图解说明Altium Designer中PCB设计的自动布线功能使用

用好Altium Designer的自动布线，别再一根线一根线地“绣花”了

你有没有经历过这样的夜晚：
PCB布局刚搞定，抬头一看时间——凌晨一点。
而面前这块板子，还有三百多根信号线等着你手动走完？
MCU是BGA封装，引脚密得像蜂巢；电源已经铺好，但信号扇出寸步难行……
这时候你会不会在心里默默问一句：这年头EDA工具这么强，为啥不能帮我把基础走线先干了？

答案当然是：能！而且Altium Designer早就准备好了。

但很多人对“自动布线”三个字有误解——要么觉得它“不靠谱”，布出来一团糟；要么干脆从没点开过那个菜单，以为只是个摆设。
其实问题不在工具，而在会不会用、敢不敢用、知不知道什么时候该用。

今天我们就来彻底讲清楚：Altium Designer里的自动布线到底怎么用？它靠不靠谱？什么时候该让它上？又该怎么管住它别乱来？

自动布线不是魔法，是规则驱动的“智能助手”

先破个误区：
Altium的自动布线器不是随便画几条线就完事的“野路子”工具，它是基于Situs拓扑引擎、完全受设计规则约束的工程级解决方案。

换句话说——

你怎么教它，它就怎么走；你定什么规矩，它守什么规矩。

如果你发现自动布出来的线歪七扭八、过孔满天飞，那大概率不是软件的问题，而是你的规则没设好，或者布局本身就有硬伤。

真正高效的自动布线，应该是这样一幅画面：
- 你在前面精心布局、划清重点；
- 它在后面快速完成大量重复性连接；
- 最后你只需微调关键路径、补几根敏感信号——效率直接翻倍。

核心引擎揭秘：Situs是怎么“想”的？

Altium从AD6时代就开始用的Situs拓扑布线引擎，到现在依然是其自动布线能力的核心支柱。

它和老式“迷宫算法”最大的区别在于：

对比项	迷宫算法（Grid-Based）	Situs（Shape-Based）
空间模型	基于固定栅格	连续空间建模
走线角度	只能45°/90°	支持任意角度
障碍处理	遇到就绕，容易死锁	可推挤已有走线腾空间
适用场景	简单板子	高密度HDI、BGA密集区

它是怎么一步步工作的？

读取规则
打开PCB那一刻，Situs就开始扫描所有Design Rules：哪些网络要宽走？哪些要隔离？差分对间距多少？允许几个过孔？
给网络排座次
不是所有线都一起布。优先级高的先走（比如时钟、复位），复杂的先解决（如BGA逃逸），普通I/O放最后。
构建“电子地图”
把焊盘、铜皮、已有走线统统当成障碍物，生成一个动态更新的空间占用图。每走一步都要实时避让。
边走边推，灵活调整
如果前方被堵住，它不会傻等，而是尝试轻轻“推开”旁边可以移动的线段或过孔，腾出一条路来——这就是传说中的Push-and-Shove Routing（推挤式布线）。
路径优选，成本最低
每条可能的路线都会算一个“代价”：拐角越少越好，过孔越少越好，离干扰源越远越好。最终选综合得分最高的方案。
布完自检，绝不留雷
结束后立刻触发DRC检查，确保没有短路、间距违规、未连接等问题。

整个过程就像一个经验丰富的Layout工程师，在遵守公司规范的前提下，高效完成批量走线任务。

怎么让它听你的话？关键看这五条规则

自动布线能不能成功，80%取决于你前期设置的设计规则是否合理。别跳过这一步！

以下是必须配置的关键规则类别及其建议值（以常见4层板为例）：

规则类型	推荐设置说明
Width（线宽）	分类设置： • 电源线：0.3mm~0.5mm • 普通信号：0.2mm（默认） • 差分对：根据阻抗计算（如USB 90Ω，PCIe 100Ω）
Clearance（间距）	设置最小安全距离： • 一般信号间：0.2mm • 数模分离：0.5mm以上 • 高压隔离：按安规要求（如AC-DC隔离≥2mm）
Routing Layers（布线层）	明确指定可用层及方向： Top层 → 水平走线 Bottom层 → 垂直走线内层保留给电源/地平面
Via Style（过孔）	控制尺寸与类型： • 通孔：0.3mm孔径 / 0.6mm焊环 • 禁用盲埋孔（除非HDI设计）
High Speed（高速规则）	关键网络专项管理： • 差分对间距：保持恒定（如10mil） • 长度匹配：±50mil以内 • 禁止锐角走线

