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[导读]

  0引言

本文引用地址: http://www.21ic.com/app/eda/201807/799134.htm

  PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。自从人类第一次连接碳片和硅片形成可工作电子产品以来PCB一直是电子行业的支柱。PCB设计从开始的手工绘制到现在越大规模元件库,强大自动布局布线等功能,越来越方便我们工程师进行线路板设计工作。PCB设计具体的可以分为几个部分的,即原理图设计、PCBlayout、电路模拟仿真、CAM工程软件、抄板软件等。在PCB设计软件中,一般都包含了原理图设计和PCB设计两大模块,一些强大的PCB设计软件甚至将以上的模块都包括在内。本文当中,我们主要讲的PCB设计软件,指的是原理图设计和PCBlayout这两部分。

  每个产业之所以会盛兴衰败都一定有它的时空背景存在,PCB产业发展到目前为止也是有一段历史的轨迹可循。从开始的众家厂商在自己擅长的领域发展,到后期不断地修改和完善,或优存劣汰、或收购兼并、或强强联合,现在在国内被人们熟知的厂商屈指可数:Altium、Cadence、Mentor、Zuken、Cadsoft以及国产的上海青越等。下面将分厂家对目前的主流PCB软件进行介绍。

  1AltiumProtel系列

  衡量一个软件的优劣,其中一个很现实的标准就是看它的市场占有率,也就是它的普及和流行程度,那么AltiumProtel当之无愧地排在众多PCB设计软件的前面。Protel系列,较早就在国内开始使用,基本上所有高校的电子专业都开设相关课程,甚至许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。Altium曾声称中国有73%的工程师和80%的电子工程相关专业在校学生正在使用其所提供的解决方案,而目前正版率只有3%左右。当然,关于触目惊心的盗版问题,e-works也深表痛心,确实目前也没找到较好的规避方案,但是可以看出该软件在国内应用的广泛性。

  Protel是PROTEL(现为Altium)公司在1985年推出的PCB设计软件,从最初的ProtelfoDOS,再升级为ProtelforWindows,然后在1998年,推出protel98,在1999年推出了划时代的protel99及其升级版protel99se,在2002年推出protelDXP……此后Altium从定点软件产品发布向连续流发布方式转移,基本上每年都有新版本发布,后有发布以AltiumDesigner+季节命名的版本,最新版本是2011年3月新发布的AltiumDesigner10。

  目前,使用Protel99se进行PCB设计工作的人员,数量还相当巨大。protel99se对PCB设计行业的贡献相当巨大。无论是广泛使用的Protel99还是后续的各个版本,均提供了一个集成的设计环境,包括了原理图设计和PCB布线工具,集成的设计文档管理,支持通过网络进行工作组协同设计功能。自ProtelDXP/DXP2004开始,提供了全新的FPGA设计的功能;自AltiumDesigner6.0开始,将设计流程、集成化PCB设计、可编程器件(如FPGA)设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起;自AltiumDesigner6.8开始,添加了三维PCB可视化和导航技术,通过该功能,设计师可以随时查看板卡的精确成型,以及与设计团队的其他成员共享信息;在发布AltiumDesigner10时,同时推出基于互联网的AltiumVaults和AltiumLive。AltiumVaults构成了Altium智能数据管理技术的核心,它存储并管理电子设计数据;AltiumLive是一款适用于下载、交易和共享电子设计内容的在线环境。

  当然也有工程师对Protel系列软件存有抱怨,比如运行时占据大多数系统资源、对系统配置要求较高、菜单过于繁琐、不适合高速PCB设计、公司企业特别是外企使用较少等等,但因它是绝大多数国内工程师的"第一次亲密接触"的软件,还是有相当多的工程师可能出于恋旧情节或者先入为主的原因,对AltiumProtel情有独钟,即使是Altium有升级版本,也不会随意更换。总之,这是一款很不错的适合从企业到个人的PCB设计软件。

  【关于Atium】

  Altium(前称Protel国际)有限公司由NickMatrin于1985年始创于澳大利亚塔斯马尼亚岛的霍巴特,开发基于计算机的软件,来辅助进行印制电路板(PCB)设计。2003年建立中国代表处,加强中国转售商网络。

  2 Cadence产品

  Cadence公司的产品是concept/allegro和收购来的orcad。Cadence公司将orcad的强项原理图设计captureCIS和CADENCE原来的原理图设计conceptHDL,PCB工具allegro及其它信号仿真等工具一起推出并统称为CADENCEPSD,现在叫SPB。

