Ort und Route - Place and route

Ort und Route sind eine Etappe beim Entwurf von Leiterplatten , integrierten Schaltkreisen und vor Ort programmierbaren Gate-Arrays . Wie der Name andeutet, besteht er aus zwei Schritten: Platzierung und Routing . Der erste Schritt, die Platzierung, beinhaltet die Entscheidung, wo alle elektronischen Komponenten , Schaltungen und Logikelemente auf einem allgemein begrenzten Platz platziert werden sollen. Darauf folgt eine Verlegung, die das genaue Design aller Drähte festlegt, die zum Verbinden der platzierten Komponenten erforderlich sind. Dieser Schritt muss alle gewünschten Verbindungen implementieren und dabei die Regeln und Einschränkungen des Herstellungsprozesses befolgen.

Ort und Route werden in verschiedenen Zusammenhängen verwendet:

Diese Prozesse sind auf hoher Ebene ähnlich, aber die tatsächlichen Details sind sehr unterschiedlich. Bei den großen Größen moderner Designs wird dieser Vorgang normalerweise von EDA-Tools ( Electronic Design Automation ) ausgeführt.

In all diesen Kontexten ist das Endergebnis, wenn das Platzieren und Verlegen abgeschlossen ist, das "Layout", eine geometrische Beschreibung der Position und Drehung jedes Teils und der genaue Pfad jedes Drahtes, der sie verbindet.

Gelegentlich nennen manche Leute den gesamten Ort-und-Route-Prozess "Layout".

Leiterplatte

Der Entwurf einer Leiterplatte erfolgt nach der Erstellung eines Schaltplans und der Erstellung einer Netzliste . Die generierte Netzliste wird dann in ein Layout-Tool eingelesen und Teil-Footprints aus einer Bibliothek zugeordnet. Platzierung und Routing können jetzt beginnen.

Das Platzieren und Weiterleiten erfolgt in der Regel in zwei Schritten. Platzieren kommt zuerst die Komponenten, dann Routing der Verbindungen zwischen den Komponenten. Die Platzierung von Komponenten ist während der Routing-Phase nicht absolut, da sie durch Verschieben und Drehen noch geändert werden kann, insbesondere bei Konstruktionen mit komplexeren Komponenten wie FPGAs oder Mikroprozessoren. Ihre große Anzahl von Signalen und ihre Anforderungen an die Signalintegrität erfordern möglicherweise eine Optimierung der Platzierung.

Das resultierende Design wird dann im Gerber-Format RS-274X ausgegeben , um es in das CAM-System des Herstellers zu laden.

Feldprogrammierbares Gate-Array

Das Platzieren und Weiterleiten eines FPGA wird im Allgemeinen nicht von einer Person durchgeführt, sondern verwendet ein vom FPGA-Anbieter oder einem anderen Softwarehersteller bereitgestelltes Tool. Der Bedarf an Softwaretools beruht auf der Komplexität der Schaltkreise innerhalb des FPGA und der Funktion, die der Designer ausführen möchte. FPGA-Designs werden mithilfe von Logikdiagrammen beschrieben, die digitale Logik und Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL und Verilog enthalten . Diese werden dann einer automatisierten Ort-und-Route-Prozedur unterzogen, um eine Pinbelegung zu generieren, die zur Schnittstelle mit den Teilen außerhalb des FPGA verwendet wird.

Integrierte Schaltkreise

Die IC-Place-and-Route-Phase beginnt normalerweise mit einem oder mehreren Schaltplänen, HDL-Dateien oder vorgerouteten IP-Kernen oder einer Kombination aus allen drei. Es wird ein IC-Layout erstellt, das automatisch in eine Maskenarbeit im Standard- GDS II- oder OASIS- Format konvertiert wird.

Geschichte

Das endgültige Layout früher ICs und PCBs wurde als Klebeband von Rubylith auf einer transparenten Folie gespeichert .

Allmählich automatisierte die elektronische Designautomatisierung immer mehr die Ort- und Routenarbeit. Zuerst beschleunigte es lediglich den Prozess, viele kleine Änderungen vorzunehmen, ohne viel Zeit damit zu verbringen, das Band abzuziehen und festzukleben. Die spätere Überprüfung der Entwurfsregeln beschleunigte die Überprüfung auf die häufigsten Arten von Fehlern. Spätere automatische Router beschleunigen den Routing-Prozess.

Einige Leute hoffen, dass weitere Verbesserungen bei Autoplacern und Autoroutern letztendlich zu guten Layouts führen werden, ohne dass ein menschlicher manueller Eingriff erforderlich ist. Weitere Automatisierung führt zur Idee eines Silizium-Compilers .

Verweise