一种PCB板自动布线方法及系统与流程

一种pcb板自动布线方法及系统
技术领域
1.本发明涉及pcb板自动布线技术领域，更具体的说是涉及一种pcb板自动布线方法及系统。


背景技术：

2.布线是在pcb(printedcircuitboard，印制电路板)设计中一个关键的步骤，其功能是将元器件之间通过导线连接起来，实现特定的功能。市面已有pcb自动布线算法存在很多问题，布通率低，还需要很多的人工参与。世界上最早的布线算法是1961年发布的lee算法，自lee算法提出后，有许多对该算法的改进，包括提高其速度和减少其计算空间的算法。1969年d.w.hightower提出了一种基于线扩展的布线方法，称为线探索法。就目前来看，除了lee算法和线探索法，还有最优通道法、hitchcook的细胞结构法、mah及stainberg的拓扑类并法、j.soukup的快速迷路法等。然而，这类传统图论布线算法时间和空间复杂度均较高，环境复杂时，复杂度上涨速度极快，因此布线速度较慢；且传统图论算法布通成功率较低，一旦布线失败，很难实现自我修复。因此，如何实现高效pcb板自动布线对本领域技术人员来说是亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供了一种pcb板自动布线方法及系统，以解决背景技术中存在的问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种pcb板自动布线方法，具体步骤包括如下：
5.获取待布线pcb板及其电路原理图；
6.对所述电路原理图进行分析，生成pcb板初始引脚占用状态信息及其布线目标；
7.利用pcb板布线模型根据所述pcb板初始引脚占用状态信息与布线目标生成所述待布线pcb板的布线结果；
8.根据所述布线结果进行pcb走线并对pcb板进行设计规则检查。
9.可选的，还包括利用altiumdesigner软件绘制好原理图并添加封装后对电路原理图进行正确性检查，检查无误后将封装导入pcb中，开始进行布线设计。
10.可选的，所述对pcb板进行设计规则检查包括连通性检查和信号时序检查。
11.可选的，对pcb板进行连通性检查的步骤为：
12.分别获取pcb板中的顶层信号层和底层信号层中的信号线，并将获得的信号线放置至新建的自定义层；
13.根据所述自定义层中的从所述顶层信号层获得的信号线及从所述底层信号层获得的信号线之间的重叠区域以及连通所述顶层信号层和所述底层信号层的地网络过孔检测所述pcb板的连通性是否合格。
14.可选的，对pcb板进行信号时序检查的步骤为：根据pcb板的网络拓扑结构和输出
器件的时序数据，计算信号的时延，得到负载端的时序情况；对比负载端器件的时序数据，判断是否能够满足要求。
15.可选的，还包括在pcb板没有通过设计规则检查时进行分级预警。
16.另一方面，提供一种pcb板自动布线系统，利用所述的一种pcb板自动布线方法进行布线，包括依次相连的数据获取模块、数据分析模块、布线规划模块、布线模块，其中，
17.所述数据获取模块，用于获取待布线pcb板及其电路原理图；
18.所述数据分析模块，用于对所述电路原理图进行分析，生成pcb板初始引脚占用状态信息及其布线目标；
19.所述布线规划模块，用于利用pcb板布线模型根据所述pcb板初始引脚占用状态信息与布线目标生成所述待布线pcb板的布线结果；
20.所述布线模块，用于根据所述布线结果进行pcb走线并对pcb板进行设计规则检查。
21.可选的，还包括预警模块，与所述布线模块相连，用于在pcb板没有通过设计规则检查时进行分级预警。
22.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种pcb板自动布线方法及系统，具有以下有益的技术效果：通过pcb板布线模型进行自动布线，提高了自动布线的准确度及布线效率，并且在布线完成后采用一种印刷电路板地网络连通性及电路模块环路最小化的自动检视方法，可实现布线效率的提高，且提高了pcb板的设计质量。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
24.图1为本发明的方法流程图；
25.图2为本发明的系统结构图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.本发明实施例公开了一种pcb板自动布线方法，如图1所示，具体步骤包括如下：
28.s1、获取待布线pcb板及其电路原理图；
29.s2、对电路原理图进行分析，生成pcb板初始引脚占用状态信息及其布线目标；
30.s3、利用pcb板布线模型根据pcb板初始引脚占用状态信息与布线目标生成待布线pcb板的布线结果；
31.s4、根据布线结果进行pcb走线并对pcb板进行设计规则检查。
32.进一步的，还包括利用altiumdesigner软件绘制好原理图并添加封装后对电路原
理图进行正确性检查，检查无误后将封装导入pcb中，开始进行布线设计。
33.具体的，对电路原理图进行正确性检查的过程为：获取电路图表文件，解析获得各电路网络、各芯片以及各电路元件；针对各电路网络，根据对应的各芯片与各电路元件的引脚连接关系，逐级进行引脚对端查询，获得各电路网络中的各引脚序号以及与引脚序号对应的对端引脚序号，由此确认电路原理图的正确性。
34.在本发明中，pcb板布线模型为训练完成的神经网络模型，训练pcb板布线模型的步骤为：
35.s311、获取数据样本，所述数据样本包括pcb板初始引脚占用状态信息、布线目标、布线结果；所述pcb板初始引脚占用状态信息以及布线目标作为输入数据，布线结果作为输出数据；
36.s312、将输入数据进行归一化处理，将数据样本分为80％的训练集和20％的测试集；