  2.1CadenceAllegro

  CadenceAllegro现在几乎成为高速板设计中实际上的工业标准,最新版本是2011年5月发布的Allegro16.5。和它前端产品Capture的结合,可完成高速、高密度、多层的复杂PCB设计布线工作。为了推广整个先进EDA市场,Allegro提供了OrCADPCBEditor、PADS、P-CAD等接口,让想转换PCBLayout软件的使用者,对于旧有的图档能顺利转换至Allegro中。Allegro有着操作方便、接口友好、功能强大(比如仿真方面,信号完整性仿真、电源完整性仿真都能做。)、整合性好等诸多优点,在做pcb高速板方面牢牢占据着霸主地位,这个世界上60%的电脑主板40%的手机主板可都是拿Allegro画的,广泛地用于通信领域和PC行业,它被誉为是高端PCB工具中的流行者。

  CadenceAllegro系统互连设计平台通过IC、封装和PCB之间的约束驱动的协同设计,实现降低成本并加速上市时间。SPB(Silicon-package-board)产品线目前已经包含在Allegro平台内,所有产品名已经变更。

  2.2CadenceOrCADCapture

  OrCADCapture是被称为全球最多人使用的线路图绘图程序+画原理图的最厉害的软件,之所以被推荐是应该它的库比较多,元件不需要你建,而且易与其它软件(如:Ansoft、Mento的软件)集成,各种工具交互比较容易。它针对设计一个新的模拟电路、修改现有的一个PCB的线路图、或者绘制一个HDL模块的方框图,都提供了所需要的全部功能,并能迅速地验证您的设计。OrCADCapture作为设计输入工具,运行在PC平台,用于FPGA、PCB和OrCADPSpice设计应用中,它是业界第一个真正基于Windows环境的线路图输入程序,易于使用的功能及特点已使其成为线路图输入的工业标准。

  可利用OrCADCapture来连结CadenceOrCADPCBEditor、Allegro或其它的Layout软件,来完成PCB设计。

  注意:Cadence公司的产品这几年变化很快,存在了Orcad/SPB/PSD等多个系列,很多人初学者就会困惑Orcad、SPB和PSD是什么?其实三者都是Cadence公司基于capture和allegro的PCB设计套件,区别仅在于软件配置。Orcad的配置是低端产品,存在价格低的优点,但是在Orcad中Allegro的功能比较弱,只有各项基本功能而没有constrainmanager,如果需要SI或者constrainmanager呢,就需要另外的增加配置了。PSD是SPB的早期叫法。

  【关于Cadence】

  Cadence公司成立于1988年5月,总部位于美国加州圣荷塞市。Cadence公司的电子设计自动化产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计,功能验证,IC综合及布局布线,模拟、混合信号及射频IC设计,全定制集成电路设计,IC物理验证,PCB设计和硬件仿真建模等。1992年进入中国大陆及香港市场,然后陆续建立了北京、上海、深圳、香港四个办事处以及北京研发中心、上海研发中心。

  3Mentor产品

  Mentor公司的产品是boardstation(EN)和expeditionpcb(WG)以及收购来的pads(powerPCB)。PCB工具MENTOR已经逐渐的在整合到一起,最高端的就是BoardStationRE和WG的PCB工具ExpeditionPCB无缝切换,说起PCB工具不得不提的就是teamPCB平台,他们可以让几个PCB工程师在不同的客户端共同设计一个PCB,这样可以大大的提高产品设计进度。

  3.1MentorEN

  MentorEN即MentorBoardStation,是MentorGraphics推出的高端专业原理图和PCB设计软件,既支持Unix系统也支持Windows系统(Win2000和WinXP),其中EN是Enterprise的简写。EN的原理图是BA,超级繁琐,但是功能还是很强大的。是只考虑工期不考虑成本,总是做8层~12层pcb的通讯和军工研究所的首选,也有很多大型电IT公司,如Intel,朗讯,伟创力,西门子,波导使用MentorEN进行PCB设计,但国内会使用的MentorEN的工程师并不是很多,而且其学习难度较大,不建议自学。

