais de couche.

• Fiabilité. Cette technologie doit constamment produire des résultats fiables pour une fabrication correcte du premier coup.

• Intégration. Cette technologie doit être intégrée à nos solutions de conception existantes et liée à nos contraintes de conception.

• Abordable. Cette technologie doit être abordable et accessible à tous les concepteurs de PCB si l'on veut qu'elle soit un jour largement utilisée.

^Avant

^{Après (Activement rapide)}   

Les concepteurs de PCB du monde entier attendent de considérer le routage avec sérieux, mais les trois dernières décennies ne nous ont pas inspiré une grande confiance dans cette technologie. L'avenir donnera-t-il les mêmes résultats ? Nous avons quelque chose à vous montrer....découvrez ce qui se prépare dans Altium Designer^®.