राउटिंग (इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन ऑटोमेशन): Difference between revisions

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इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन में, वायर रूटिंग, जिसे आमतौर पर केवल रूटिंग कहा जाता है, मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) और एकीकृत सर्किट (आईसी) के डिजाइन में एक कदम है। यह एक पूर्ववर्ती चरण पर निर्मित होता है, जिसे प्लेसमेंट (इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन ऑटोमेशन) कहा जाता है, जो एक पीसीबी पर आईसी या घटक के प्रत्येक सक्रिय तत्व का स्थान निर्धारित करता है। प्लेसमेंट के बाद, रूटिंग चरण आईसी के लिए सभी डिज़ाइन नियमों का पालन करते हुए रखे गए घटकों को ठीक से जोड़ने के लिए आवश्यक तारों को जोड़ता है। साथ में, IC डिज़ाइन के प्लेसमेंट और रूटिंग चरणों को स्थान और मार्ग के रूप में जाना जाता है।


सभी राउटर का कार्य समान होता है। उन्हें कोशिकाओं पर पिन (इलेक्ट्रॉनिक्स) (जिसे टर्मिनल भी कहा जाता है) से युक्त कुछ पूर्व-मौजूदा बहुभुज दिए जाते हैं, और वैकल्पिक रूप से कुछ पूर्व-मौजूदा तारों को प्रीरूट्स कहा जाता है। इनमें से प्रत्येक बहुभुज एक नेट (इलेक्ट्रॉनिक्स) से जुड़ा होता है, आमतौर पर नाम या संख्या से। राउटर का प्राथमिक कार्य ज्यामिति बनाना है जैसे कि एक ही नेट को सौंपे गए सभी टर्मिनल जुड़े हुए हैं, अलग-अलग नेट को सौंपे गए कोई भी टर्मिनल जुड़े नहीं हैं, और सभी डिज़ाइन नियमों का पालन किया जाता है। एक राउटर उन टर्मिनलों को कनेक्ट न करने से विफल हो सकता है जिन्हें कनेक्ट किया जाना चाहिए (एक खुला), गलती से दो टर्मिनलों को कनेक्ट करके जो कनेक्ट नहीं होना चाहिए (एक छोटा), या डिज़ाइन नियम उल्लंघन बनाकर। इसके अलावा, नेट को सही ढंग से कनेक्ट करने के लिए, राउटर से यह सुनिश्चित करने की भी उम्मीद की जा सकती है कि डिज़ाइन समय को पूरा करता है, कोई क्रॉसस्टॉक समस्या नहीं है, किसी भी धातु घनत्व आवश्यकताओं को पूरा करता है, एंटीना प्रभाव से ग्रस्त नहीं है, और इसी तरह। अक्सर परस्पर विरोधी उद्देश्यों की यह लंबी सूची ही रूटिंग को बेहद कठिन बना देती है।
इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन में, वायर राउटिंग, जिसे सामान्यतः राउटिंग कहा जाता है, प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी - PCBs) और एकीकृत परिपथ (आईसी - ICs) के डिज़ाइन में एक उपाय है। यह एक पूर्ववर्ती चरण पर निर्मित होता है, जिसे प्लेसमेंट कहा जाता है, जो एक पीसीबी पर आईसी या घटक के प्रत्येक सक्रिय तत्व का स्थान निर्धारित करता है। प्लेसमेंट के बाद, राउटिंग चरण आईसी के लिए सभी आकृतियों के नियमों का पालन करते हुए रखे गए घटकों को ठीक से संयुक्त करने के लिए आवश्यक तारों को जोड़ता है। साथ में, आईसी के डिज़ाइन के लिए प्लेसमेंट और राउटिंग के चरणों को स्थान और मार्ग के रूप में जाना जाता है।


रूटिंग से जुड़ी लगभग हर समस्या को कम्प्यूटेशनल जटिलता सिद्धांत के रूप में जाना जाता है। सबसे सरल रूटिंग समस्या, जिसे स्टीनर ट्री समस्या कहा जाता है, बिना किसी बाधा के एक परत में एक जाल के लिए सबसे छोटा मार्ग खोजने की और कोई डिज़ाइन नियम नहीं है यदि सभी कोणों की अनुमति है और एनपी-पूर्ण यदि केवल क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर तारों की अनुमति है . चैनल राउटर के वेरिएंट को एनपी-पूर्ण होने के साथ-साथ रूटिंग भी दिखाया गया है जो क्रॉसस्टॉक को कम करता है, संख्या (इलेक्ट्रॉनिक्स) के माध्यम से, और इसी तरह।
सभी राउटर का कार्य समान होता है। उन्हें कुछ पूर्व आकलन पर निर्भर पालीगन दिए गए हैं जिनमें कोशिकाओं पर पिन और वैकल्पिक रूप से कुछ पूर्व तारों को प्रीरूट्स कहा जाता है। इनमें से प्रत्येक पालीगन एक जाल से जुड़ा होता है, सामान्यतः पर नाम या संख्या से। राउटर का प्राथमिक कार्य ज्यामिति बनाना है जैसे कि एक ही नेट को सौंपे गए सभी टर्मिनल जुड़े हुए हैं, अलग-अलग नेट को सौंपे गए कोई भी टर्मिनल जुड़े नहीं हैं, और सभी डिज़ाइन नियमों का पालन किया जाता है। एक राउटर उन टर्मिनलों को कनेक्ट न करने से विफल हो सकता है जिन्हें कनेक्ट किया जाना चाहिए, गलती से दो टर्मिनलों को कनेक्ट करके जो कनेक्ट नहीं होना चाहिए या डिज़ाइन नियम खंडित बनाकर इसे उपयोग करना चाहिए। इसके अलावा, नेट को सही ढंग से कनेक्ट करने के लिए, राउटर से यह सुनिश्चित करने की भी उम्मीद की जा सकती है कि डिज़ाइन समय को पूरा करता है, कोई क्रॉसस्टॉक समस्या नहीं है, किसी भी धातु घनत्व आवश्यकताओं को पूरा करता है, एंटीना प्रभाव से ग्रस्त नहीं है, और इसी तरह परस्पर विरोधी उद्देश्यों की यह लंबी सूची ही राउटिंग को बेहद कठिन बना देती है।
इसलिए राउटर शायद ही कभी एक इष्टतम परिणाम खोजने का प्रयास करते हैं। इसके बजाय, लगभग सभी रूटिंग अनुमानी (कंप्यूटर विज्ञान) पर आधारित हैं जो एक समाधान खोजने की कोशिश करते हैं जो काफी अच्छा है।