  3.2MentorWG

  MentorWG即MentorExpedition,是MentorGraphics公司推出的基于Windows界面的高端PCB设计工具,同时也被工程师们认定是拉线最顺畅的软件,被誉为拉线之王,它的自动布线功能非常强大,布线规则设计非常专业;是最好的布线工具。另外,MentorDxDesigner(ViewDraw的升级版本)是MentorGraphics公司推出的原理图输入工具,其功能强大,界面友好,可以支持多种PCBLayout工具,如:MentorExpedition,MentorBoardStation,PowerPCB,CadenceAllegro,和Zuken等。MentorDxDesigner+MentorWG是MentorGraphics公司如今推荐的原理图和PCB设计流程。

  3.3MentorPADS系列

  PowerLogic和PowerPCB产品被MentorGraphics公司收购后,更名为PADS系列,版本升级升的非常快,先前的有PADS2005、PADS2007PADS,目前最新的版本PADS9.4,不过也有工程师反映运行最稳定还是PADS2005,包括:原理图工具PADSLogic、PCB工具PADSLayout和自动布线工具PADSRouter。PADS系列低端的PCB软件中最优秀的一款,其界面友好、容易上手、功能强大而深受中小企业的青睐,在中小企业用户占有很大的市场份额。PADS最大的优势就是手机产品设计,虽然说他功能简单,但是山寨机基本上都是用它搞定的,国内的设计公司有80%都是用它。不足是其本身没有仿真,做高速板时,要结合其他专用仿真工具,如hyperlynx,另外原理图绘制元件库很少。

  【关于Mentor】

  MentorGraphics(明导国际)成立于1981年,总部位于美国俄勒冈州威尔逊维尔。Mentor是电子设计自动化技术的领导产商,它提供完整的软件和硬件设计解决方案,让客户能在短时间内,以最低的成本,在市场上推出功能强大的电子产品。MentorGraphics拥有世界级的研发部门,在全球有67个办事处,与世界知名的电子产品制造商、供应商及半导体产商结成战略联盟,开发新的设计解决方案服务于现代高科技。中国总部设立于上海金茂大厦,分别在北京和深圳设有销售据点。

  4ZUKEN产品

  Zuken公司的高端产品是Cr5000,低端产品是CADSTAR。

  4.1ZukenCR5000

  CR5000的原理图工具是SD(SystemDesign),PCB工具是BD(BoardDesign)目前最新版本是11.0。除了日资和与日本有业务往来的企业外还有很多公司用zuken的软件,国内的一些研究所以及一些老的电视机企业在用,LG也在用ZUKEN的工具,特别是NOKIA全线手机设计工具都用了ZUKEN的软件,还有日系的数码相机都是用CR5000设计的。

  据使用过的工程师反映CR5000的优点有:手工layout设计方面,CR5000非常棒,包括走线,铺铜,DRC,快捷键,鼠标手势等,特别是圆弧线很好用,渐变平滑过渡走线;有专门的拼板工具;可以直接的给不同网络设定颜色,这个功能在查看走线趋势和分析走线时很实用;可以自动绕等长线;虽然CR5000环境配置比较繁琐,但配好后很好用,很少出问题。

  当然也反映有些不足:入门难;价格高(好像每个License就要10万美元;升级频繁(按说这个不算缺点吧,但是每升一次级就要就要交一次钱);供用户自己编辑或二次开发的能力不是十分强大;做封装库效率稍底,尤其是做pin很多的symbol时;技术支持和售后服务不是很理想。

  4.2ZukenCADSTAR

  CADSTAR安装文件小,特别是由原理图转到PCB时,功能确实强大,可以原理图和PCB之间随意跳转,而且成功转出网络表后出错的机会就没有了,因为他对原理图的正确要求非常高。用户能够对零部件和元件的版本进行管理,储存PCB设计中包含的零部件资讯,安装复杂层堆栈以满足埋孔和盲孔技术需求,并执行阻抗受控布线工作。最新版本为CADSTAR12.0还具有扩展式ODB++生产输出功能,可使用多种颜色标注网路,并在设计编辑器中添加了现场可编程门阵列(FPGA)设计整合功能及全面整合零部件库管理器。

  另外,PWS是ZUKEN下线产品,但是一直还在升级,因为老的客户还在继续使用。

  【关于Zuken】

  ZUKENINC.(株式会社图研)公司成立于1976年,总部设在日本横滨,是EDA行业唯一一家专门从事PCB/MCM/Hybrid和IC封装设计软件开发、销售和提供支持服务的著名厂商。ZUKEN公司是行业中唯一能够提供电路设计、逻辑仿真、系统后分析、生产加工、工艺设计和测试一体化全面解决方案的EDA厂家。ZUKEN公司在全球十几个国家

