中外主流PCB設計軟件大盤點(2011版)

 

  PCB設計工作的開展,是一項十分漫長的工作。在進行PCB設計時,首當其衝地是選擇設計軟件,沒有完美無缺的PCB設計軟件,關健是找到一種適合自己的工具,能很快、很方便的完成自己的設計工作。當然,在自己日常使用當中,對不同的工作任務,有必要選擇不同的設計軟件,甚至多種軟件協同設計。本文將給大家介紹PCB設計工具,供大家參考。 <!--

關鍵字:PCB設計軟件

  0 引言

  PCB(Printed Circuit Board),中文名稱爲印製電路板,又稱印刷電路板、印刷線路板,是重要的電子部件,是電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的提供者。自從人類第一次連接碳片和硅片形成可工作電子產品以來PCB一直是電子行業的支柱。PCB設計從開始的手工繪製到現在越大規模元件庫,強大自動佈局佈線等功能,越來越方便我們工程師進行線路板設計工作。PCB設計具體的可以分爲幾個部分的,即原理圖設計、PCB layout、電路模擬仿真、CAM工程軟件、抄板軟件等。在PCB設計軟件中,一般都包含了原理圖設計和PCB設計兩大模塊,一些強大的PCB設計軟件甚至將以上的模塊都包括在內。本文當中,我們主要講的PCB設計軟件,指的是原理圖設計和PCB layout這兩部分。

  每個產業之所以會盛興衰敗都一定有它的時空背景存在,PCB產業發展到目前爲止也是有一段歷史的軌跡可循。從開始的衆家廠商在自己擅長的領域發展,到後期不斷地修改和完善,或優存劣汰、或收購兼併、或強強聯合,現在在國內被人們熟知的廠商屈指可數:Altium、Cadence、Mentor、Zuken、Cadsoft以及國產的上海青越等。下面將分廠家對目前的主流PCB軟件進行介紹。

  1 Altium Protel 系列

  衡量一個軟件的優劣,其中一個很現實的標準就是看它的市場佔有率,也就是它的普及和流行程度,那麼Altium Protel當之無愧地排在衆多PCB設計軟件的前面。Protel系列,較早就在國內開始使用,基本上所有高校的電子專業都開設相關課程,甚至許多大公司在招聘電子設計人才時在其條件欄上常會寫着要求會使用PROTEL。Altium曾聲稱中國有73%的工程師和80%的電子工程相關專業在校學生正在使用其所提供的解決方案,而目前正版率只有3%左右。當然,關於觸目驚心的盜版問題,e-works也深表痛心,確實目前也沒找到較好的規避方案,但是可以看出該軟件在國內應用的廣泛性。

  Protel是PROTEL(現爲Altium)公司在1985年推出的PCB設計軟件,從最初的Protel fo DOS,再升級爲Protel for Windows,然後在1998年,推出protel 98,在1999年推出了劃時代的protel 99及其升級版protel 99 se,在2002年推出protel DXP……此後Altium從定點軟件產品發佈向連續流發佈方式轉移,基本上每年都有新版本發佈,後有發佈以Altium Designer+季節命名的版本,最新版本是2011年3月新發布的Altium Designer 10。

  目前,使用Protel 99se進行PCB設計工作的人員,數量還相當巨大。protel 99se對PCB設計行業的貢獻相當巨大。無論是廣泛使用的Protel99還是後續的各個版本,均提供了一個集成的設計環境,包括了原理圖設計和PCB佈線工具,集成的設計文檔管理,支持通過網絡進行工作組協同設計功能。自Protel DXP/DXP2004開始,提供了全新的 FPGA 設計的功能;自Altium Designer 6.0開始,將設計流程、集成化PCB 設計、可編程器件(如FPGA)設計和基於處理器設計的嵌入式軟件開發功能整合在一起;自Altium Designer 6.8開始,添加了三維PCB可視化和導航技術,通過該功能,設計師可以隨時查看板卡的精確成型,以及與設計團隊的其他成員共享信息;在發佈Altium Designer 10時,同時推出基於互聯網的Altium Vaults和AltiumLive。Altium Vaults 構成了Altium智能數據管理技術的核心,它存儲並管理電子設計數據;AltiumLive 是一款適用於下載、交易和共享電子設計內容的在線環境。