डिज़ाइन नियम कभी-कभी परत से परत में काफी भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, निचली परतों पर अनुमत चौड़ाई और रिक्ति ऊपरी परतों पर अनुमत चौड़ाई और रिक्ति से चार या अधिक गुना छोटी हो सकती है। यह कई अतिरिक्त जटिलताओं का परिचय देता है जो अन्य अनुप्रयोगों जैसे कि मुद्रित सर्किट बोर्ड या मल्टी-चिप मॉड्यूल डिज़ाइन के लिए राउटर द्वारा सामना नहीं की जाती हैं। विशेष रूप से कठिनाइयाँ तब आती हैं जब नियम एक-दूसरे के सरल गुणक नहीं होते हैं, और जब विअस को विभिन्न नियमों के साथ परतों के बीच से गुजरना पड़ता है।
राउटिंग से जुड़ी सामान्यतः हर समस्या को मुश्किल माना जाता है। सबसे सरल राउटिंग समस्या, जिसे स्टीनर ट्री समस्या कहा जाता है, बिना किसी बाधा के एक परत में एक जाल के लिए सबसे छोटे मार्ग को ढूंढने के लिए कोई और डिज़ाइन नियम नहीं है यदि सभी कोणों की अनुमति मिल जाती है और एनपी-पूर्ण है यदि केवल क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर तारों की अनुमति है। चैनल राउटिंग के वेरिएंट को भी एनपी-पूर्ण दिखाया गया है, साथ ही राउटिंग जो क्रॉसस्टॉक, वायस की संख्या आदि को कम करती है। इसलिए राउटर शायद ही कभी एक इष्टतम परिणाम ढूंढने का प्रयास करते हैं। इसके स्थान पर, सामान्यतः सभी राउटिंग अनुमानों पर आधारित होते हैं जो एक ऐसा समाधान ढूंढने की कोशिश करते हैं जो इसके अतिरिक्त तुलना में अच्छा हो।


== {{anchor|Manual router|Interactive router|Autorouter|Push-and-shove router}}राउटर के प्रकार ==
डिज़ाइन नियम कभी-कभी परत से परत में काफी भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, निचली परतों पर अनुमत चौड़ाई और रिक्ति ऊपरी परतों पर अनुमत चौड़ाई और रिक्ति से चार या अधिक गुना छोटी हो सकती है। यह कई अतिरिक्त जटिलताओं का परिचय देता है जो अन्य अनुप्रयोगों जैसे कि मुद्रित सर्किट बोर्ड या मल्टी-चिप मॉड्यूल डिज़ाइन के लिए राउटर के सामने नहीं आती हैं। विशेष रूप से कठिनाइयाँ तब आती हैं जब नियम एक-दूसरे के सरल गुणक नहीं होते हैं, और जब विअस को विभिन्न नियमों के साथ परतों के बीच से गुजरना पड़ता है।
[[File:PCB design and realisation smt and through hole.png|thumb|एक पीसीबी एक कंप्यूटर (बाएं) पर एक डिजाइन के रूप में और घटकों (दाएं) के साथ आबादी वाले बोर्ड असेंबली के रूप में महसूस किया गया। बोर्ड डबल साइडेड है, जिसमें थ्रू-होल प्लेटिंग, ग्रीन सोल्डर रेसिस्टेंस और एक व्हाइट लेजेंड है। दोनों सतह माउंट और थ्रू-होल घटकों का उपयोग किया गया है।]]
 
