Размещение и маршрутизация (также называемые PnR или P&R) — это этап проектирования печатных плат , интегральных схем и программируемых вентильных матриц . Как следует из названия, он состоит из двух этапов: размещение и маршрутизация . Первый этап, размещение, включает в себя принятие решения о том, где разместить все электронные компоненты , схемы и логические элементы в, как правило, ограниченном пространстве. За этим следует маршрутизация, которая определяет точную конструкцию всех проводов, необходимых для соединения размещенных компонентов. Этот этап должен реализовать все желаемые соединения, следуя правилам и ограничениям производственного процесса.
Место и маршрут используются в нескольких контекстах:
Эти процессы похожи на высоком уровне, но фактические детали сильно различаются. При больших размерах современных конструкций эта операция обычно выполняется средствами автоматизации электронного проектирования (EDA).
Во всех этих контекстах конечным результатом после завершения размещения и прокладки является «макет», геометрическое описание расположения и вращения каждой детали, а также точный путь каждого соединяющего их провода.
Иногда некоторые называют весь процесс определения места и маршрута «разметкой».
Проектирование печатной платы происходит после создания схемы и генерации списка соединений . Затем сгенерированный список соединений считывается в инструмент компоновки и связывается с посадочными местами устройств из библиотеки. Теперь можно начинать размещение и трассировку устройств. [1]
Размещение и трассировка обычно выполняются в два этапа. Сначала размещаются компоненты, затем прокладываются соединения между компонентами. Размещение компонентов не является абсолютным на этапе трассировки, так как оно все еще может быть изменено путем перемещения и вращения, особенно в конструкциях, использующих более сложные компоненты, такие как ПЛИС или микропроцессоры. Их большое количество сигналов и их потребности в целостности сигнала могут потребовать оптимизации размещения. [2]
Полученный дизайн затем выводится в формате RS-274X Gerber для загрузки в систему автоматизированного производства (CAM) производителя. В отличие от макета ИС, где весь готовый макет хранится в одном графическом файле, для производства печатной платы требуются разные файлы и форматы. Данные по изготовлению состоят из набора файлов Gerber, файла сверления и файла pick-and-place, содержащего местоположение и выравнивание устройств, сгенерированных для автоматизированного размещения устройств в процессе сборки. [1]
Процесс размещения и трассировки для FPGA обычно не выполняется человеком, а использует инструмент, предоставленный поставщиком FPGA или другим производителем программного обеспечения. Необходимость в программных инструментах обусловлена сложностью схемы внутри FPGA и функцией, которую проектировщик хочет выполнить. Проекты FPGA описываются с помощью логических схем, содержащих цифровую логику и языки описания оборудования, такие как VHDL и Verilog . Затем они будут проходить через автоматизированную процедуру размещения и трассировки для генерации распиновки, которая будет использоваться для взаимодействия с деталями за пределами FPGA. [2]
Этап размещения и маршрутизации ИС обычно начинается с одной или нескольких схем, файлов HDL или предварительно маршрутизированных IP-ядер или некоторой комбинации всех трех. Он создает макет ИС, который автоматически преобразуется в маску в стандартном формате GDS II или OASIS . [3]
Окончательная компоновка ранних ИС и печатных плат хранилась в виде распечатки рубилита на прозрачной пленке .
Постепенно автоматизация электронного проектирования автоматизировала все больше и больше работы по размещению и маршрутизации. Сначала она просто ускоряла процесс внесения множества мелких правок, не тратя много времени на отклеивание и приклеивание ленты. Более поздняя проверка правил проектирования ускорила процесс проверки наиболее распространенных видов ошибок. Более поздние автоматические маршрутизаторы ускоряют процесс маршрутизации.
Некоторые надеются, что дальнейшие усовершенствования в автоукладчиках и автотрассировщиках в конечном итоге позволят создавать хорошие макеты без какого-либо ручного вмешательства человека. Дальнейшая автоматизация приводит к идее кремниевого компилятора .