  當然也有工程師對Protel系列軟件存有抱怨,比如運行時佔據大多數系統資源、對系統配置要求較高、菜單過於繁瑣、不適合高速PCB設計、公司企業特別是外企使用較少等等,但因它是絕大多數國內工程師的"第一次親密接觸"的軟件,還是有相當多的工程師可能出於戀舊情節或者先入爲主的原因,對Altium Protel情有獨鍾,即使是Altium有升級版本,也不會隨意更換。總之,這是一款很不錯的適合從企業到個人的PCB設計軟件。

  【關於Altium】

  Altium(前稱Protel 國際)有限公司由Nick Matrin於1985年始創於澳大利亞塔斯馬尼亞島的霍巴特,開發基於計算機的軟件,來輔助進行印製電路板(PCB)設計。2003年建立中國代表處,加強中國轉售商網絡。

  2 Cadence 產品

  Cadence公司的產品是concept/allegro和收購來的orcad。Cadence公司將orcad的強項原理圖設計capture CIS和Cadence原來的原理圖設計concept HDL,PCB工具allegro及其它信號仿真等工具一起推出並統稱爲Cadence PSD,現在叫SPB。

  2.1 Cadence Allegro

  Cadence Allegro現在幾乎成爲高速板設計中實際上的工業標準,最新版本是2011年5月發佈的Allegro 16.5。和它前端產品 Capture 的結合,可完成高速、高密度、多層的複雜 PCB 設計佈線工作。爲了推廣整個先進 EDA 市場,Allegro提供了OrCAD PCB Editor、 PADS 、 P-CAD 等接口,讓想轉換 PCB Layout 軟件的使用者,對於舊有的圖檔能順利轉換至 Allegro 中。 Allegro 有着操作方便、接口友好、功能強大(比如仿真方面,信號完整性仿真、電源完整性仿真都能做。)、整合性好等諸多優點,在做pcb高速板方面牢牢佔據着霸主地位,這個世界上60%的電腦主板40%的手機主板可都是拿Allegro畫的,廣泛地用於通信領域和PC行業, 它被譽爲是高端PCB工具中的流行者。

  Cadence Allegro系統互連設計平臺通過IC、封裝和PCB之間的約束驅動的協同設計,實現降低成本並加速上市時間。 SPB(Silicon-package-board)產品線目前已經包含在Allegro平臺內,所有產品名已經變更。

  2.2 Cadence OrCAD Capture

  OrCAD Capture是被稱爲全球最多人使用的線路圖繪圖程序+畫原理圖的最厲害的軟件,之所以被推薦是應該它的庫比較多,元件不需要你建,而且易與其它軟件(如:Ansoft、Mentor的軟件)集成,各種工具交互比較容易。它針對設計一個新的模擬電路、修改現有的一個 PCB 的線路圖、或者繪製一個 HDL 模塊的方框圖,都提供了所需要的全部功能,並能迅速地驗證您的設計。 OrCAD Capture 作爲設計輸入工具,運行在 PC 平臺,用於 FPGA 、 PCB 和OrCAD PSpice設計應用中,它是業界第一個真正基於 Windows 環境的線路圖輸入程序,易於使用的功能及特點已使其成爲線路圖輸入的工業標準。