ईडीए राउटर के शुरुआती प्रकार मैनुअल राउटर थे- ड्राफ्टर ने प्रत्येक नेट के प्रत्येक लाइन सेगमेंट के एंडपॉइंट पर एक माउस क्लिक किया।
== राउटर के प्रकार ==
आधुनिक पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर आम तौर पर इंटरेक्टिव राउटर प्रदान करता है- ड्राफ्टर एक पैड का चयन करता है और ईडीए टूल को यह पता लगाने के लिए कुछ जगहों पर क्लिक करता है कि कहां जाना है, और ईडीए टूल डिजाइन नियम का उल्लंघन किए बिना तारों को उस पथ के जितना संभव हो सके रखने की कोशिश करता है। जांच (डीआरसी)। कुछ और उन्नत इंटरएक्टिव राउटर में एक इंटरेक्टिव राउटर में पुश एंड शॉ (उर्फ शॉव-एसाइड या ऑटोमूविंग) विशेषताएं होती हैं; ईडीए उपकरण अन्य जालों को रास्ते से हटा देता है, यदि संभव हो तो, एक नया तार लगाने के लिए जहां ड्राफ्टर इसे चाहता है और फिर भी डीआरसी का उल्लंघन करने से बचता है।
[[File:PCB design and realisation smt and through hole.png|thumb|एक पीसीबी (PCB) एक कंप्यूटर (बाएं) पर एक डिजाइन के रूप में और घटकों (दाएं) के साथ आबादी वाले बोर्ड असेंबली के रूप में महसूस किया गया। बोर्ड डबल साइडेड है, जिसमें थ्रू-होल प्लेटिंग, ग्रीन सोल्डर प्रतिरोध और एक व्हाइट लेजेंड है। दोनों सतह माउंट और थ्रू-होल घटकों का उपयोग किया गया है।]]
आधुनिक पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर भी आम तौर पर ऑटोराउटर प्रदान करता है जो मानव हस्तक्षेप के बिना सभी शेष बिना रूट किए कनेक्शनों को रूट करता है।
ईडीए राउटर के शुरुआती प्रकार "मैनुअल राउटर" थे - ड्राफ्टर ने प्रत्येक नेट के प्रत्येक लाइन सेगमेंट के एंडपॉइंट पर एक माउस क्लिक किया। आधुनिक पीसीबी (PCB) डिजाइन सॉफ्टवेयर सामान्यतः पर "इंटरैक्टिव राउटर्स" प्रदान करता है - ड्राफ्टर एक पैड का चयन करता है और ईडीए (EDA) टूल को यह पता लगाने के लिए कुछ जगहों पर क्लिक करता है कि कहां जाना है, और ईडीए टूल तारों को उस पथ के जितना संभव हो सके बिना खंडित किए रखने की कोशिश करता है। डिज़ाइन नियम जाँच डीआरसी (DRC)। कुछ और उन्नत इंटरएक्टिव राउटर में एक इंटरेक्टिव राउटर में "पुश एंड शॉव" विशेषताएं होती हैं, ईडीए उपकरण अन्य नेट को रास्ते से हटा देता है, यदि संभव हो तो, एक नया तार लगाने के लिए जहां ड्राफ्टर इसे चाहता है और फिर भी डीआरसी का खंडित करने से बचता है।
 
आधुनिक पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर भी आम तौर पर "ऑटोराउटर" प्रदान करता है जो मानव हस्तक्षेप के बिना सभी शेष अनियंत्रित कनेक्शनों को रूट करता है।


ऑटोराउटर के मुख्य प्रकार हैं:
ऑटोराउटर के मुख्य प्रकार हैं:


* भूलभुलैया राउटर<ref name="Byers_1991"/><ref name="Ritchey_1999"/>** ली राउटर<ref name="Lee_1961"/><ref name="Byers_1991"/><ref name="Whitaker_2005"/>** हैडलॉक राउटर<ref name="Hadlock_1977"/>** फ्लड राउटर<ref name="Byers_1991"/>* लाइन-जांच राउटर
* मेंज़ राउटर<ref name="Byers_1991" /><ref name="Ritchey_1999" />
** मिकामी-ताहुची राउटर<ref name="Mikami_1968"/>** हाईटॉवर राउटर<ref name="Hightower_1969"/><ref name="Whitaker_2005"/><ref name="Minges_1989"/><ref name="Byers_1991"/>*पैटर्न राउटर<ref name="Whitaker_2005"/><ref name="Minges_1989"/>*चैनल राउटर<ref name="Reed_1985"/><ref name="Minges_1989"/><ref name="Whitaker_2005"/><ref name="Shankar_2014"/>** स्विचबॉक्स राउटर<ref name="Shankar_2014"/>**नदी रूटर<ref name="Shankar_2014"/>**स्पाइन और स्टिच राउटर<ref name="McLellan_2012"/>*ग्रिडलेस राउटर<ref name="Finch_1985"/><ref name="Minges_1989"/><ref name="Whitaker_2005"/><ref name="Webb_2012"/>** एरिया राउटर
** ली राउटर<ref name="Lee_1961" /><ref name="Byers_1991" /><ref name="Whitaker_2005" />
** ग्राफ सिद्धांत-आधारित राउटर<ref name="Wu_1992_Graph"/>*** ब्लडहाउंड राउटर<ref name="CW_1992_Bloodhound"/><ref name="Pfeil_2017_Bloodhound"/><ref name="Redlich_2018_Routers"/>(रैकल-रेडैक / ज़ुकेन द्वारा कैडस्टार)
** हैडलॉक राउटर<ref name="Hadlock_1977" />
*** स्पेक्ट्रा<ref name="Redlich_2018_Routers"/>(उर्फ एलेग्रो पीसीबी राउटर) (संस्करण 10 के बाद से ग्रिड रहित)
** फ्लड राउटर<ref name="Byers_1991" />
** {{anchor|Topological router|AnyAngle}}टोपोलॉजिकल राउटर
 