和地区设有28个分公司和办事处,在日本本部、美国和英国设有三个软件研发中心,ZUKEN公司于1993年8月在中国北京设立办事处,并根据业务发展于2000年6月设立上海办事处。

  5 CadsoftEAGLE

  EAGLE软件是e络盟全资德国子公司CadSoft开发的一款畅销欧美的原理图和PCB版图设计工具。EAGLE软件提供3个主要功能:原理图编辑器、布局器和和自动布线器,让电子设计工程师按照个人意愿随意"组合"数据,无需在原理图和布线图之间转换。最新版EAGLE软件5.10.0版本集成了"DesignLink"接口,EAGLEDesignLink接口简化设计流程电子设计工程师无需离开设计环境,便可订购超过40万件电子产品。

  在一个外国工程师的博客里这样写到:"虽然CadSoftEagle在2010年才被各种杂志和组织承认是PCB软件,但是它现在已是名副其实的前三名。好的一面是提供非试用版的免费版,虽然确是有一些限制,但是很适合新手。同时它也是一款市场上为数不多的可以在Windows,Linux和Mac平台上运行的PCB软件。"

  该工具的主要特点是价格低、易于上手、安装程序很小(只有十几M)、自带了很多器件库(3D元器件超级逼真)、自带教材。据称,一般情况下电子设计工程师一个星期内就可以上手EAGLE工具,EAGLE深受诸如西门子、博世等公司PCB设计工程师青睐,因为在实际工作中,这些设计的复杂度并不高,而易于上手是该工具受欢迎的主要原因。也有反应不好的就是PCB走线不是特好用。

  【关于Cadsoft】

  CadSoft是英国PremierFarnell集团的全资德国子公司,PremierFarnell集团有限公司向全球电子设计工程师、维修工程师和采购人员提供高品质服务、多渠道的关键产品、资讯、软件和技术解决方案。EAGLE目前在欧美有4万客户,于2011年3月正式进军中国,标准版4500RMB,专业版1万RMB。

  6青越锋

  产品用途:主要用于从事电子电器设备仪器仪表等电子行业电路原理图的绘制、查看、电路板PCB设计工作以及兼容查看编辑其他工程文件等。

  产品模块:整个软件由四部分组成:原理图编辑器(Schdoc),原理图库(Schlib),PCB编辑器(Pcbdoc),PCB元件封装库(PCblib)。更多资料请参看:近距离接触国产PCB电路板设计软件--青越锋http://articles.e-works.net.cn/EDA/Article86415_1.htm

  【关于上海青越】

  青越软件有限公司是一家从事电子设计自动化(EDA)软件开发的专业公司,自身拥有强大的技术力量团队,公司放眼于无限发展的未来,凭借一流的经营理念,管理模式,和领先的技术优势,战略眼光,以开发推广功能强大的国产EDA软件-青越锋,作为自身坚定不移的长期发展战略。作为民族软件产业的一份子,青越人深知肩负的历史使命,凭借多年来对行业的潜心研究,凭借自己的不懈努力,青越人推出了完全自主知识产权的EDA软件--青越锋。

  7大公司PCB设计工具的应用方案

  IntelConcept+Allegro+SpecctraQuest

  DellDXD+Allegro+SQ原理图也有一部分是Capture

  Huaweiviewdraw+Allegro+SpecctraQuest+Expedation

  ZTEConcept+Allegro+SpecctraQuest+Expedation

  UTConcept+Allegro+SpecctraQuest手机部用的是POWERPCB

  CsicoConcept+Allegro+SpecctraQuest

  HpConcept+Allegro+SpecctraQuest从Boardstation转成Alllegro流程

  MotoConcept+Allegro+SpecctraQuest从Boardstation转成Alllegro流程

  NokiamentorBA+ZUKENBD

  CHIPCON(TI)CADSTAR

  8结束语

  在以上所介绍的主流的设计软件各个软件各有千秋,且都具备完成一般电子设计工作的能力。软件的挑选固然重要,但用PCB软件设计PCB是一项非常依赖理论知识和经验技巧的任务,况且对于PCB设计软件的使用,也符合一般熟能生巧的规律,所以希望大家好好练好基本功,经过数年PCB设计高手可能就是你。

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