Kicad Master · 11 September 2026

OrthoRoute : le routeur GPU qui défie les backplanes — et assume ses limites

Quand un journaliste de Hackaday décide de router une carte que les autorouteurs traditionnels refusent, il ne se contente pas de râler : il écrit son propre plugin KiCad, propulsé par un GPU. OrthoRoute est arrivé sans tambour ni trompette, avec un algorithme vieux de trente ans et des contraintes si strictes qu’elles feraient fuir la plupart des concepteurs. Mais cette fois, les benchmarks sont là — et ils racontent une histoire plus nuancée qu’un simple « miracle GPU ».

Le PCB monstre qui fait trembler les routeurs

Il y a des cartes qui donnent des sueurs froides. Des backplanes à plusieurs milliers de nets, des cartes serveur à seize couches, des designs où chaque piste compte et où la moindre erreur coûte une itération de fabrication. Pour ces monstres, les autorouteurs traditionnels — ceux qui tournent sur CPU et qui ont fait leurs preuves dans les années 2000 — jettent l’éponge. Ils saturent, se perdent dans des millions de chemins possibles, et finissent par abandonner avec un taux de routage pitoyable. Le concepteur n’a alors que deux options : router à la main pendant des semaines, ou repenser son design pour le rendre plus simple.

Ce problème, Brian Benchoff l’a rencontré de plein fouet. En tant qu’auteur du blog Hackaday, il passe ses journées à couvrir les projets les plus fous de la communauté électronique. Mais quand il s’est retrouvé face à sa propre carte monstre — un backplane avec des milliers de nets à router, le genre de design qui « stoppe les routeurs traditionnels dans leur élan » — il a décidé de ne pas se contenter de râler. Il a écrit son propre autorouteur. Un autorouteur GPU-accéléré, conçu spécifiquement pour les cartes qui font trembler les outils existants. Il l’a appelé OrthoRoute, et il l’a publié sur GitHub pour que tout le monde puisse l’essayer.

Le design cible est impressionnant : 16 connecteurs, 1 100 broches par connecteur, 8 192 airwires et 17 600 pads à router. De quoi faire pâlir n’importe quel routeur CPU. Mais l’histoire est plus subtile qu’elle n’y paraît : OrthoRoute n’est pas un routeur généraliste, et ses propres benchmarks le disent clairement.

OrthoRoute : le plugin venu de Hackaday

Commençons par les faits. OrthoRoute est un plugin communautaire pour KiCad, et non une fonctionnalité native de la version 10. Il a été développé par Brian Benchoff, sous le pseudonyme GitHub bbenchoff. L’outil a été présenté sur Hackaday le 1er juillet 2026, mais le blog Adafruit en parlait déjà le 29 octobre 2025 — preuve que le projet a mis du temps à mûrir avant de se faire remarquer. Depuis, le projet a été repris par Hackster.io et le build log complet est disponible sur bbenchoff.com.

Le dépôt GitHub, sobrement intitulé bbenchoff/OrthoRoute, ne cherche pas à faire des promesses marketing. Au contraire, l’auteur y a placé un avertissement qui devrait faire réfléchir tout utilisateur potentiel : « OrthoRoute is useful to about five people on the planet ». Traduction : cet outil est utile à environ cinq personnes sur Terre. Une honnêteté désarmante, qui contraste avec les communiqués enthousiastes des éditeurs commerciaux. Le README précise même : « OrthoRoute is not a general-purpose PCB autorouter. It is designed for a narrow class of extremely large, dense, highly regular multilayer backplanes and BGA escape patterns. »

Le projet est accompagné d’un build log très détaillé, ainsi que de trois vidéos YouTube : une vue d’ensemble, une démonstration de l’algorithme et une visite guidée du routage PathFinder. Le dépôt a également été synchronisé sur AllSpice Hub, et des forks communautaires existent, dont un backend Apple Metal pour les GPU des Mac.

PathFinder sous stéroïdes : comment le GPU avale le graphe

Pour comprendre ce que fait OrthoRoute, il faut plonger dans les entrailles de l’algorithme. L’outil s’appuie sur PathFinder, un algorithme de routage développé en 1995 pour les FPGA (publication ACM). PathFinder a fait ses preuves dans le monde des circuits logiques programmables, où il doit router des centaines de milliers de connexions sur des grilles denses. En l’adaptant au PCB, Benchoff a dû résoudre des problèmes spécifiques : la gestion des vias, les contraintes d’espacement, et la nature orthogonale du routage sur circuit imprimé.

L’idée centrale est simple et radicale : « Mettez tous vos composants sur la couche supérieure, et sur les couches inférieures, créez une grille de pistes. Uniquement des pistes horizontales sur la couche 1, uniquement des pistes verticales sur la couche 2, et continuez ainsi pour toutes les autres couches. Routez à travers cette grille de Manhattan avec des vias borgnes et enterrés. » C’est exactement ce que dit le README du projet.

Concrètement, l’implémentation de PathFinder traite le PCB comme un graphe : les nœuds sont les intersections d’une grille x-y où les vias peuvent aller, et les arêtes sont les segments entre intersections où les pistes peuvent courir. Chaque nœud et chaque arête est une ressource partagée. L’algorithme est itératif : à chaque itération, il tente de router toutes les connexions, puis il négocie les ressources en pénalisant les nœuds et arêtes surutilisés. C’est ce mécanisme de « négociation » qui permet de résoudre les conflits de manière progressive, jusqu’à ce qu’un routage complet soit trouvé ou que le nombre maximal d’itérations soit atteint.