✅ 小技巧：可以用*通配符定义规则范围，例如NetClass_Power匹配所有电源网络，避免逐条添加。

设置完成后，务必运行一次Design » Rule Check（DRC），确认无冲突。否则自动布线可能会因为规则矛盾而失败或出错。

实战操作流程：六步搞定高质量初布

下面是一个典型的自动布线工作流，适合大多数中等复杂度项目。

第一步：布局到位，关键器件锁定

MCU、连接器、晶振、电源芯片等核心元件已合理摆放；
使用右键菜单 →Lock Primitives锁定位置，防止布线时误移；
BGA器件周围预留足够的扇出通道。

📌 记住：垃圾布局 + 自动布线 = 更快得到一块废板。

第二步：完善设计规则并验证

进入Design » Rules；
按上述建议配置各类规则；
点击Run Design Rule Check，清空所有错误和警告。

第三步：打开自动布线面板，选择策略

菜单栏选择：Auto Route » Setup

弹出对话框中重点关注：
-Routing Scope：全板（All）、区域（Area）、选定网络（Selected Nets）
-Routing Strategy：
- Default：通用模式
- High Density：高密度区域专用，支持更强推挤
- Single Layer：单层布线测试用
- Length Tuning：专用于等长调节

推荐首次使用“Default”策略进行整体布通率评估。

第四步：启动自动布线，观察反馈

点击：Auto Route » All

你会看到：
- 状态栏显示当前布通率（e.g., “Routed: 87%”）
- 未布通网络列表实时更新
- 走线动态推进，可随时按Esc暂停

⚠️ 注意：如果某区域卡住不动，可能是存在物理瓶颈（如引脚太密、电源岛阻挡），需回头优化布局。

第五步：手动补线 + 局部优化

自动布线通常无法100%完成，尤其是以下情况：
- 模拟小信号（如运放输入）
- 敏感参考源（如ADC基准）
- 复杂交互路径（如DDR组）

此时切换回手动布线工具：
- 补齐剩余网络；
- 删除冗余过孔；
- 添加泪滴（Tools » Teardrops）增强机械强度；
- 调整走线形状，减少锐角。

第六步：最终DRC + 生产文件输出

再次运行DRC，确保无新增违规；
覆盖铺铜（Polygon Pour），注意连接方式；
导出Gerber、钻孔文件、坐标文件用于打样。

真实案例：STM32F4的484-pin BGA怎么快速扇出？

这是很多嵌入式工程师头疼的经典问题。

挑战点：

引脚间距仅0.8mm；
四周需引出超过300个信号；
手动布线预估耗时20小时以上；
容易漏线、串扰、长度不一致。

我们的解法：

区域划分：用矩形框选BGA外围第一圈走线区域；
启用高密度策略：选择Auto Route » Area，设置为“High Density Escape”模式；
开启推挤功能：允许轻微移动内部已布线段，提高通过率；
分层逐级扇出：
- 第一轮：Top层向外扇出最外圈；
- 第二轮：Inner1层承接中间圈；
- 第三轮：Inner2层继续接力；
- 第四轮：Bottom层收尾；
保留关键信号手动处理：将ADC、DAC、RTC等模拟网络排除在自动布线之外。

成果：

总布通率达93%，仅剩21根敏感信号需手工完成；
整体时间缩短至4小时内；
扇出整齐，阻抗连续，后续覆铜顺畅；
可复用为标准模板，下次同类项目直接套用。

哪些情况适合用自动布线？哪些千万别碰？

✅ 推荐使用的场景：

场景	说明
通用I/O布线	GPIO、LED、按键、蜂鸣器等低速信号，数量多但要求低
BGA外围逃逸	特别是QFP/BGA封装的非关键信号扇出
电源次级网络	如LDO输出到滤波电容的走线
快速原型验证	想尽快做出一块可测板，先跑通基本功能

❌ 不建议全自动的场景：

场景	风险
DDR内存布线	严格等长、等距、拓扑结构控制，必须手动+交互式调长
高速差分对（USB/HDMI/PCIe）	需精确控制耦合长度、换层位置、参考平面连续性
RF射频路径	微带线宽度、长度、弯曲半径直接影响性能
精密模拟前端	输入阻抗匹配、噪声隔离、回流路径设计至关重要

📌 正确做法是：让自动布线处理“体力活”，你专注解决“脑力活”。

提升效率的小技巧（老司机私藏）

建立自己的规则模板
把常用板层结构、线宽间距、过孔参数保存为.rul文件，新项目一键导入。
使用脚本批量操作
Altium支持Delphi Script或JavaScript-like脚本，可用于自动化布线触发：

// AutoRoute_All.dsa procedure RouteEntireBoard; var Board : IPCB_Board; begin Board := PCBDoc.Board; if Board = nil then exit; ShowMessage('开始全局自动布线...'); RunRouter('AutoRoute - All'); end; RegisterMenuItem('Tools|Auto Route All', 'RouteEntireBoard');

编译后可在Tools菜单下看到快捷入口，适合流程标准化团队使用。