  可利用OrCAD Capture來連結Cadence OrCAD PCB Editor、Allegro或其它的Layout軟件,來完成PCB設計。

  注意: Cadence公司的產品這幾年變化很快,存在了Orcad/SPB/PSD等多個系列,很多人初學者就會困惑Orcad、SPB和PSD是什麼?其實三者都是Cadence公司基於capture和allegro的PCB設計套件,區別僅在於軟件配置。Orcad的配置是低端產品,存在價格低的優點,但是在Orcad中Allegro 的功能比較弱,只有各項基本功能而沒有constrain manager,如果需要SI或者constrain manager呢,就需要另外的增加配置了。PSD是SPB的早期叫法。

  【關於Cadence】

  Cadence公司成立於1988年5月,總部位於美國加州聖荷塞市。Cadence公司的電子設計自動化產品涵蓋了電子設計的整個流程,包括系統級設計,功能驗證,IC綜合及佈局佈線,模擬、混合信號及射頻IC設計,全定製集成電路設計,IC物理驗證,PCB設計和硬件仿真建模等。1992年進入中國大陸及香港市場,然後陸續建立了北京、上海、深圳、香港四個辦事處以及北京研發中心、上海研發中心。

  3 Mentor 產品

  Mentor公司的產品是boardstation(EN)和expeditionpcb(WG)以及收購來的pads(powerPCB)。PCB工具Mentor已經逐漸的在整合到一起,最高端的就是Board Station RE和WG的PCB工具Expedition PCB無縫切換,說起PCB工具不得不提的就是teamPCB平臺,他們可以讓幾個PCB工程師在不同的客戶端共同設計一個PCB,這樣可以大大的提高產品設計進度。

  3.1 Mentor EN

  Mentor EN 即 Mentor Board Station, 是Mentor Graphics推出的高端專業原理圖和PCB設計軟件,既支持Unix系統也支持Windows系統(Win2000 和 Win XP),其中EN是Enterprise的簡寫。EN的原理圖是BA,超級繁瑣,但是功能還是很強大的。是隻考慮工期不考慮成本,總是做8層~12層pcb的通訊和軍工研究所的首選,也有很多大型電IT公司,如Intel,朗訊,偉創力,西門子,波導使用Mentor EN進行PCB設計,但國內會使用的Mentor EN的工程師並不是很多,而且其學習難度較大,不建議自學。

  3.2 Mentor WG

  Mentor WG 即 Mentor Expedition,是Mentor Graphics公司推出的基於Windows界面的高端PCB設計工具,同時也被工程師們認定是拉線最順暢的軟件,被譽爲拉線之王,它的自動佈線功能非常強大,佈線規則設計非常專業;是最好的佈線工具。另外, Mentor DxDesigner(ViewDraw的升級版本) 是 Mentor Graphics公司推出的原理圖輸入工具,其功能強大,界面友好,可以支持多種 PCB Layout 工具,如:Mentor Expedition,Mentor Board Station, PowerPCB,Cadence Allegro,和Zuken等。Mentor DxDesigner + Mentor WG是 Mentor Graphics公司如今推薦的原理圖和PCB設計流程。

  3.3 Mentor PADS系列

  PowerLogic和PowerPCB產品被Mentor Graphics公司收購後,更名爲 PADS系列,版本升級升的非常快,先前的有PADS2005、PADS2007PADS,目前最新的版本PADS 9.4,不過也有工程師反映運行最穩定還是PADS 2005,包括:原理圖工具PADS Logic、PCB工具PADS Layout和自動佈線工具PADS Router。PADS系列低端的PCB軟件中最優秀的一款,其界面友好、容易上手、功能強大而深受中小企業的青睞,在中小企業用戶佔有很大的市場份額。PADS最大的優勢就是手機產品設計,雖然說他功能簡單,但是山寨機基本上都是用它搞定的,國內的設計公司有80%都是用它。不足是其本身沒有仿真,做高速板時,要結合其他專用仿真工具,如hyperlynx,另外原理圖繪製元件庫很少。

