95609a6b6a
The board now routes end to end. Every net carrying two or more pads is a single connected copper group (216 nets, 1175 pads); kicad-cli reports 0 DRC violations and 0 unconnected items with zones refilled. Freerouting was never the blocker. The 14 remaining opens were three separate defects: 1. Obstacles in route_local_power.py modelled every pad as its axis-aligned bounding box. A 0.8-mm BGA dogbone site sits diagonally between four lands: true clearance 0.1407 mm, but the box test measured 0.4 mm from the box edge and rejected it, so no via could be placed anywhere in the Ti375 escape field. Replaced with an exact rounded-rectangle model, validated against KiCad's own SHAPE::Collide to 0.00 um over 14850 samples. Same 0 DRC and one fewer unconnected at the route_local_power stage. 2. CLOCK's 0.15-mm clearance cannot physically escape the BGA: two adjacent 0.45-mm dogbone vias on 0.8-mm pitch leave a 0.35-mm channel and a 0.10-mm trace needs 0.40 mm. HARD_TCK and MAX_SCLK could never leave the package. New rule "Ti375 escape field copper clearance" relaxes clearance to the 0.10 mm this field already uses, only where both objects are inside U1's courtyard. The clock trunk keeps 0.15 mm outside it. 3. RF_NO_DIGITAL was a rectangle reaching 7 mm past the RF line, covering the MAX2771's whole digital pin field and forcing every U21 output onto F.Cu alone. Narrowed to the corridor generate_pcb.py already reserves as TEMP_RF_LINE (y <= 43.7), clearing RF copper by 1.1 mm. The RF return path is guaranteed by the unrouted L2/L7 ground planes, not by this area. scripts/close_remaining.py replaces the ad-hoc residual scripts: a multi-layer maze over (x, y, layer) at 0.1 mm on all five routable layers, seeded from all copper of both groups, exact clearances, 0.10-mm necking inside the escape field, and reversible rip-up that rolls back entirely if a displaced net cannot be put back. ~150 s for the whole board. Also removes the regenerable intermediate boards, one-off session logs and the superseded residual scripts, and tracks board_routed.* as the deliverable. The 402 schematic-parity warnings are pre-existing and unchanged: 199 auto-named unconnected pins, 199 footprint library-nickname mismatches, and 4 mounting holes with no symbol. None affects connectivity or fabrication. Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com> Claude-Session: https://claude.ai/code/session_012KaTmCCxCEW4awsmXRNT1d
305 lines
14 KiB
Markdown
305 lines
14 KiB
Markdown
# Üretim, doğrulama ve routing akışı
|
||
|
||
## Gereksinimler
|
||
|
||
- KiCad 10.x ve `kicad-cli`.
|
||
- KiCad ile aynı sürümden `/usr/bin/python3` ve `pcbnew` modülü.
|
||
- Python paketleri: `pip install -r requirements.txt`.
|
||
- Yoğun sinyal routing aşaması için isteğe bağlı Freerouting 2.3.x.
|
||
|
||
`pcbnew` kullanan scriptler sistem Python'u ile çalıştırılmalıdır. Normal
|
||
Python ortamına yalnızca `pip install pcbnew` yapmak KiCad ABI uyumluluğunu
|
||
garanti etmez.
|
||
|
||
## Dosya üretim sırası
|
||
|
||
Repository kökünden:
|
||
|
||
```bash
|
||
python3 scripts/generate_footprints.py
|
||
python3 scripts/generate_kicad.py
|
||
python3 scripts/generate_design_tables.py
|
||
/usr/bin/python3 scripts/generate_pcb.py
|
||
```
|
||
|
||
Bu sıralama:
|
||
|
||
1. Özel footprintleri üretir.
|
||
2. `design_data.py` üzerinden şema hiyerarşisini ve BOM'u üretir.