Les benchmarks qui racontent une autre histoire

Si OrthoRoute brille sur les backplanes géants, ses performances sur les cartes ordinaires sont, disons, moins flatteuses. Le dépôt GitHub référence désormais une étude indépendante : PCBWorld: A Benchmark Environment for Engine-Grounded PCB Design Automation, de Song et al. Ce benchmark compare OrthoRoute à Freerouting, KiCadRoutingTools et plusieurs agents de routage par apprentissage, sur des jeux de données synthétiques et open-source.

Source : server.ibfriedrich.com

Les résultats sont sans appel :

Sur le jeu de données synthétique D2, OrthoRoute n’atteint qu’un taux de passage propre de 1 % et une routabilité de 30 %.
Sur D3-A, un ensemble de 99 cartes open-source, il obtient 2 % de passage propre et 51 % de routabilité.
Freerouting et KiCadRoutingTools s’en sortent dramatiquement mieux sur ces deux ensembles.

Le README précise que ces benchmarks utilisent de petites cartes ordinaires avec les paramètres par défaut d’OrthoRoute, et ne testent pas la charge de travail visée (backplanes à plusieurs milliers de nets). Il n’empêche : cela démontre qu’OrthoRoute est un mauvais choix par défaut pour le routage de PCB classiques. L’auteur l’assume pleinement : « It is useful to about five people on the planet, and you probably aren’t one of them. » Une transparence rare dans le monde de l’EDA.

KiCad 10.0.6 : le contexte d’un écosystème en ébullition

OrthoRoute s’inscrit dans un écosystème KiCad en pleine effervescence. Depuis la sortie de KiCad 10.0.0 le 20 mars 2026, la branche 10.x a connu un rythme de corrections soutenu. La version 10.0.6, publiée le 24 août 2026, est la sixième mise à jour corrective. Elle apporte des correctifs critiques et des améliorations mineures, comme le rapporte le communiqué officiel. Le projet totalise désormais 7 609 commits et 78 % des empreintes sont auto-générées, signe d’une mécanique de développement bien huilée.

Cette version stabilise notamment le moteur de simulation (avec Sim.Pins et l’intégration ngspice améliorée), les variantes de conception (le nouveau workflow de gestion des versions de cartes) et les contraintes de routage haute vitesse. Pour les utilisateurs d’OrthoRoute, la compatibilité avec la 10.0.6 est un point positif : le plugin fonctionne avec la dernière mouture stable, même s’il reste un outil de niche.

L’IA s’invite dans le routage : Copilots et MCP

Parallèlement à OrthoRoute, l’écosystème KiCad voit fleurir des outils d’IA qui changent la donne. En 2026, trois approches se distinguent, comme le détaille Protoflow : les plugins in-éditeur, les outils de génération de schémas puis export, et la génération de composants assistée par IA. Des solutions comme ALT TAB Circuit Copilot (encore expérimental) ou le KiCad MCP Server de Seeed-Studio permettent à des assistants comme Claude de lire des schémas, inspecter des PCB et même générer du code embarqué. Le plugin Konnect, écrit en Rust pour KiCad 10, transforme Claude en assistant de conception via le protocole MCP, comme le rapporte DevTrends.

Ces outils ne remplacent pas un routeur dédié, mais ils automatisent des tâches répétitives : vérification de règles, génération de BOM, placement initial. Combinés à OrthoRoute pour les backplanes, ils dessinent un workflow où l’humain supervise, l’IA assiste et le GPU route.

Freerouting, l’alternative généraliste

Pour les cartes classiques, Freerouting reste l’option la plus fiable. Le 28 août 2026, un rapport de bug sur GitHub signale que la version 2.3.0 de Freerouting produit des routes avec des violations d’espacement auto-déclarées, alors que la 2.2.4 route proprement. Ce genre de régression montre que les outils open-source évoluent, mais que la prudence reste de mise. Un guide pratique de RottenWifi explique comment configurer KiCad 10 pour l’autoroutage : règles, placement, utilisation de Walk Around et Shove, puis validation DRC. Pour la majorité des designs, cette approche est plus pertinente qu’OrthoRoute.

Vers une complémentarité des outils

L’histoire d’OrthoRoute est celle d’un outil taillé sur mesure pour un problème extrême. Il ne prétend pas concurrencer Freerouting ou KiCadRoutingTools sur les cartes ordinaires — les benchmarks le prouvent. Mais pour les backplanes à 8 192 airwires, il offre une solution là où les autres échouent. C’est un peu le couteau suisse du GPU : inutile pour éplucher une pomme, indispensable pour ouvrir une noix de coco.

En 2026, l’écosystème KiCad est assez mûr pour accueillir ce genre de spécialisation. La version 10.0.6 stabilise les fondations, l’IA apporte une couche d’assistance, et des plugins comme OrthoRoute repoussent les limites du possible. Le tout sous l’égide d’une gouvernance solide : la Linux Foundation et le KiCad Steering Committee (KSC) gèrent un budget qui n’a jamais été aussi important, comme le détaille le rapport d’état 2026.

Conclusion : un outil honnête dans un monde de promesses

OrthoRoute ne changera pas votre workflow si vous concevez des cartes de hobby. Mais il incarne une philosophie : quand les outils existants vous bloquent, écrivez le vôtre. Brian Benchoff l’a fait, avec un algorithme éprouvé, une accélération GPU et une honnêteté désarmante sur ses limites. Dans un marché où les éditeurs commerciaux promettent des miracles à 5 000 $ par an, cette transparence fait du bien.

Pour les cinq personnes sur Terre qui conçoivent des backplanes monstres, OrthoRoute est une bouée de sauvetage. Pour les autres, c’est une leçon d’ingénierie : comprendre PathFinder, la négociation de ressources, et la puissance du GPU appliquée au PCB. Et si vous voulez l’essayer, le dépôt GitHub est ouvert — mais lisez d’abord le README.

Sources

Article recherché et rédigé automatiquement · Magazine Electrosens

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