Lugar y ruta - Place and route
El lugar y la ruta es una etapa en el diseño de placas de circuito impreso , circuitos integrados y arreglos de puertas programables en campo . Como lo implica el nombre, se compone de dos pasos, ubicación y enrutamiento . El primer paso, la ubicación, implica decidir dónde colocar todos los componentes electrónicos , circuitos y elementos lógicos en una cantidad de espacio generalmente limitada. A esto le sigue el enrutamiento, que decide el diseño exacto de todos los cables necesarios para conectar los componentes colocados. Este paso debe implementar todas las conexiones deseadas siguiendo las reglas y limitaciones del proceso de fabricación.
El lugar y la ruta se utilizan en varios contextos:
- Placas de circuito impreso , durante las cuales los componentes se colocan gráficamente en la placa y los cables se dibujan entre ellos.
- Circuitos integrados , durante los cuales se crea un diseño de un bloque más grande del circuito o de todo el circuito a partir de diseños de subbloques más pequeños.
- FPGA , durante las cuales los elementos lógicos se colocan e interconectan en la red de la FPGA
Estos procesos son similares a un alto nivel, pero los detalles reales son muy diferentes. Con los grandes tamaños de los diseños modernos, esta operación generalmente se realiza mediante herramientas de automatización de diseño electrónico (EDA).
En todos estos contextos, el resultado final al finalizar la colocación y el enrutamiento es el "diseño", una descripción geométrica de la ubicación y rotación de cada parte, y la ruta exacta de cada cable que las conecta.
De vez en cuando, algunas personas llaman "diseño" a todo el proceso de ubicación y ruta.
Placa de circuito impreso
El diseño de una placa de circuito impreso viene después de la creación de un esquema y la generación de una lista de conexiones . Luego, la lista de conexiones generada se lee en una herramienta de diseño y se asocia con huellas de piezas de una biblioteca. Ahora puede comenzar la colocación y el enrutamiento.
La colocación y el enrutamiento se realizan generalmente en dos pasos. La colocación de los componentes es lo primero y luego el enrutamiento de las conexiones entre los componentes. La ubicación de los componentes no es absoluta durante la fase de enrutamiento, ya que aún se puede cambiar moviendo y rotando, especialmente con diseños que utilizan componentes más complejos como FPGA o microprocesadores. Su gran número de señales y sus necesidades de integridad de la señal pueden requerir la optimización de la ubicación.
El diseño resultante se envía luego en formato RS-274X Gerber para cargar en el sistema CAM del fabricante.
Arreglos de compuertas lógicas programables en sitio
El proceso de colocación y enrutamiento de una FPGA generalmente no lo realiza una persona, sino que utiliza una herramienta proporcionada por el proveedor de FPGA u otro fabricante de software. La necesidad de herramientas de software se debe a la complejidad de los circuitos dentro de la FPGA y la función que el diseñador desea realizar. Los diseños de FPGA se describen mediante diagramas lógicos que contienen lógica digital y lenguajes de descripción de hardware como VHDL y Verilog . Estos luego se someterán a un procedimiento automatizado de ubicación y ruta para generar un pinout, que se utilizará para interactuar con las partes fuera de la FPGA.
Circuitos integrados
La etapa de colocación y ruta de IC generalmente comienza con uno o más esquemas, archivos HDL o núcleos IP preenrutados , o alguna combinación de los tres. Produce un diseño de IC que se convierte automáticamente en un trabajo de máscara en el formato estándar GDS II o OASIS .
Historia
El diseño final de los primeros circuitos integrados y PCB se almacenó como una cinta de Rubylith en una película transparente .
Gradualmente, la automatización del diseño electrónico automatizó cada vez más el trabajo de ubicación y ruta. Al principio, simplemente aceleró el proceso de hacer muchas ediciones pequeñas sin perder mucho tiempo despegando y pegando la cinta. La verificación posterior de las reglas de diseño aceleró el proceso de verificación de los tipos de errores más comunes. Los enrutadores automáticos posteriores aceleran el proceso de enrutamiento.
Algunas personas esperan que las mejoras adicionales en los autoplacers y autorouters eventualmente produzcan buenos diseños sin ninguna intervención manual humana. Una mayor automatización lleva a la idea de un compilador de silicio .