|
||
3. Efinity C529 paket verisine karşı pin tablolarını doğrular ve üretir.
|
||
4. 8 katmanlı stackup, kurallar, zone'lar ve placement ile PCB'yi üretir.
|
||
|
||
`design_data.py` çalıştırıldığında dahili bağlantı assertion'ları da yürütülür:
|
||
|
||
```bash
|
||
python3 scripts/design_data.py
|
||
```
|
||
|
||
## Şema ve placement doğrulaması
|
||
|
||
```bash
|
||
kicad-cli sch erc --severity-all \
|
||
-o outputs/erc_final_reset.rpt hardware/board.kicad_sch
|
||
|
||
kicad-cli pcb drc --severity-all \
|
||
-o outputs/drc_final_placement.rpt hardware/board.kicad_pcb
|
||
```
|
||
|
||
Unrouted placement aşamasında unconnected-pad ve isolated-zone kayıtları
|
||
beklenir. Clearance, short, courtyard, solder-mask, edge ve footprint hataları
|
||
beklenmez.
|
||
|
||
## Routing sırası
|
||
|
||
### 1. BGA escape
|
||
|
||
```bash
|
||
/usr/bin/python3 scripts/preroute_bga.py \
|
||
hardware/board.kicad_pcb hardware/board_prerouted.kicad_pcb
|
||
```
|
||
|
||
Ti375'in bağlı ball'larına kilitli 0.8 mm pitch dogbone/via escape ekler.
|
||
|
||
### 2. Güç katı
|
||
|
||
```bash
|
||
/usr/bin/python3 scripts/route_power_stage.py \
|
||
hardware/board_prerouted.kicad_pcb \
|
||
hardware/board_power_routed.kicad_pcb
|
||
```
|
||
|
||
Autorouter'dan önce aşağıdaki yüksek akım hatlarını deterministik ve kilitli
|
||
olarak route eder:
|
||
|
||
- TPS6287B15 giriş kapasitörü, SW, indüktör, çıkış kapasitörü ve remote-sense.
|
||
- TPS62867 1.8 V / 3.3 V giriş-SW-çıkış döngüleri ve plane via dizileri.
|
||
- Converter bölgesindeki SYS5 dağıtımı ve ana güç geçişleri.
|
||
|
||
SW node bakırı küçük tutulmalı; feedback/sense hatları SW ve indüktörden uzak,
|
||
Kelvin bağlantılı götürülmelidir. Autorouter bu kararları vermez.
|
||
|
||
Bu aşama stitching'den **önce** gelir. Tersi sırada plane stitching, buck
|
||
çıkışının geçmesi gereken koridora via bırakıp yüksek akım yolunu kesiyordu.
|
||
|
||
### 3. Yerel plane bağlantıları
|
||
|
||
```bash
|
||
/usr/bin/python3 scripts/stitch_plane_pads.py \
|
||
hardware/board_power_routed.kicad_pcb \
|
||
hardware/board_plane_stitched.kicad_pcb
|
||
```
|
||
|
||
Yalnızca altında gerçekten aynı nete ait dolu plane bulunan SMD güç/GND
|
||
padlerini kısa dogbone ile bağlar. Bu işlem yüksek akım buck loop routinginin
|
||
yerini tutmaz. RF/USB geçici keepoutlarına through-via koymaz; edge-launch J2
|
||
ground bağlantıları final RF ground zone/via-fence aşamasına bırakılır.
|
||
|
||
### 4. Yerel güç tamamlama
|
||
|
||
```bash
|
||
/usr/bin/python3 scripts/route_local_power.py \
|
||
hardware/board_plane_stitched.kicad_pcb \
|
||
hardware/board_power_local.kicad_pcb --clocks
|
||
```
|
||
|
||
`--clocks` clock sınıfını da burada, autorouter başlamadan kapatır; böylece
|
||
saat hatları sabit bakır olarak DSN'e girer ve router onları bozamaz.