*** फ्री स्टाइल राउटर (उर्फ स्पीडवे, पी-सीएडी के लिए एक डॉस-आधारित ऑटोराउटर)<!-- since 1997 (possibly 1991 or 1996) -->
* लाइन-जांच राउटर
*** TopoR (एक Microsoft Windows-आधारित ऑटोराउटर, जिसका उपयोग Eremex के डेल्टा डिज़ाइन में भी किया जाता है)<!-- since 2003 (possibly 2001 or 2002) -->
** मिकामी-ताहुची राउटर<ref name="Mikami_1968" />
*** टॉपराउटर (जीईडीए सूट के पीसीबी (सॉफ्टवेयर) में एंथनी ब्लेक का ओपन-सोर्स राउटर)<!-- since 2008 -->
** हाईटॉवर राउटर<ref name="Hightower_1969" /><ref name="Whitaker_2005" /><ref name="Minges_1989" /><ref name="Byers_1991" />
*** टॉपराउटर (कैडसॉफ्ट कंप्यूटर/ऑटोडेस्क के ईगल 7.0 और उच्चतर में टोपोलॉजिकल प्री-राउटर)<!-- since 2014 -->
 
*** SimplifyPCB (हैंड-रूटिंग परिणामों के साथ बंडल रूटिंग पर ध्यान देने वाला एक टोपोलॉजिकल राउटर)<ref name="SimplifyPCB"/>
* पैटर्न राउटर<ref name="Whitaker_2005" /><ref name="Minges_1989" />
* चैनल राउटर<ref name="Reed_1985" /><ref name="Minges_1989" /><ref name="Whitaker_2005" /><ref name="Shankar_2014" />
** स्विचबॉक्स राउटर<ref name="Shankar_2014" />
** नदी रूटर<ref name="Shankar_2014" />
** स्पाइन और स्टिच राउटर<ref name="McLellan_2012" />
 
* ग्रिडलेस राउटर<ref name="Finch_1985" /><ref name="Minges_1989" /><ref name="Whitaker_2005" /><ref name="Webb_2012" />
** एरिया राउटर
** ग्राफ सिद्धांत-आधारित राउटर<ref name="Wu_1992_Graph" />
*** ब्लडहाउंड राउटर<ref name="CW_1992_Bloodhound" /><ref name="Pfeil_2017_Bloodhound" /><ref name="Redlich_2018_Routers" />(रकल-रेडैक द्वारा कैडस्टार / ज़ुकेन)
*** स्पेक्ट्रा<ref name="Redlich_2018_Routers" />(उर्फ एलेग्रो पीसीबी राउटर) (संस्करण 10 से ग्रिड रहित)
** टोपोलॉजिकल राउटर
*** फ्री स्टाइल राउटर (उर्फ स्पीडवे, पी-सीएडी के लिए डॉस-आधारित ऑटोराउटर)
*** टॉप राउटर (एक विंडोज़-आधारित ऑटोराउटर, जिसका उपयोग एरेमेक्स के डेल्टा डिज़ाइन में भी किया जाता है)
*** टॉप राउटर (जीईडीए सूट के पीसीबी में एंथनी ब्लेक का ओपन-सोर्स राउटर)
*** टॉप राउटर(कैडसॉफ्ट/ऑटो डेस्क ईगल 7.0 और उच्चतर में टोपोलॉजिकल प्री-राउटर)
*** पीसीबी को सरल बनाएं (हैंड-राउटिंग परिणामों के साथ बंडल राउटिंग पर ध्यान देने वाला एक टोपोलॉजिकल राउटर)<ref name="SimplifyPCB" />
 
== राउटर कैसे काम करते हैं ==
कई राउटर निम्नलिखित संयुक्त एल्गोरिदम निष्पादित करते हैं:
 
* सबसे पहले, मोटे ग्रिड पर राउटिंग करके, प्रत्येक नेट के लिए एक अनुमानित पाठ्यक्रम निर्धारित करता हैं। इस चरण को वैश्विक राउटिंग<ref name="Soukup_1979" /> कहा जाता है और इसमें वैकल्पिक रूप से परतों से जुड़े कार्य शामिल हो सकते है। ग्लोबल राउटिंग निम्नलिखित विस्तृत राउटिंग चरणों के आकार और जटिलता को सीमित करता है, जिसे ग्रिड स्क्वायर द्वारा ग्रिड स्क्वायर किया जा सकता है।
 
विस्तृत राउटिंग के लिए, सबसे सामान्य तकनीक है रिप-अप और रीरूट जिसे ​​रिप-अप और पुनः रिट्राई के नाम से भी जाना जाता हैं।<ref name="Byers_1991"/>
 
उस क्रम का चयन करें जिसमें नेट को रूट किया जाना है।


* प्रत्येक नेट को क्रम से रूट करें
* यदि सभी नेट को सफलतापूर्वक रूट नहीं किया जा सकता है, तो विभिन्न प्रकार की "क्लीनअप" विधियों में से कोई भी लागू करें, जिसमें चयनित राउटिंग हटा दिए जाते हैं, शेष नेट को रूट करने का क्रम बदल दिया जाता है, और शेष राउटिंग को फिर से करने का प्रयास किया जाता है।


== {{anchor|Ripup-router}}राउटर कैसे काम करते हैं ==
यह प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक कि सभी नेट रूट नहीं हो जाते या प्रोग्राम हार नहीं मान लेता।
कई राउटर निम्नलिखित समग्र एल्गोरिदम निष्पादित करते हैं:
* सबसे पहले, मोटे ग्रिड पर रूटिंग करके, अक्सर प्रत्येक नेट के लिए एक अनुमानित पाठ्यक्रम निर्धारित करें। इस चरण को ग्लोबल रूटिंग कहा जाता है,<ref name="Soukup_1979"/>और वैकल्पिक रूप से परत असाइनमेंट शामिल कर सकते हैं। ग्लोबल रूटिंग निम्नलिखित विस्तृत रूटिंग चरणों के आकार और जटिलता को सीमित करता है, जिसे ग्रिड स्क्वायर द्वारा ग्रिड स्क्वायर किया जा सकता है।


