Colocar y enrutar (también llamado PnR o P&R) es una etapa en el diseño de placas de circuito impreso , circuitos integrados y matrices de puertas programables en campo . Como lo implica el nombre, se compone de dos pasos, colocación y enrutamiento . El primer paso, la colocación, implica decidir dónde colocar todos los componentes electrónicos , circuitos y elementos lógicos en una cantidad generalmente limitada de espacio. 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 mientras se siguen las reglas y limitaciones del proceso de fabricación.
Lugar y ruta se utilizan en varios contextos:
Estos procesos son similares en un nivel alto, 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 una vez finalizada la colocación y el fresado es el “layout”, una descripción geométrica de la ubicación y rotación de cada pieza, y la trayectoria exacta de cada cable que las conecta.
En ocasiones, algunas personas denominan a todo el proceso de ubicación y ruta "diseño".
El diseño de una placa de circuito impreso se produce después de la creación de un esquema y la generación de una lista de conexiones . La lista de conexiones generada se lee luego en una herramienta de diseño y se asocia con las huellas de los dispositivos de una biblioteca. Ahora puede comenzar la colocación y el enrutamiento de los dispositivos. [1]
La colocación y el enrutamiento se realizan generalmente en dos pasos. Primero se colocan los componentes y luego se enrutan las conexiones entre ellos. La colocación de los componentes no es absoluta durante la fase de enrutamiento, ya que aún puede cambiarse al moverlos y rotarlos, especialmente con diseños que utilizan componentes más complejos como FPGAs o microprocesadores. Su gran cantidad de señales y sus necesidades de integridad de señal pueden requerir la optimización de la colocación. [2]
El diseño resultante se envía luego en formato Gerber RS-274X para cargarlo en el sistema de fabricación asistida por computadora (CAM) del fabricante. A diferencia de un diseño de circuito integrado, donde todo el diseño terminado se almacena en un archivo gráfico, se necesitan diferentes archivos y formatos para la fabricación de PCB. Los datos de fabricación consisten en un conjunto de archivos Gerber, un archivo de perforación y un archivo de selección y colocación que contiene la ubicación y alineación de los dispositivos generados para la colocación automatizada de los dispositivos en el proceso de ensamblaje. [1]
El proceso de colocación y enrutamiento de un FPGA generalmente no lo realiza una persona, sino que utiliza una herramienta proporcionada por el proveedor del FPGA u otro fabricante de software. La necesidad de herramientas de software se debe a la complejidad de los circuitos dentro del FPGA y la función que el diseñador desea realizar. Los diseños de FPGA se describen utilizando diagramas lógicos que contienen lógica digital y lenguajes de descripción de hardware como VHDL y Verilog . Luego, estos se someterán a un procedimiento automatizado de colocación y enrutamiento para generar un pinout, que se utilizará para interactuar con las partes externas del FPGA. [2]
La etapa de ubicación y enrutamiento de los circuitos integrados suele comenzar con uno o más esquemas, archivos HDL o núcleos IP preenrutados , o una combinación de los tres. Produce un diseño de circuito integrado que se convierte automáticamente en un trabajo de máscara en el formato estándar GDS II o OASIS . [3]
El diseño final de los primeros circuitos integrados y placas de circuito impreso se almacenó como una cinta de Rubylith sobre una película transparente .
Poco a poco, la automatización del diseño electrónico fue automatizando cada vez más el trabajo de colocación y enrutamiento. Al principio, simplemente aceleraba el proceso de realizar muchas ediciones pequeñas sin tener que dedicar mucho tiempo a despegar y pegar la cinta. Más tarde, la comprobación de las reglas de diseño aceleró el proceso de verificación de los tipos de errores más comunes. Más tarde, los enrutadores automáticos aceleraron el proceso de enrutamiento.
Algunas personas esperan que las mejoras en los autoplacers y enrutadores automáticos generen buenos diseños sin intervención manual humana. Una mayor automatización conduce a la idea de un compilador de silicio .