¿Existe una aplicación disponible que le permita definir cada componente y sus conexiones en un circuito (como los diagramas de relaciones de entidades en el diseño de base de datos), y que la aplicación genere el uso más lógico del espacio en una PCB?
No, en realidad no. Lo que está pidiendo se llama colocación automática , que en gran medida no existe, y funciona mal cuando lo hace. Este es uno de esos problemas donde el cerebro humano es aún mejor que el software. Determinar el diseño es un problema complejo con un espacio de solución muy grande y, como tal, aún no ha dado lugar a nada más que implementaciones de software de juguete.
Sin embargo, la mayoría del resto de los esquemas a una tarjeta de PC pueden ser automatizados o al menos en gran parte asistidos por el software comúnmente disponible. Incluso para el diseño donde el humano toma las decisiones, el software puede asegurarse de que se cumplan algunas reglas básicas.
Una vez que tenga un diseño, que define dónde van las partes en el tablero, el siguiente paso es enrutamiento . Eso se refiere a averiguar dónde van todas esas pistas de cobre que forman las conexiones entre las partes. Para este paso, el software de enrutador automático está disponible y puede ser útil. Incluso eso no es hasta el punto en que puedas disparar y olvidar, pero dicho software puede encargarse de muchos de los detalles por ti.
Por lo general, el enrutamiento es un proceso iterativo entre el ajuste manual de algunas cosas, y luego deja que el software haga el trabajo duro de enrutar las cosas que son menos críticas. A veces el software no puede encontrar una solución, o no te gusta lo que hizo. Luego, mueve algunas cosas, enruta manualmente algunos rastros, establece algunas restricciones y deja que el software intente nuevamente.
Cualquier cosa que se llame a sí misma un paquete E-CAD (Diseño asistido por computadora eléctrica) tendrá capacidad de enrutamiento y captura esquemática. Algunos también tendrán capacidad de enrutamiento automático o, al menos, la opción de agregarlo. Algunos ejemplos de dicho software E-CAD son Eagle, Altium y muchos otros.
Como se mencionó en las respuestas anteriores, esta es básicamente la función de Automatización del diseño electrónico (EDA) o herramientas de diseño asistido por computadora (CAD).
El proceso de introducción de conexiones entre los componentes se conoce como captura esquemática . Hoy en día, normalmente se realiza de forma gráfica en lugar de textual (como en SPICE tradicional). El esquema puede estar anotado con indicadores adicionales para mostrar, por ejemplo, qué cables deben tener altas corrientes, qué cables deben colocarse con impedancia controlada o cuáles deben coincidir entre sí.
La herramienta EDA convierte el esquema gráfico en un archivo netlist , que puede ser un archivo de texto simple o algún tipo de archivo binario.
La lista de redes se importa a una herramienta de diseño layout . Para mejorar el enrutamiento automático, el usuario tiene que programar cuidadosamente restricciones que indiquen las reglas de diseño que la herramienta debe seguir en colocar los componentes y enrutamiento el cables entre ellos. La gestión de estas restricciones para obtener los mejores resultados es la principal habilidad necesaria para usar el autoplacer y el autoouter de manera efectiva, y puede consumir mucho tiempo.
En mi experiencia, como lo indican otros, obtengo mejores resultados al hacer la colocación y el enrutamiento manuales, posiblemente con ayuda de alguna herramienta. Por ejemplo, hago la mayoría del enrutamiento manualmente, pero uso la herramienta para enrutar varias líneas en paralelo después de que solo coloco una de las líneas. O usa la herramienta para agregar zig-zags a una línea para que coincida en longitud con otra línea.
La O.P. básicamente describe un paquete de software EDA. Tal software existe: Cadsoft EAGLE, OrCAD, KiCAD, Altium, por nombrar algunos.
La parte encargada de crear automáticamente un diseño a partir del esquema se llama PCB autoutouter . Pero tenga en cuenta que los diseños generados por los enrutadores automáticos rara vez son los más lógicos. Muchos diseñadores profesionales de PCB no usan autodrutadores.
La base de datos que describe suena muy parecida al modelo SPICE que se encuentra debajo de casi todos los programas de simulación electrónica / CAD de alguna manera u otra. El antiguo SPICE de la línea de comando es, estoy bastante seguro, disponible gratuitamente & código abierto.
La conversión de ese modelo a un diseño de PCB ( en teoría ) debe ser una cuestión de encontrar un paquete PCB-CAD & importa la base de datos en el formato correcto y luego le indica que enrute automáticamente la PCB. En la práctica, probablemente necesite un poco de trabajo de fondo para vincular la simulación con componentes específicos, huellas, etc.
Sin embargo, el enrutamiento automático es la peor forma de diseñar una PCB y es probable que resulte en un diseño poco eficiente y sin espacio que use más pistas, capas, vías o enlaces de los que necesita. >
Autoroute funcionará para cosas muy básicas, pero entonces también puedes repartirlas manualmente todo el tiempo que te ahorre. Para algo más complejo, levantará sus manos y te dejará el resto, habiendo hecho un nido de ratas de la primera mitad para que puedas desenredar.