Enrutamiento (automatización de diseño electrónico)
En el diseño electrónico , el enrutamiento de cables , comúnmente llamado simplemente enrutamiento , es un paso en el diseño de placas de circuito impreso (PCB) y circuitos integrados (IC). Se basa en un paso anterior, llamado ubicación , que determina la ubicación de cada elemento activo de un IC o componente en una PCB. Después de la colocación, el paso de enrutamiento agrega los cables necesarios para conectar correctamente los componentes colocados mientras se obedecen todas las reglas de diseño para el IC. En conjunto, los pasos de ubicación y enrutamiento del diseño de IC se conocen como lugar y ruta .
La tarea de todos los enrutadores es la misma. Se les dan algunos polígonos preexistentes que consisten en pines (también llamados terminales) en las celdas y, opcionalmente, algún cableado preexistente llamado rutas previas. Cada uno de estos polígonos está asociado con una red , generalmente por nombre o número. La tarea principal del enrutador es crear geometrías de modo que todos los terminales asignados a la misma red estén conectados, no se conecten terminales asignados a diferentes redes y se obedezcan todas las reglas de diseño. Un enrutador puede fallar al no conectar los terminales que deberían estar conectados (uno abierto), al conectar por error dos terminales que no deberían estar conectados (un cortocircuito) o al crear una violación de las reglas de diseño. Además, para conectar correctamente las redes, también se puede esperar que los enrutadores se aseguren de que el diseño cumple con el tiempo, no tieneproblemas de diafonía , cumple con los requisitos de densidad del metal, no sufre efectos de antena , etc. Esta larga lista de objetivos a menudo contradictorios es lo que hace que el enrutamiento sea extremadamente difícil.
Se sabe que casi todos los problemas asociados con el enrutamiento son intratables . El problema de enrutamiento más simple, llamado problema del árbol de Steiner , de encontrar la ruta más corta para una red en una capa sin obstáculos y sin reglas de diseño es NP-hard si se permiten todos los ángulos y NP-complete si solo se permiten alambres horizontales y verticales . También se ha demostrado que las variantes del enrutamiento de canal son NP-completo, así como el enrutamiento que reduce la diafonía , el número de vías , etc. Por lo tanto, los enrutadores rara vez intentan encontrar un resultado óptimo. En cambio, casi todo el enrutamiento se basa en heurísticas que intentan encontrar una solución que sea lo suficientemente buena.
Las reglas de diseño a veces varían considerablemente de una capa a otra. Por ejemplo, el ancho y el espaciamiento permitidos en las capas inferiores pueden ser cuatro o más veces más pequeños que los anchos y espaciamientos permitidos en las capas superiores. Esto introduce muchas complicaciones adicionales que no enfrentan los enrutadores para otras aplicaciones, como la placa de circuito impreso o el diseño de módulos de varios chips . Surgen dificultades particulares si las reglas no son simples múltiplos entre sí, y cuando las vías deben atravesar capas con reglas diferentes.
Los primeros tipos de enrutadores EDA eran "enrutadores manuales": el redactor hacía clic con el mouse en el extremo de cada segmento de línea de cada red. El software de diseño de PCB moderno generalmente proporciona "enrutadores interactivos": el redactor selecciona una almohadilla y hace clic en algunos lugares para darle a la herramienta EDA una idea de dónde ir, y la herramienta EDA intenta colocar los cables lo más cerca posible de esa ruta sin violar comprobación de reglas de diseño(República Democrática del Congo). Algunos enrutadores interactivos más avanzados tienen funciones de "empujar y empujar" (también conocido como "empujar a un lado" o "automotor") en un enrutador interactivo; la herramienta EDA empuja otras redes fuera del camino, si es posible, para colocar un nuevo cable donde el redactor lo quiera y aún así evitar violar la DRC. El software de diseño de PCB moderno también suele proporcionar "enrutadores automáticos" que enrutan todas las conexiones sin enrutar restantes sin intervención humana.
