最初，自動路由的想法聽起來不錯。一臺能為您完美布線的機(jī)器？那不是太神奇了嗎？不幸的是，早期的自動布線器遠(yuǎn)非完美。

我們發(fā)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）出現(xiàn)之前，設(shè)計(jì)印刷電路板（PCB）是一項(xiàng)艱巨的工作，這將我們引向了自動布線器。

自動布線器是PCB世界中一個神秘而又神秘的野獸。實(shí)際上，自動路由引擎確實(shí)不是神話中的野獸，它們也不是那么神秘。它們是真實(shí)的，并且-信不信由你-有些人實(shí)際使用它們，但是為什么要這樣做？事實(shí)是，如果您是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的電子設(shè)計(jì)師，那么您就會知道自動布線器通常無法滿足要求。它們的設(shè)置很耗時，通常效果不理想，然后您可以花很多時間清理所有內(nèi)容。

最初，自動路由的想法聽起來不錯。一臺能為您完美布線的機(jī)器？那不是太神奇了！正是這種想法開始了最早的自動路由器的開發(fā)。最初的自動布線器遠(yuǎn)非完美。老實(shí)說，它們遠(yuǎn)沒有什么好處。1980年代的早期自動布線器對電路板的布局空間管理不善，表現(xiàn)出層偏斜，并增加了過多的過孔。

如果有一種方法可以表征自動路由開發(fā)的早期時代，那就是“由硬件限制引起的困擾”。自動布線器算法根本無法減小網(wǎng)格大小以獲得更好的布線質(zhì)量，而不必訴諸專用CPU和額外的內(nèi)存來支持所有必需的數(shù)據(jù)。在沒有基于硬件的解決方案的情況下，EDA供應(yīng)商開始探索其他途徑，包括基于形狀的自動路由。這些新的基于形狀的自動布線器通過以下方式幫助滿足了電路板制造和信號完整性要求：

l在組件之間創(chuàng)建有效的互連。

l通過在自動布線過程中添加更少的過孔來降低PCB成本。

l增加間距，同時在PCB上使用更少的層。

即使有了這些進(jìn)步，自動路由技術(shù)在客觀上仍然保持中等水平。盡管EDA供應(yīng)商設(shè)法克服了硬件限制，但PCB設(shè)計(jì)人員仍然猶豫采用自動布線技術(shù)。

與任何技術(shù)一樣，進(jìn)步仍在繼續(xù)。在1990年代，引入了新功能，包括優(yōu)化角度，推動和推動布線模式，減少通孔的使用，甚至上光以去除多余的線段。這些改進(jìn)聽起來不錯，但對PCB設(shè)計(jì)社區(qū)影響不大。設(shè)計(jì)人員仍然必須花時間在開始之前設(shè)置自動布線器，然后在之后修復(fù)自動布線不良的路徑，并且生產(chǎn)的某些電路板的布線不完善且優(yōu)化不良。盡管在1990年代取得了進(jìn)步-當(dāng)涉及到實(shí)際設(shè)計(jì)時-手動布線仍然是最主要的。

世紀(jì)之交帶來了許多新的組件和電路板技術(shù)，從而改變了手動布線PCB的方式。在大多數(shù)設(shè)計(jì)中，現(xiàn)在必須減少通孔以保存信號完整性，信號開始需要延遲或時間管理，差分對成為高速應(yīng)用的規(guī)范，而BGA成為許多大引腳數(shù)器件的封裝首選。這種設(shè)計(jì)意識的轉(zhuǎn)變催生了泛舟時代。

河道法非常有效。它顯著減少了板上的過孔數(shù)量，均勻利用了各層，并且沒有布線層偏置。盡管取得了這些進(jìn)步，但是該方法的采用卻處于歷史最低水平，但是為什么呢？這次不是技術(shù)。相反，這是PCB設(shè)計(jì)師的思維定勢。由于PCB設(shè)計(jì)人員在放置組件時會不斷在腦海中布線，因此這直接影響到零件的放置方式和位置，進(jìn)而影響布線的實(shí)施。對于許多工程師而言，嘗試使用河流路由方法中斷此工作流的中途是不可行的。

作為河道的替代方案，出現(xiàn)了新的路線規(guī)劃趨勢。這種新方法為設(shè)計(jì)人員提供了用于配置自動路由設(shè)置的完整工具集，其中包括層堆棧定義，設(shè)計(jì)規(guī)則約束，信號屏蔽等。不幸的是，盡管迫切需要所有這些設(shè)置來證明PCB設(shè)計(jì)人員使用自動布線是合理的，但配置所有屬性所花費(fèi)的時間卻比手工執(zhí)行布線過程要長。

最終結(jié)果是，盡管自1980年代，1990年代和2000年代以來，自動路由技術(shù)取得了所有進(jìn)步，但直到最近，該領(lǐng)域確實(shí)沒有太多進(jìn)展。如今，我們似乎已經(jīng)退后一步，有了所謂的“輔助路由”。但這真的倒退了一步嗎？我不這么認(rèn)為。

通常，PCB工程師采用自頂向下的方法，通常在10,000英尺處可視化電路板布局，以識別邏輯組件的放置和互連點(diǎn)，然后進(jìn)行組件的放置和手拉手布線。對于密集的電路板布局，工程師通常在紙上繪制總線系統(tǒng)和子系統(tǒng)的草圖，然后將其用作手工布線過程的指南。另一方面，自動布線器從下至上一次解決了同一布線挑戰(zhàn)，一次互連。

像Altium和Mentor Graphics這樣的公司在開發(fā)輔助布線技術(shù)時會牢記正確的想法。借助這些技術(shù)，人們能夠（但不是必需）像在一張紙上那樣迅速繪制出所需的路線，然后讓他們的ECAD工具完成其余的工作。這些工具甚至可以處理長度調(diào)整和差分對，如下面的兩個屏幕截圖所示。

選定的差分對進(jìn)行布線

路由和調(diào)諧差分對

使用輔助布線方法而不是完全自動化的方法，設(shè)計(jì)人員可以以類似于計(jì)算機(jī)的速度來實(shí)現(xiàn)類似于人的結(jié)果。目前，似乎完全不值得嘗試以自動化的方式進(jìn)行工作。一個人需要花費(fèi)數(shù)小時來設(shè)置程序，這對于硬件設(shè)計(jì)者來說已經(jīng)是一個很大的麻煩。最重要的是，您對走線的路徑?jīng)]有任何發(fā)言權(quán)，從而導(dǎo)致走線和通孔雜亂無章。當(dāng)前，至少在技術(shù)趕上并為我們完全布線之前，基于使用輔助路由器的中間立場提供了最佳解決方案。