|
||
|
||
Plane ve plane stitching'in ulaşamadığı güç bağlantılarını tamamlar: adasının
|
||
hemen dışında kalan pad'ler, plane'i olmayan küçük raylar (`FTDI_1V8`,
|
||
`IMU_VREGD`, anten bias hatları) ve her LDO'nun etrafındaki yerel giriş/çıkış
|
||
döngüleri. Gerçek connectivity grafiği üzerinde çalışır: ayrık kalan her grup
|
||
için ya kendi plane'ine via indirir ya da en yakın gruba 45 derecelik yol
|
||
çeker. Bütün sonuçlar kilitlidir.
|
||
|
||
İki fazlıdır. Önce bütün raylar için yalnızca plane inişi ve kısa doğrudan
|
||
yollar denenir; ikinci fazda kalanlar ara nokta üzerinden dolaşabilir. Bu ayrım
|
||
olmadan listedeki ilk ray, sonraki bir rayın kısa bağlantı için ihtiyaç duyduğu
|
||
boşluğu uzun yollarla harcar.
|
||
|
||
Bir grubu kendi plane'ine indirmek, o adada başka grup yoksa grup sayısını
|
||
düşürmez. Bu yüzden ilerleme, `reach_plane`'in döndürdüğü değere değil grup
|
||
sayısının gerçekten azalmasına bakılarak ölçülür ve zaten plane'e bağlı gruplar
|
||
atlanır. Aksi halde aynı pad çevresinde her turda 0.4 mm daha dışarıda yeni bir
|
||
via açılır ve ray tek bir pad'in etrafında onlarca gereksiz via'dan oluşan bir
|
||
"via cloud" ile biter.
|
||
|
||
Bu aşama güç raylarını autorouter'a bırakmamanın karşılığıdır. Freerouting
|
||
DSN'de plane göremez; `GND` ve `VCC3V3` gibi rayları ona verseydik yüzlerce
|
||
pad'i plane yerine trace ile birbirine bağlamaya çalışırdı.
|
||
|
||
### 5. Freerouting için sınıf bazlı DSN
|
||
|
||
```bash
|
||
/usr/bin/python3 scripts/export_routing_stage.py \
|
||
hardware/board_power_local.kicad_pcb outputs/signal_stage.dsn \
|
||
--classes "Default;BGA_ESCAPE;CLOCK" \
|
||
--extra-nets "ANT_BIAS_SW;EXT5_PROT;FTDI_1V8;FTDI_VPHY;FTDI_VPLL;USB5_PROT;VBUS_RAW" \
|
||
--fixed-copper keepout
|
||
```
|
||
|
||
`--extra-nets`, POWER sınıfında olduğu için sınıf filtresine takılan ama
|
||
plane'i de bulunmayan rayları listeler; yerel tamamlama bunlardan artakalan
|
||
bağlantıları autorouter'a devreder.
|
||
|
||
Route edilmeyen netlerin bakırı `--fixed-copper keepout` ile her parça için bir
|
||
rule area olarak aktarılır: router o bakırı görmez, yalnızca etrafından dolaşır.
|
||
`--fixed-copper wire` alternatifi bakırı kendi netinde `(type fix)` wire olarak
|
||
yazar ve netleri network bölümünde pinsiz tanımlar; daha az alan üretir ama bu
|
||
kartta pass başına yaklaşık dört kat yavaş çalışır.
|
||
|
||
Buradaki alan sayısı doğrudan yerel güç aşamasının ne kadar bakır bıraktığına
|
||
bağlıdır: via cloud'lar temizlendikten sonra 4146 keepout 2541'e düştü.
|
||
|
||
Bu aşamanın autorouter'ı hâlâ **Freerouting 2.3.0**'dır (aşağıda). KiCad 10 DSN
|
||
clearance değerlerini doğru ölçekte okur; `-mt 1` ile çalıştırılır (çok-thread
|
||
optimizasyon clearance ihlali üretebiliyor).