विस्तृत रूटिंग के लिए, सबसे आम तकनीक रिप-अप और रीरूट उर्फ ​​रिप-अप और पुनः प्रयास है:<ref name="Byers_1991"/>* उस क्रम का चयन करें जिसमें जालों को रूट किया जाना है।
एक वैकल्पिक तरीका यह है कि शॉर्ट्स, डिज़ाइन नियमों के खंडित, अवरोधों आदि को तार की अतिरिक्त लंबाई के समान स्तर पर माना जाए - यानी, परिमित लागतों को कम करने के लिए के बजाय निरपेक्षता से बचा जाना चाहिए। यह बहु-पास "पुनरावृत्ति-सुधार" राउटिंग विधि<ref name="Rubin_1974" /> निम्न एल्गोरिथम द्वारा वर्णित है:
*प्रत्येक नेट को क्रम से रूट करें
*यदि सभी जालों को सफलतापूर्वक रूट नहीं किया जा सकता है, तो विभिन्न प्रकार की सफाई विधियों में से कोई भी लागू करें, जिसमें चयनित रूटिंग हटा दी जाती हैं, रूट किए जाने वाले शेष नेट का क्रम बदल दिया जाता है, और शेष रूटिंग को फिर से करने का प्रयास किया जाता है।
यह प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक कि सभी नेट रूट नहीं हो जाते या प्रोग्राम (या उपयोगकर्ता) हार नहीं मान लेता।


एक वैकल्पिक तरीका यह है कि शॉर्ट्स, डिज़ाइन नियमों के उल्लंघन, अवरोधों आदि को तार की अतिरिक्त लंबाई के समान स्तर पर माना जाए - यानी, परिमित लागतों को कम करने के लिए (पहले) के बजाय निरपेक्षता से बचा जाना चाहिए। यह बहु-पास पुनरावृत्त-सुधार रूटिंग विधि<ref name="Rubin_1974"/>निम्नलिखित एल्गोरिथम द्वारा वर्णित है:
* कई पुनरावृत्त पासों में से प्रत्येक के लिए:
* कई पुनरावृत्त पासों में से प्रत्येक के लिए:
* एक उद्देश्य फ़ंक्शन के वजन मापदंडों को निर्धारित या समायोजित करें (अतिरिक्त तार लंबाई की प्रत्येक इकाई के लिए वजन पैरामीटर मान और प्रत्येक प्रकार के उल्लंघन के लिए)। उदाहरण के लिए, पहले पास के लिए, अतिरिक्त तार की लंबाई को आमतौर पर एक उच्च लागत दी जा सकती है, जबकि डिजाइन के उल्लंघन जैसे कि शॉर्ट्स, आसन्नता, आदि को कम लागत दी जाती है। बाद के पासों में, लागतों का सापेक्ष क्रम बदल दिया जाता है ताकि उल्लंघन उच्च लागत वाले हों, या पूरी तरह से प्रतिबंधित हो सकते हैं।
* "ऑब्जेक्टिव फंक्शन" के वजन मापदंडों को निर्धारित या समायोजित करें (अतिरिक्त तार लंबाई की प्रत्येक इकाई के लिए वजन पैरामीटर मान और प्रत्येक प्रकार के खंडित के लिए)। उदाहरण के लिए, पहले पास के लिए, अतिरिक्त तार की लंबाई को आमतौर पर एक उच्च लागत दी जा सकती है, जबकि डिजाइन के खंडित जैसे कि शॉर्ट्स, आसन्नता, आदि को कम लागत दी जाती है। बाद के पासों में, लागतों का सापेक्ष क्रम बदल दिया जाता है ताकि खंडित उच्च लागत वाले हों, या पूरी तरह से प्रतिबंधित हो सकते हैं।
* एक अनुक्रम चुनें (या बेतरतीब ढंग से चुनें) जिसमें इस पास के दौरान जाल को रूट किया जाना है।
* एक अनुक्रम चुनें जिसमें इस पास के दौरान जाल को रूट किया जाना है।
* रिप अप (यदि पहले रूट किया गया हो) और बदले में प्रत्येक नेट को फिर से रूट करें, ताकि उस नेट के उद्देश्य फ़ंक्शन के मूल्य को कम से कम किया जा सके। (कुछ रूटिंग में सामान्य रूप से शॉर्ट्स या अन्य डिज़ाइन उल्लंघन होंगे।)
* "रिप अप" और बदले में प्रत्येक नेट को फिर से रूट करें, ताकि उस नेट के उद्देश्य फ़ंक्शन के मूल्य को कम किया जा सके। (कुछ राउटिंग में सामान्य रूप से शॉर्ट्स या अन्य डिज़ाइन खंडित होंगे।)
* अगले पुनरावृत्त पास पर आगे बढ़ें जब तक कि रूटिंग पूर्ण और सही न हो जाए, इसमें और सुधार नहीं होता है, या कुछ अन्य समाप्ति मानदंड संतुष्ट नहीं होते हैं।
* राउटिंग पूर्ण और सही होने तक अगले पुनरावृत्त पास पर आगे बढ़ें, इसमें और सुधार नहीं किया गया है, या कुछ अन्य समाप्ति मानदंड संतुष्ट हैं।