37.s313、构建卷积神经网络；
38.s314、将训练集输入卷积神经网络中进行训练，得到pcb板布线模型。
39.具体的，调用premnmx函数进行对输入数据进行归一化处理，利用测试集对构建的pcb板布线模型进行测试，若准确率《90％，则重新调整pcb板布线模型。
40.进一步的，对pcb板进行设计规则检查包括连通性检查和信号时序检查。
41.具体的，对pcb板进行连通性检查的步骤为：
42.s411、分别获取pcb板中的顶层信号层和底层信号层中的信号线，并将获得的信号线放置至新建的自定义层；
43.s412、根据自定义层中的从所述顶层信号层获得的信号线及从底层信号层获得的信号线之间的重叠区域以及连通顶层信号层和底层信号层的地网络过孔检测pcb板的连通性是否合格。
44.数字信号的传播是从一个逻辑门向另一逻辑门，信号通过导线从输出端送到接收端，看起来似乎是单向流动的。但是根据基本电路原理可知，信号是由电流传播的，明确的说是电子的运动，电子流的特性之一就是电子并不会作停留，无论电流流到哪里必须要回来，因此电流总是在环路中流动的，电路中任意的信号都是以一个闭合回路的形式存在。
45.进一步的，对pcb板进行信号时序检查的步骤为：
46.s421、根据pcb板的网络拓扑结构和输出器件的时序数据，计算信号的时延，得到负载端的时序情况；
47.s422、对比负载端器件的时序数据，判断是否能够满足要求。
48.进一步的，还包括在pcb板没有通过设计规则检查时进行分级预警。
49.本发明实施例2提供一种pcb板自动布线系统，利用一种pcb板自动布线方法进行布线，如图2所示，包括依次相连的数据获取模块、数据分析模块、布线规划模块、布线模块，其中，
50.数据获取模块，用于获取待布线pcb板及其电路原理图；
51.数据分析模块，用于对电路原理图进行分析，生成pcb板初始引脚占用状态信息及其布线目标；
52.布线规划模块，用于利用pcb板布线模型根据pcb板初始引脚占用状态信息与布线
目标生成待布线pcb板的布线结果；
53.布线模块，用于根据布线结果进行pcb走线并对pcb板进行设计规则检查。
54.进一步的，还包括预警模块，与布线模块相连，用于在pcb板没有通过设计规则检查时进行分级预警。
55.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
56.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种pcb板自动布线方法，其特征在于，具体步骤包括如下：获取待布线pcb板及其电路原理图；对所述电路原理图进行分析，生成pcb板初始引脚占用状态信息及其布线目标；利用pcb板布线模型根据所述pcb板初始引脚占用状态信息与布线目标生成所述待布线pcb板的布线结果；根据所述布线结果进行pcb走线并对pcb板进行设计规则检查。2.根据权利要求1所述的一种pcb板自动布线方法，其特征在于，还包括利用altiumdesigner软件绘制好原理图并添加封装后对电路原理图进行正确性检查，检查无误后将封装导入pcb中，开始进行布线设计。3.根据权利要求1所述的一种pcb板自动布线方法，其特征在于，所述对pcb板进行设计规则检查包括连通性检查和信号时序检查。4.根据权利要求3所述的一种pcb板自动布线方法，其特征在于，对pcb板进行连通性检查的步骤为：分别获取pcb板中的顶层信号层和底层信号层中的信号线，并将获得的信号线放置至新建的自定义层；根据所述自定义层中的从所述顶层信号层获得的信号线及从所述底层信号层获得的信号线之间的重叠区域以及连通所述顶层信号层和所述底层信号层的地网络过孔检测所述pcb板的连通性是否合格。5.根据权利要求3所述的一种pcb板自动布线方法，其特征在于，对pcb板进行信号时序检查的步骤为：根据pcb板的网络拓扑结构和输出器件的时序数据，计算信号的时延，得到负载端的时序情况；对比负载端器件的时序数据，判断是否能够满足要求。6.根据权利要求1所述的一种pcb板自动布线方法，其特征在于，还包括在pcb板没有通过设计规则检查时进行分级预警。7.一种pcb板自动布线系统，其特征在于，利用权利要求1-6任一所述的一种pcb板自动布线方法进行布线，包括依次相连的数据获取模块、数据分析模块、布线规划模块、布线模块，其中，所述数据获取模块，用于获取待布线pcb板及其电路原理图；所述数据分析模块，用于对所述电路原理图进行分析，生成pcb板初始引脚占用状态信息及其布线目标；所述布线规划模块，用于利用pcb板布线模型根据所述pcb板初始引脚占用状态信息与布线目标生成所述待布线pcb板的布线结果；所述布线模块，用于根据所述布线结果进行pcb走线并对pcb板进行设计规则检查。8.根据权利要求7所述的一种pcb板自动布线系统，其特征在于，还包括预警模块，与所述布线模块相连，用于在pcb板没有通过设计规则检查时进行分级预警。

技术总结
本发明公开了一种PCB板自动布线方法及系统，涉及PCB板自动布线技术领域。具体步骤为：获取待布线PCB板及其电路原理图；对所述电路原理图进行分析，生成PCB板初始引脚占用状态信息及其布线目标；利用PCB板布线模型根据所述PCB板初始引脚占用状态信息与布线目标生成所述待布线PCB板的布线结果；根据所述布线结果进行PCB走线并对PCB板进行设计规则检查。本发明通过PCB板布线模型进行自动布线，提高了自动布线的准确度及布线效率，并且在布线完成后进行检视，提高了PCB板的设计质量。提高了PCB板的设计质量。提高了PCB板的设计质量。


技术研发人员：龚小冬 魏涛
受保护的技术使用者：万安裕维电子有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/8/13