장소 및 경로

Place and route

Place and Route는 프린트 회로 기판, 집적회로 및 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이 설계 단계입니다.이름에서 알 수 있듯이 배치와 라우팅의 두 가지 단계로 구성됩니다.첫 번째 단계인 배치는 모든 전자 컴포넌트, 회로 및 논리 소자를 일반적으로 제한된 공간에 배치할 위치를 결정하는 것입니다.다음으로 배치한 컴포넌트를 연결하는 데 필요한 모든 와이어의 정확한 설계를 결정하는 루팅을 수행합니다.이 절차에서는 제조 프로세스의 규칙 및 제한에 따라 필요한 연결을 모두 구현해야 합니다.

플레이스 및 루트는 여러 컨텍스트에서 사용됩니다.

  • 프린트 회로 기판. 이 동안 컴포넌트를 기판 위에 그래픽으로 배치하고 그 사이에 와이어를 그립니다.
  • 집적회로, 회로 또는 회로 전체의 큰 블록의 레이아웃이 작은 서브 블록의 레이아웃에서 작성되는 경우
  • FPGA: 이 기간 동안 논리 요소가 FPGA의 그리드에 배치되어 상호 연결됩니다.

이러한 프로세스는 대략적으로 비슷하지만 실제 세부 사항은 매우 다릅니다.현대 디자인의 큰 사이즈에서 이 작업은 보통 전자 설계 자동화(EDA) 도구를 통해 수행됩니다.툴에 의해서 행해집니다.

이러한 모든 맥락에서 배치 및 배선이 완료되면 최종 결과는 "레이아웃"으로 각 부품의 위치와 회전에 대한 기하학적 설명 및 이들을 연결하는 각 와이어의 정확한 경로입니다.

경우에 따라서는 장소 및 경로 프로세스 전체를 "레이아웃"이라고 부르는 사람도 있습니다.

프린트 기판

프린트 기판의 설계는 도식 작성과 넷 리스트 생성 후에 이루어집니다.생성된 넷리스트는 레이아웃툴에 읽혀져 라이브러리에서 디바이스의 풋프린트와 관련지어집니다.이제 디바이스 배치 및 루팅을 시작할 [1]수 있습니다.

배치와 라우팅은 보통 2단계로 이루어집니다.컴포넌트를 배치한 후 컴포넌트 간의 접속을 라우팅합니다.특히 FPGA나 마이크로프로세서 등의 복잡한 컴포넌트를 사용하는 설계에서는 이동과 회전에 의해 변경되는 경우가 있기 때문에 라우팅 단계에서는 컴포넌트의 배치가 절대적인 것은 아닙니다.신호의 수가 많고 신호 무결성의 요구 때문에 [2]배치 최적화가 필요할 수 있습니다.

다음으로 RS-274X Gerber 형식으로 출력되어 제조원의 CAM 시스템에 로드됩니다.완성된 레이아웃 전체가 하나의 그래픽 파일에 저장되는 IC 레이아웃과 달리 PCB 제조에는 다른 파일 및 형식이 필요합니다.제조 데이터는 Gerber 파일 세트, 드릴 파일 및 조립 [1]프로세스에서 디바이스를 자동으로 배치하기 위해 생성된 디바이스의 위치와 정렬을 포함하는 픽앤플레이스 파일로 구성됩니다.

필드 프로그래머블 게이트 어레이

FPGA의 배치 및 라우팅 프로세스는 일반적으로 개인이 수행하는 것이 아니라 FPGA 벤더 또는 다른 소프트웨어 제조업체가 제공하는 도구를 사용합니다.소프트웨어 도구가 필요한 이유는 FPGA 내 회로의 복잡성과 설계자가 수행하고자 하는 기능 때문입니다.FPGA 설계는 디지털 로직과 VHDL 및 Verilog 등의 하드웨어 기술 언어를 포함하는 논리 다이어그램을 사용하여 기술됩니다.그런 다음 자동 플레이스 앤 루트 절차를 수행하여 핀 할당을 생성합니다. 핀 배치는 FPGA [2]외부의 부품과 인터페이스하기 위해 사용됩니다.

집적회로

IC 플레이스 앤 루트스테이지에서는 일반적으로 1개 이상의 도식, HDL 파일 또는 사전 라우팅된 IP 코어 또는 이들 3개의 조합이 개시됩니다.표준 GDS II 또는 OASIS [3]형식의 마스크 워크로 자동 변환되는 IC 레이아웃을 생성합니다.

역사

초기 IC와 PCB의 최종 레이아웃은 투명 필름에 Rubilith의 테이프 아웃으로 저장되었습니다.

점차적으로 전자 설계 자동화는 점점 더 많은 장소 및 경로 작업을 자동화했습니다.처음에는 테이프를 떼어내거나 붙이는 데 많은 시간을 할애하지 않고 많은 작은 편집 과정을 빠르게 진행할 수 있었습니다.이후 설계 규칙 검사를 통해 가장 일반적인 종류의 오류를 확인하는 프로세스가 빨라졌습니다.이후의 자동 라우터는 라우팅 프로세스를 고속화합니다.

일부 사람들은 오토레이서와 오토라우터의 추가적인 개선이 결국 인간의 수동 개입 없이 좋은 레이아웃을 만들어 낼 수 있기를 희망합니다.한층 더 자동화는 실리콘 컴파일러의 아이디어로 이어집니다.

레퍼런스

  1. ^ a b J. Lienig, J. Scheible (2020). "Chap. 1.3.3: Physical Design of Printed Circuit Boards". Fundamentals of Layout Design for Electronic Circuits. Springer. p. 26-27. doi:10.1007/978-3-030-39284-0. ISBN 978-3-030-39284-0. S2CID 215840278.
  2. ^ a b "FPGA/PCB Co-Design Increases Fabrication Yields". Printed Circuit Design and Fabrication. Retrieved 2008-07-24.
  3. ^ A. Kahng, J. Lienig, I. Markov, J. Hu: "VLSI 물리 설계:그래프 파티션에서 타이밍 클로징까지", 스프링어(2011), doi:10.1007/978-90-481-9591-6, ISBN 978-90-481-9590-9, 페이지 7-11.