अधिकांश राउटर मुख्य रूप से x या y दिशात्मक तारों को ले जाने के लिए तारों की परतें प्रदान करते हैं, हालांकि ऐसे राउटर हैं जो इस तरह के असाइनमेंट की आवश्यकता से बचते हैं या कम करते हैं।<ref name="Linsker_1984"/>प्रत्येक दृष्टिकोण के फायदे और नुकसान हैं। प्रतिबंधित दिशाएँ बिजली आपूर्ति डिज़ाइन और इंटर-लेयर क्रॉसस्टॉक के नियंत्रण को आसान बनाती हैं, लेकिन मनमाने मार्गों की अनुमति देने से वायस की आवश्यकता कम हो सकती है और आवश्यक वायरिंग परतों की संख्या कम हो सकती है।
अधिकांश राउटर मुख्य रूप से "x" या "y" दिशात्मक तारों को ले जाने के लिए तारों की परतें प्रदान करते हैं, चूंकि ऐसे राउटर हैं जो इस तरह के असाइनमेंट की आवश्यकता से बचते हैं या कम करते हैं।<ref name="Linsker_1984" /> प्रत्येक दृष्टिकोण के फायदे और नुकसान हैं। प्रतिबंधित दिशाएँ बिजली आपूर्ति डिज़ाइन और इंटर-लेयर क्रॉसस्टॉक के नियंत्रण को आसान बनाती हैं, लेकिन मनमाने मार्गों की अनुमति देने से वायस की आवश्यकता कम हो सकती है और आवश्यक वायरिंग परतों की संख्या कम हो सकती है।
== यह भी देखें ==


== यह भी देखें ==
* इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन
*इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन
* डिजाइन प्रवाह (ईडीए)
* डिजाइन प्रवाह (ईडीए)
*एकीकृत सर्किट डिजाइन
* एकीकृत परिपथ डिजाइन
*स्थान और मार्ग
* स्थान और मार्ग
* ऑटो ध्रुवीयता (अंतर जोड़े)
* ऑटो ध्रुवीयता (अंतर जोड़े)
* ऑटो क्रॉसओवर (ईथरनेट)
* ऑटो क्रॉसओवर (ईथरनेट)
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{{Digital electronics}}
{{Digital electronics}}
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Latest revision as of 15:06, 28 October 2022

इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन में, वायर राउटिंग, जिसे सामान्यतः राउटिंग कहा जाता है, प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी - PCBs) और एकीकृत परिपथ (आईसी - ICs) के डिज़ाइन में एक उपाय है। यह एक पूर्ववर्ती चरण पर निर्मित होता है, जिसे प्लेसमेंट कहा जाता है, जो एक पीसीबी पर आईसी या घटक के प्रत्येक सक्रिय तत्व का स्थान निर्धारित करता है। प्लेसमेंट के बाद, राउटिंग चरण आईसी के लिए सभी आकृतियों के नियमों का पालन करते हुए रखे गए घटकों को ठीक से संयुक्त करने के लिए आवश्यक तारों को जोड़ता है। साथ में, आईसी के डिज़ाइन के लिए प्लेसमेंट और राउटिंग के चरणों को स्थान और मार्ग के रूप में जाना जाता है।

सभी राउटर का कार्य समान होता है। उन्हें कुछ पूर्व आकलन पर निर्भर पालीगन दिए गए हैं जिनमें कोशिकाओं पर पिन और वैकल्पिक रूप से कुछ पूर्व तारों को प्रीरूट्स कहा जाता है। इनमें से प्रत्येक पालीगन एक जाल से जुड़ा होता है, सामान्यतः पर नाम या संख्या से। राउटर का प्राथमिक कार्य ज्यामिति बनाना है जैसे कि एक ही नेट को सौंपे गए सभी टर्मिनल जुड़े हुए हैं, अलग-अलग नेट को सौंपे गए कोई भी टर्मिनल जुड़े नहीं हैं, और सभी डिज़ाइन नियमों का पालन किया जाता है। एक राउटर उन टर्मिनलों को कनेक्ट न करने से विफल हो सकता है जिन्हें कनेक्ट किया जाना चाहिए, गलती से दो टर्मिनलों को कनेक्ट करके जो कनेक्ट नहीं होना चाहिए या डिज़ाइन नियम खंडित बनाकर इसे उपयोग करना चाहिए। इसके अलावा, नेट को सही ढंग से कनेक्ट करने के लिए, राउटर से यह सुनिश्चित करने की भी उम्मीद की जा सकती है कि डिज़ाइन समय को पूरा करता है, कोई क्रॉसस्टॉक समस्या नहीं है, किसी भी धातु घनत्व आवश्यकताओं को पूरा करता है, एंटीना प्रभाव से ग्रस्त नहीं है, और इसी तरह परस्पर विरोधी उद्देश्यों की यह लंबी सूची ही राउटिंग को बेहद कठिन बना देती है।