|
||
|
||
`hardware/power_routes.json` ve `hardware/critical_routes.json` el çizimi
|
||
geometriyi veri olarak tutar (bkz. `hardware/routes_schema.md`); tek seferlik
|
||
üretim: `/usr/bin/python3 scripts/_extract_fixed_routes.py`.
|
||
|
||
> Bu repoda bir zamanlar `router/` altında bağımsız bir C++ autorouter +
|
||
> Qt GUI (`pcbrouter`) vardı. Yoğun 8 katmanlı sinyal aşamasında Freerouting
|
||
> kadar tamamlamadığı için kartın routing akışında hiç kullanılmadı ve
|
||
> 2026-09-01'de repodan çıkarıldı (`../pcbrouter-cpp-20260901.tar.gz` olarak
|
||
> arşivlendi). Sinyal aşaması Freerouting 2.3.0, kalan bağlantılar
|
||
> `close_remaining.py` ile kapatılır.
|
||
|
||
```bash
|
||
.tools/freerouting-2.3.0/app/freerouting-2.3.0-linux-x64/bin/freerouting \
|
||
-de outputs/signal_stage.dsn -do outputs/signal_stage_pass4.ses \
|
||
-mp 4 -mt 1 -us Greedy -is prioritized
|
||
```
|
||
|
||
Bu tasarımda Freerouting'in 20-25 bağlantıda plato yapması beklenen durumdur;
|
||
onu sıfıra ulaşana kadar açık bırakmak session'ın hiç yazılmamasına yol açar.
|
||
`-mp 4` global yoğun rotayı sınırlar ve kalan bağlantılar varken de geçerli SES
|
||
yazar. İnce BGA/FTDI çıkışları, mevcut dogbone ve track uçlarını anchor olarak
|
||
kullanan KiCad-side finisher tarafından sonraki adımda tamamlanır. Böylece SES
|
||
kaydı için sıfır unrouted önkoşulu yoktur; sıfır bağlantı ve sıfır DRC yalnızca
|
||
son KiCad kontrolünün kabul ölçütüdür.
|
||
|
||
RF, USB ve güç converter loopları otomatik sonuca bırakılmaz. Bu netler DSN'de
|
||
hiç yoktur; yerlerini `generate_pcb.py` içindeki `TEMP_` rule area'ları tutar.
|
||
`TEMP_*_BELOW` alanları RF ve USB altındaki referans/routing katmanlarını,
|
||
`TEMP_RF_LINE` ve `TEMP_USB_*` koridorları ise `finalize_routing.py`'nin
|
||
kuracağı geometrinin F.Cu izini korur. CLOCK sınıfı kendi genişlik/clearance
|
||
kurallarıyla route edilir ve finalde ayrıca incelenir.
|
||
|
||
### 6. Kritik hatları kur ve session'ı sonlandır
|
||
|
||
```bash
|
||
/usr/bin/python3 scripts/finalize_routing.py \
|
||
outputs/signal_stage_pass4.ses \
|
||
--base hardware/board_power_local.kicad_pcb \
|
||
--output hardware/board_routed.kicad_pcb \
|
||
--finish-nets auto
|
||
```
|
||
|
||
Bu işlem Freerouter'ın RF ve USB üzerindeki copperını kaldırır, geçici rule
|
||
area'ları siler, denetlenmiş RF/USB geometrisini ekler ve RF GND via fence'i
|
||
kurar. Ardından koridorlar boşaldığı için `stitch_plane_pads` ve
|
||
`route_local_power` bir kez daha çalıştırılır; bu, RF/USB bölgesindeki güç
|
||
pad'lerinin plane'e ulaşabildiği tek andır. Kalan CLOCK, BGA_ESCAPE, Default ve
|
||
yalnız düşük-akım yerel POWER netleri `finish_signal_routes.py` ile kapatılır;
|
||
5-V giriş yolları ile ana FPGA rayları dar fallback route'a kesinlikle verilmez.