  【關於Mentor】

  Mentor Graphics(明導國際)成立於1981年,總部位於美國俄勒岡州威爾遜維爾。Mentor是電子設計自動化技術的領導產商,它提供完整的軟件和硬件設計解決方案,讓客戶能在短時間內,以最低的成本,在市場上推出功能強大的電子產品。Mentor Graphics擁有世界級的研發部門,在全球有67個辦事處,與世界知名的電子產品製造商、供應商及半導體產商結成戰略聯盟,開發新的設計解決方案服務於現代高科技。中國總部設立於上海金茂大廈,分別在北京和深圳設有銷售據點。

  4 ZUKEN產品

  Zuken公司的高端產品是Cr5000,低端產品是CADSTAR。

  4.1 Zuken CR5000

  CR5000的原理圖工具是SD(System Design), PCB工具是BD(Board Design)目前最新版本是11.0。除了日資和與日本有業務往來的企業外還有很多公司用zuken的軟件,國內的一些研究所以及一些老的電視機企業在用,LG也在用ZUKEN的工具,特別是NOKIA全線手機設計工具都用了ZUKEN的軟件,還有日系的數碼相機都是用CR5000設計的。

  據使用過的工程師反映CR5000的優點有:手工layout設計方面,CR5000非常棒,包括走線,鋪銅,DRC,快捷鍵,鼠標手勢等,特別是圓弧線很好用,漸變平滑過渡走線;有專門的拼板工具;可以直接的給不同網絡設定顏色,這個功能在查看走線趨勢和分析走線時很實用;可以自動繞等長線;雖然CR5000 環境配置比較繁瑣,但配好後很好用,很少出問題。

  當然也反映有些不足:入門難;價格高(好像每個License就要10萬美元);升級頻繁(按說這個不算缺點吧,但是每升一次級就要交一次錢);供用戶自己編輯或二次開發的能力不是十分強大;做封裝庫效率稍底,尤其是做pin很多的symbol時;技術支持和售後服務不是很理想。

  4.2 Zuken CADSTAR

  CADSTAR安裝文件小,特別是由原理圖轉到PCB時,功能確實強大,可以原理圖和PCB之間隨意跳轉,而且成功轉出網絡表後出錯的機會就沒有了,因爲它對原理圖的正確要求非常高。用戶能夠對零部件和元件的版本進行管理,儲存PCB設計中包含的零部件資訊,安裝複雜層堆棧以滿足埋孔和盲孔技術需求,並執行阻抗受控佈線工作。最新版本爲CADSTAR 12.0還具有擴展式ODB++生產輸出功能,可使用多種顏色標註網路,並在設計編輯器中添加了現場可編程門陣列(FPGA)設計整合功能及全面整合零部件庫管理器。

  另外,PWS是ZUKEN下線產品,但是一直還在升級,因爲老的客戶還在繼續使用。

  【關於Zuken】

  ZUKEN INC.(株式會社圖研)公司成立於1976年,總部設在日本橫濱,是EDA行業唯一一家專門從事PCB/MCM/Hybrid和IC封裝設計軟件開發、銷售和提供支持服務的著名廠商。ZUKEN公司是行業中唯一能夠提供電路設計、邏輯仿真、系統後分析、生產加工、工藝設計和測試一體化全面解決方案的 EDA廠家。ZUKEN公司在全球十幾個國家和地區設有28 個分公司和辦事處,在日本本部、美國和英國設有三個軟件研發中心, ZUKEN 公司於 1993年8 月在中國北京設立辦事處,並根據業務發展於2000年6月設立上海辦事處。

  5 Cadsoft EAGLE

  EAGLE軟件是e絡盟全資德國子公司CadSoft開發的一款暢銷歐美的原理圖和PCB版圖設計工具。EAGLE軟件提供3個主要功能:原理圖編輯器、佈局器和和自動佈線器,讓電子設計工程師按照個人意願隨意"組合"數據,無需在原理圖和佈線圖之間轉換。最新版 EAGLE 軟件5.10.0版本集成了"DesignLink" 接口,EAGLE DesignLink接口簡化設計流程電子設計工程師無需離開設計環境, 便可訂購超過40萬件電子產品。