राउटिंग से जुड़ी सामान्यतः हर समस्या को मुश्किल माना जाता है। सबसे सरल राउटिंग समस्या, जिसे स्टीनर ट्री समस्या कहा जाता है, बिना किसी बाधा के एक परत में एक जाल के लिए सबसे छोटे मार्ग को ढूंढने के लिए कोई और डिज़ाइन नियम नहीं है यदि सभी कोणों की अनुमति मिल जाती है और एनपी-पूर्ण है यदि केवल क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर तारों की अनुमति है। चैनल राउटिंग के वेरिएंट को भी एनपी-पूर्ण दिखाया गया है, साथ ही राउटिंग जो क्रॉसस्टॉक, वायस की संख्या आदि को कम करती है। इसलिए राउटर शायद ही कभी एक इष्टतम परिणाम ढूंढने का प्रयास करते हैं। इसके स्थान पर, सामान्यतः सभी राउटिंग अनुमानों पर आधारित होते हैं जो एक ऐसा समाधान ढूंढने की कोशिश करते हैं जो इसके अतिरिक्त तुलना में अच्छा हो।

डिज़ाइन नियम कभी-कभी परत से परत में काफी भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, निचली परतों पर अनुमत चौड़ाई और रिक्ति ऊपरी परतों पर अनुमत चौड़ाई और रिक्ति से चार या अधिक गुना छोटी हो सकती है। यह कई अतिरिक्त जटिलताओं का परिचय देता है जो अन्य अनुप्रयोगों जैसे कि मुद्रित सर्किट बोर्ड या मल्टी-चिप मॉड्यूल डिज़ाइन के लिए राउटर के सामने नहीं आती हैं। विशेष रूप से कठिनाइयाँ तब आती हैं जब नियम एक-दूसरे के सरल गुणक नहीं होते हैं, और जब विअस को विभिन्न नियमों के साथ परतों के बीच से गुजरना पड़ता है।

राउटर के प्रकार

एक पीसीबी (PCB) एक कंप्यूटर (बाएं) पर एक डिजाइन के रूप में और घटकों (दाएं) के साथ आबादी वाले बोर्ड असेंबली के रूप में महसूस किया गया। बोर्ड डबल साइडेड है, जिसमें थ्रू-होल प्लेटिंग, ग्रीन सोल्डर प्रतिरोध और एक व्हाइट लेजेंड है। दोनों सतह माउंट और थ्रू-होल घटकों का उपयोग किया गया है।

ईडीए राउटर के शुरुआती प्रकार "मैनुअल राउटर" थे - ड्राफ्टर ने प्रत्येक नेट के प्रत्येक लाइन सेगमेंट के एंडपॉइंट पर एक माउस क्लिक किया। आधुनिक पीसीबी (PCB) डिजाइन सॉफ्टवेयर सामान्यतः पर "इंटरैक्टिव राउटर्स" प्रदान करता है - ड्राफ्टर एक पैड का चयन करता है और ईडीए (EDA) टूल को यह पता लगाने के लिए कुछ जगहों पर क्लिक करता है कि कहां जाना है, और ईडीए टूल तारों को उस पथ के जितना संभव हो सके बिना खंडित किए रखने की कोशिश करता है। डिज़ाइन नियम जाँच डीआरसी (DRC)। कुछ और उन्नत इंटरएक्टिव राउटर में एक इंटरेक्टिव राउटर में "पुश एंड शॉव" विशेषताएं होती हैं, ईडीए उपकरण अन्य नेट को रास्ते से हटा देता है, यदि संभव हो तो, एक नया तार लगाने के लिए जहां ड्राफ्टर इसे चाहता है और फिर भी डीआरसी का खंडित करने से बचता है।

आधुनिक पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर भी आम तौर पर "ऑटोराउटर" प्रदान करता है जो मानव हस्तक्षेप के बिना सभी शेष अनियंत्रित कनेक्शनों को रूट करता है।

ऑटोराउटर के मुख्य प्रकार हैं:

  • मेंज़ राउटर[1][2]
    • ली राउटर[3][1][4]
    • हैडलॉक राउटर[5]
    • फ्लड राउटर[1]
  • लाइन-जांच राउटर
    • मिकामी-ताहुची राउटर[6]
    • हाईटॉवर राउटर[7][4][8][1]
  • पैटर्न राउटर[4][8]
  • चैनल राउटर[9][8][4][10]
    • स्विचबॉक्स राउटर[10]
    • नदी रूटर[10]
    • स्पाइन और स्टिच राउटर[11]
  • ग्रिडलेस राउटर[12][8][4][13]
    • एरिया राउटर
    • ग्राफ सिद्धांत-आधारित राउटर[14]
      • ब्लडहाउंड राउटर[15][16][17](रकल-रेडैक द्वारा कैडस्टार / ज़ुकेन)
      • स्पेक्ट्रा[17](उर्फ एलेग्रो पीसीबी राउटर) (संस्करण 10 से ग्रिड रहित)
    • टोपोलॉजिकल राउटर
      • फ्री स्टाइल राउटर (उर्फ स्पीडवे, पी-सीएडी के लिए डॉस-आधारित ऑटोराउटर)
      • टॉप राउटर (एक विंडोज़-आधारित ऑटोराउटर, जिसका उपयोग एरेमेक्स के डेल्टा डिज़ाइन में भी किया जाता है)
      • टॉप राउटर (जीईडीए सूट के पीसीबी में एंथनी ब्लेक का ओपन-सोर्स राउटर)
      • टॉप राउटर(कैडसॉफ्ट/ऑटो डेस्क ईगल 7.0 और उच्चतर में टोपोलॉजिकल प्री-राउटर)
      • पीसीबी को सरल बनाएं (हैंड-राउटिंग परिणामों के साथ बंडल राउटिंग पर ध्यान देने वाला एक टोपोलॉजिकल राउटर)[18]