|
||
Son olarak dangling copper temizlenir, plane'lerde island temizliği açılır ve
|
||
zone'lar doldurulur.
|
||
|
||
### 7. Kalan bağlantıları kapat
|
||
|
||
```bash
|
||
/usr/bin/python3 scripts/close_remaining.py \
|
||
hardware/board_routed.kicad_pcb --deadline 60 --ripup-depth 2
|
||
```
|
||
|
||
Freerouting ve yerel tamamlama adımlarından sonra kalan her açık bağlantıyı tek
|
||
bir çok katmanlı maze router ile kapatır. Bu adımın yerini aldığı eski
|
||
artık-bağlantı scriptlerinin sabit bir şekli vardı: A pad'inin yanına via, tek
|
||
bir katmanda A*, B pad'inin yanına via. Bu şekil, dört dogbone noktası da dolu
|
||
olan bir 0.8 mm BGA balını kaçıramaz ve sinyal hatlarının adalara böldüğü bir
|
||
güç pour'unu köprüleyemez. Bu kartta kalan başarısızlıklar tam olarak bunlardı,
|
||
bu yüzden o scriptler kaldırıldı.
|
||
|
||
`close_remaining.py`:
|
||
|
||
- Beş route edilebilir katmanın hepsinde `(x, y, katman)` üzerinde 0.1 mm
|
||
adımla arar; via'nın yasal olarak sığdığı her yerde katman değiştirir.
|
||
- Başlangıç ve hedef, birleştirilen iki grubun **bütün** bakırıdır (pad, track,
|
||
via); tek bir pad değil.
|
||
- Clearance'ı gerçek pad/track/via geometrisinden, gerçek net-class
|
||
değerleriyle hesaplar.
|
||
- Bakırı U1 courtyard'ı içinde 0.10 mm'ye daraltır (iki 0.8 mm land arasından
|
||
geçen tek genişlik), dışarıda net-class genişliğini kullanır.
|
||
- Yabancı bir güç pour'unun içine girmez; böylece yeni bir hat bir güç adasını
|
||
ikiye bölemez.
|
||
- Sığmayan bir bağlantı için autorouter bakırını **geri alınabilir şekilde**
|
||
söker: hattı geçirir, yerinden ettiği netleri tekrar route eder, biri geri
|
||
konamazsa her şeyi eski haline döndürür. Rip-up kartı asla bulduğundan daha
|
||
kötü bırakmaz.
|
||
|
||
Eklenen her şey kilitlidir. Sonrasında zone'lar doldurulur ve dangling bakır
|
||
temizlenir.
|
||
|
||
#### Bu adımın gerektirdiği iki kural değişikliği
|
||
|
||
**1. `Ti375 escape field copper clearance` (yeni, `board.kicad_dru`).**
|
||
0.8 mm ball pitch, iki komşu 0.45 mm dogbone via arasında 0.35 mm'lik bir
|
||
kanal bırakır. 0.10 mm'lik bir hat bu kanala escape alanının 0.10 mm bakır
|
||
minimumunda sığar, CLOCK sınıfının 0.15 mm'sinde sığmaz (0.10 + 2x0.15 = 0.40
|
||
> 0.35). Bu yüzden `HARD_TCK` ve `MAX_SCLK` paketten hiç çıkarılamıyordu. Yeni
|
||
kural, **her iki nesne de** U1 courtyard'ının içindeyken clearance'ı bu alanın
|
||
geri kalanının zaten kullandığı 0.10 mm'ye indirir. Clock trunk, U1
|
||
courtyard'ından çıkar çıkmaz 0.15 mm'sine geri döner.