  在一個外國工程師的博客裏這樣寫到:"雖然CadSoft Eagle在2010年才被各種雜誌和組織承認是PCB軟件,但是它現在已是名副其實的前三名。好的一面是提供非試用版的免費版,雖然確是有一些限制,但是很適合新手。同時它也是一款市場上爲數不多的可以在Windows, Linux 和Mac平臺上運行的PCB軟件。"

  該工具的主要特點是價格低、易於上手、安裝程序很小(只有十幾M)、自帶了很多器件庫(3D元器件超級逼真)、自帶教材。據稱,一般情況下電子設計工程師一個星期內就可以上手EAGLE工具,EAGLE深受諸如西門子、博世等公司PCB設計工程師青睞,因爲在實際工作中,這些設計的複雜度並不高,而易於上手是該工具受歡迎的主要原因。也有反應不好的就是PCB走線不是特好用。

  【關於Cadsoft】

  CadSoft是英國Premier Farnell集團的全資德國子公司,Premier Farnell集團有限公司向全球電子設計工程師、維修工程師和採購人員提供高品質服務、多渠道的關鍵產品、資訊、軟件和技術解決方案。EAGLE 目前在歐美有4萬客戶,於2011年3月正式進軍中國,標準版4500RMB,專業版1萬RMB。

  6 青越鋒

  產品用途:主要用於從事電子電器設備儀器儀表等電子行業電路原理圖的繪製、查看、電路板PCB 設計工作以及兼容查看編輯其他工程文件等。

  產品模塊:整個軟件由四部分組成:原理圖編輯器(Schdoc),原理圖庫(Schlib),PCB編輯器(Pcbdoc),PCB元件封裝庫(PCblib)。更多資料請參看:近距離接觸國產PCB電路板設計軟件--青越鋒http://articles.e-works.net.cn/EDA/Article86415_1.htm

  【關於上海青越】

  青越軟件有限公司是一家從事電子設計自動化(EDA)軟件開發的專業公司,自身擁有強大的技術力量團隊,公司放眼於無限發展的未來,憑藉一流的經營理念,管理模式,和領先的技術優勢,戰略眼光,以開發推廣功能強大的國產EDA軟件-青越鋒,作爲自身堅定不移的長期發展戰略。作爲民族軟件產業的一份子,青越人深知肩負的歷史使命,憑藉多年來對行業的潛心研究,憑藉自己的不懈努力,青越人推出了完全自主知識產權的EDA軟件--青越鋒。

  7 大公司PCB設計工具的應用方案

  Intel           Concept+Allegro+ SpecctraQuest

  Dell           DXD+ Allegro + SQ原理圖也有一部分是Capture

  Huawei     viewdraw+ Allegro + SpecctraQuest+Expedation

  ZTE           Concept+Allegro+ SpecctraQuest+Expedation

  UT            Concept+Allegro+ SpecctraQuest 手機部用的是POWERPCB

  Csico           Concept+Allegro+ SpecctraQuest

  Hp             Concept+Allegro+ SpecctraQuest 從Boardstation轉成Alllegro 流程

  Moto         Concept+Allegro+ SpecctraQuest 從Boardstation轉成Alllegro 流程

  Nokia          mentor BA+ ZUKEN BD

  CHIPCON(TI)     CADSTAR

  8 結束語

  在以上所介紹的主流的設計軟件各個軟件各有千秋,且都具備完成一般電子設計工作的能力。軟件的挑選固然重要,但用PCB軟件設計PCB是一項非常依賴理論知識和經驗技巧的任務,況且對於PCB設計軟件的使用,也符合一般熟能生巧的規律,所以希望大家好好練好基本功,經過數年PCB設計高手可能就是你。

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