राउटर कैसे काम करते हैं

कई राउटर निम्नलिखित संयुक्त एल्गोरिदम निष्पादित करते हैं:

  • सबसे पहले, मोटे ग्रिड पर राउटिंग करके, प्रत्येक नेट के लिए एक अनुमानित पाठ्यक्रम निर्धारित करता हैं। इस चरण को वैश्विक राउटिंग[19] कहा जाता है और इसमें वैकल्पिक रूप से परतों से जुड़े कार्य शामिल हो सकते है। ग्लोबल राउटिंग निम्नलिखित विस्तृत राउटिंग चरणों के आकार और जटिलता को सीमित करता है, जिसे ग्रिड स्क्वायर द्वारा ग्रिड स्क्वायर किया जा सकता है।

विस्तृत राउटिंग के लिए, सबसे सामान्य तकनीक है रिप-अप और रीरूट जिसे ​​रिप-अप और पुनः रिट्राई के नाम से भी जाना जाता हैं।[1]

उस क्रम का चयन करें जिसमें नेट को रूट किया जाना है।

  • प्रत्येक नेट को क्रम से रूट करें
  • यदि सभी नेट को सफलतापूर्वक रूट नहीं किया जा सकता है, तो विभिन्न प्रकार की "क्लीनअप" विधियों में से कोई भी लागू करें, जिसमें चयनित राउटिंग हटा दिए जाते हैं, शेष नेट को रूट करने का क्रम बदल दिया जाता है, और शेष राउटिंग को फिर से करने का प्रयास किया जाता है।

यह प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक कि सभी नेट रूट नहीं हो जाते या प्रोग्राम हार नहीं मान लेता।

एक वैकल्पिक तरीका यह है कि शॉर्ट्स, डिज़ाइन नियमों के खंडित, अवरोधों आदि को तार की अतिरिक्त लंबाई के समान स्तर पर माना जाए - यानी, परिमित लागतों को कम करने के लिए के बजाय निरपेक्षता से बचा जाना चाहिए। यह बहु-पास "पुनरावृत्ति-सुधार" राउटिंग विधि[20] निम्न एल्गोरिथम द्वारा वर्णित है:

  • कई पुनरावृत्त पासों में से प्रत्येक के लिए:
  • "ऑब्जेक्टिव फंक्शन" के वजन मापदंडों को निर्धारित या समायोजित करें (अतिरिक्त तार लंबाई की प्रत्येक इकाई के लिए वजन पैरामीटर मान और प्रत्येक प्रकार के खंडित के लिए)। उदाहरण के लिए, पहले पास के लिए, अतिरिक्त तार की लंबाई को आमतौर पर एक उच्च लागत दी जा सकती है, जबकि डिजाइन के खंडित जैसे कि शॉर्ट्स, आसन्नता, आदि को कम लागत दी जाती है। बाद के पासों में, लागतों का सापेक्ष क्रम बदल दिया जाता है ताकि खंडित उच्च लागत वाले हों, या पूरी तरह से प्रतिबंधित हो सकते हैं।
  • एक अनुक्रम चुनें जिसमें इस पास के दौरान जाल को रूट किया जाना है।
  • "रिप अप" और बदले में प्रत्येक नेट को फिर से रूट करें, ताकि उस नेट के उद्देश्य फ़ंक्शन के मूल्य को कम किया जा सके। (कुछ राउटिंग में सामान्य रूप से शॉर्ट्स या अन्य डिज़ाइन खंडित होंगे।)
  • राउटिंग पूर्ण और सही होने तक अगले पुनरावृत्त पास पर आगे बढ़ें, इसमें और सुधार नहीं किया गया है, या कुछ अन्य समाप्ति मानदंड संतुष्ट हैं।

अधिकांश राउटर मुख्य रूप से "x" या "y" दिशात्मक तारों को ले जाने के लिए तारों की परतें प्रदान करते हैं, चूंकि ऐसे राउटर हैं जो इस तरह के असाइनमेंट की आवश्यकता से बचते हैं या कम करते हैं।[21] प्रत्येक दृष्टिकोण के फायदे और नुकसान हैं। प्रतिबंधित दिशाएँ बिजली आपूर्ति डिज़ाइन और इंटर-लेयर क्रॉसस्टॉक के नियंत्रण को आसान बनाती हैं, लेकिन मनमाने मार्गों की अनुमति देने से वायस की आवश्यकता कम हो सकती है और आवश्यक वायरिंग परतों की संख्या कम हो सकती है।

यह भी देखें

  • इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन
  • डिजाइन प्रवाह (ईडीए)
  • एकीकृत परिपथ डिजाइन
  • स्थान और मार्ग
  • ऑटो ध्रुवीयता (अंतर जोड़े)
  • ऑटो क्रॉसओवर (ईथरनेट)

संदर्भ

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  19. Soukup, Jirí (1979). "Global Router". Proceedings of the 16th Design Automation Conference. San Diego, CA, USA: IEEE Press. pp. 481–489.
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अग्रिम पठन

  • Scheffer, Louis K.; Lavagno, Luciano; Martin, Grant (2006). "Chapter 8: Routing". Electronic Design Automation For Integrated Circuits Handbook. Vol. II. Boca Raton, FL, USA: CRC Press / Taylor & Francis. ISBN 978-0-8493-3096-4.


बाहरी संबंध