|
||
|
||
**2. `RF_NO_DIGITAL` artık RF hattının koridoru kadar.**
|
||
Alan (152, 36)-(174.5, **49.5**) dikdörtgeniydi; RF bakırı ise y <= 42.6'da
|
||
kalıyor. Yani alan, RF hattının 7 mm güneyine kadar uzanıyor ve MAX2771'in
|
||
bütün dijital pin sıralarını (y = 44.5 .. 47.4) içine alıyordu. Sonuç: U21'in
|
||
her dijital çıkışı yalnız F.Cu'dan kaçmak zorundaydı ve sığmıyordu. Alan
|
||
(152, 36)-(174.5, **43.7**) yapıldı; bu, `generate_pcb.py`'nin `TEMP_RF_LINE`
|
||
olarak zaten ayırdığı koridorun aynısıdır ve RF bakırını 1.1 mm açıkla geçer.
|
||
RF dönüş yolu zaten bu alan tarafından değil, üzerinde hiç route edilmeyen
|
||
L2/L7 GND plane'leri tarafından garanti edilir.
|
||
|
||
### 8. Final kontroller
|
||
|
||
```bash
|
||
kicad-cli pcb drc --severity-all --schematic-parity --refill-zones \
|
||
--save-board -o outputs/drc_final_routed.rpt \
|
||
hardware/board_routed.kicad_pcb
|
||
|
||
/usr/bin/python3 scripts/report_routing.py hardware/board_routed.kicad_pcb
|
||
```
|
||
|
||
DRC "yanlış olan var mı" sorusunu, `report_routing.py` ise "eksik olan var mı
|
||
ve bakır kurallarına uyuyor mu" sorusunu yanıtlar: hâlâ birden fazla parçaya
|
||
bölünmüş netleri, net-class başına gerçekten kullanılan hat genişliğini
|
||
(Specctra gidiş-dönüşünde sessizce değişebilen değer) ve katman dağılımını
|
||
listeler.
|
||
|
||
Final kartta unconnected item, short, clearance, isolated copper veya
|
||
schematic-parity hatası kabul edilmez. RF uzunlukları, USB eşleşmesi, güç
|
||
loopları, return path ve test-point erişimi görsel olarak da incelenmelidir.
|
||
|
||
## Script özeti
|
||
|
||
| Script | Görev |
|
||
|---|---|
|
||
| `design_data.py` | Tek kaynak komponent/net verisi ve bağlantı assertion'ları |
|
||
| `generate_footprints.py` | Üretici land-patternlerinden özel footprint üretimi |
|
||
| `generate_kicad.py` | Şema, sembol ve BOM üretimi |
|
||
| `generate_design_tables.py` | Ti375 pinout/constraint ve MAX2771 tablo üretimi |
|
||
| `generate_pcb.py` | Stackup, rule, zone ve deterministic placement üretimi |
|
||
| `preroute_bga.py` | Kilitli Ti375 dogbone escape |
|
||
| `stitch_plane_pads.py` | Yerel pad-to-plane bağlantıları |
|
||
| `route_power_stage.py` | Buck yüksek-akım döngüleri ve plane girişleri |
|
||
| `route_local_power.py` | Plane'e ulaşamayan güç bağlantılarının deterministik tamamlanması |
|
||
| `export_routing_stage.py` | Seçili net-class için DSN üretimi |
|
||
| `prepare_freerouting_dsn.py` | Yalnız doğrulanmış farklı router build'leri için opsiyonel DSN clearance ölçekleme |
|
||
| `finalize_routing.py` | SES importu ve denetlenmiş RF/USB geometrisi |
|
||
| `finish_signal_routes.py` | Global router'ın bıraktığı yerel bağlantıları gerçek KiCad obstacle modeliyle tamamlar |
|
||
| `close_remaining.py` | Kalan bütün açık bağlantıları çok katmanlı maze + geri alınabilir rip-up ile kapatır |
|
||
| `report_routing.py` | Routed kartta eksik bağlantı, hat genişliği ve katman dağılımı raporu |
|