如何實現(xiàn)低成本PCB設(shè)計與布局

25年來，CadSoftEAGLE一直以低價格為全球設(shè)計工程師提供與昂貴的商用PCB設(shè)計軟件相同的核心功能。本文將向您講述過去25年間業(yè)界如何實現(xiàn)低成本PCB設(shè)計與布局。

隨著PCB設(shè)計越來越普遍地與既有開發(fā)板搭配使用，同時子板被用于驅(qū)動液壓裝置與伺服電機(jī)或根據(jù)光線、動作及聲音等執(zhí)行任務(wù)，PCB設(shè)計趨勢逐漸傾向于開源硬件模式與控制系統(tǒng)。

PCB設(shè)計的另一大趨勢是開發(fā)板的爆炸性增長。2013年10月，e絡(luò)盟旗下子公司CadSoft針對全球PCB設(shè)計師進(jìn)行了一次調(diào)研，調(diào)研對象包括來自42個不同國家的專業(yè)工程師。調(diào)研結(jié)果顯示：近2/3的受訪者(64%)認(rèn)為開發(fā)板一定程度上降低了他們對定制PCB設(shè)計的需求。表面看來，這個結(jié)果威脅到了PCB設(shè)計的發(fā)展，但真實的情況是，PCB設(shè)計工具正被應(yīng)用于越來越多的開發(fā)板設(shè)計當(dāng)中。

盡管如此，但自其誕生以來，PCB設(shè)計并沒有發(fā)生根本性改變。PCB設(shè)計領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)一直集中于降低開發(fā)板成本并縮短開發(fā)時間，但PCB布局卻始終基本上保持一致，不斷改變的只是使用的元器件及產(chǎn)品性能-這也是造成大多數(shù)設(shè)計復(fù)雜度的根本原因。

面對激烈的競爭環(huán)境，縮短產(chǎn)品設(shè)計周期對工程師及管理人員至關(guān)重要。許多公司最關(guān)心的一個問題是：工程師如何才能獲得可縮短產(chǎn)品上市時間并可降低設(shè)計成本的開發(fā)工具，從而應(yīng)對越來越復(fù)雜的PCB設(shè)計。設(shè)計周期對產(chǎn)品投放市場的時間具有極大的決定性作用，而其中的PCB布局往往用作彌補(bǔ)設(shè)計流程初期的延期問題。此外，由于廠商工作地點及設(shè)計團(tuán)隊分布在全球各地，我們不難想象要獲得最好的開發(fā)工具有多么困難，這就使得多個設(shè)計團(tuán)隊及產(chǎn)品上市時間受到挑戰(zhàn)。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，廠商急需可利用既有資源的開發(fā)工具，包括允許互操作性的人工與計算機(jī)工具。這些開發(fā)工具簡單易用，具備擴(kuò)展性能，可將設(shè)計流程中其他耗時的設(shè)計階段連接起來。工程師經(jīng)常提到的PCB設(shè)計工具性能包括：

"提供漸進(jìn)的學(xué)習(xí)曲線

"無需犧牲產(chǎn)能即可支持多個設(shè)計師在同一個項目上布局

"提供理想的即插即用模式，用于執(zhí)行密集型任務(wù)以提高生產(chǎn)率

"支持全球各地用戶實時協(xié)作

"在設(shè)計流程各個階段，無需犧牲產(chǎn)能即可調(diào)動多學(xué)科技術(shù)專家進(jìn)行開發(fā)設(shè)計

電子行業(yè)高端市場具備的一些項目能夠用于分析設(shè)計師的實際設(shè)計、芯片如何進(jìn)行內(nèi)部工作以及芯片如何應(yīng)對其外設(shè)產(chǎn)品。對于工程師來說，問題在于他們?nèi)绾尾拍芤宰钌俚母冻黾白钌俚腻e誤…而不靠一點運氣到達(dá)這一步。

雖然市面上有大量商用產(chǎn)品(大多數(shù)價格昂貴，非常貴)，但只有少數(shù)產(chǎn)品的價格還算可接受…它們不僅融合了強(qiáng)大功能并且提供非常低的啟動許可成本。產(chǎn)品的易用性等特性變得越來越重要，可有效地加速復(fù)雜設(shè)計同時降低設(shè)計初期的成本。

CadSoft的調(diào)研還對工程師在選擇PCB設(shè)計軟件時優(yōu)先考慮的因素進(jìn)行了調(diào)查，例如價格、功能性、易用性、服務(wù)支持等。調(diào)研結(jié)果清楚顯示，大多數(shù)設(shè)計工程師在購買設(shè)計工具時更為看重功能性而非價格，且60%的調(diào)查對象認(rèn)為功能性是"極其重要的"一個因素。CadSoft一直為用戶提供超強(qiáng)功能產(chǎn)品，但要滿足用戶的需求對于每一代軟件產(chǎn)品越來越具有挑戰(zhàn)性。工程師需要的是一款既可優(yōu)化設(shè)計時間，同時可為他們創(chuàng)造更多時間以進(jìn)行創(chuàng)新與檢測的軟件產(chǎn)品。

EAGLE備受全球工程師喜愛，被廣泛應(yīng)用于從開源硬件到各種協(xié)作性工程項目的開發(fā)，包括電動車、方程式賽車、超微型衛(wèi)星、商業(yè)月球漫步等各類項目。EAGLE的成功秘訣在于其既適合初學(xué)者，同時又可滿足高級用戶的需求，可為他們提供多種選擇從而有利于極大地縮短設(shè)計與檢測流程時間。

市面上為Linux、Mac及Windows系統(tǒng)提供了大量完全免費的開發(fā)工具。在需要節(jié)約費用的情況下，哪些產(chǎn)品特性成為工程師采購開發(fā)工具的依據(jù)?

支持功能擴(kuò)展

確切地說是通過用戶語言程序(ULP)執(zhí)行仿真、數(shù)據(jù)輸入與輸出以及自定義命令。EAGLE用戶一直努力實現(xiàn)突破性創(chuàng)新并通過使用數(shù)百種ULP協(xié)同提升軟件的多功能性，例如：新近推出的EagleUp3D設(shè)計轉(zhuǎn)換器使工程師能夠?qū)?D布局圖從EAGLE一鍵導(dǎo)出并導(dǎo)入GoogleSketchUp，從而創(chuàng)建精確的3D原型模擬圖。這使用戶能夠?qū)⒍鄠€電路板整合到同一個模型當(dāng)中，使他們能夠檢測未對準(zhǔn)的連接器及高尺寸元器件之間的"碰撞"，同時使他們還能夠測定設(shè)備周邊的氣流以及測試與安裝點的可用性。這些在進(jìn)行設(shè)計分享與開發(fā)，以及重新評估系統(tǒng)級問題時特別有用。EAGLE還可能實現(xiàn)其它制造商機(jī)械格式數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，并提供所有源代碼。ULP結(jié)構(gòu)使用戶能夠在現(xiàn)有設(shè)計基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建出滿足特定設(shè)計需求的定制化設(shè)計。

加快設(shè)計周期

工程師通常都是在電路板上放置元器件，隨后載入原理圖并放置到PCB上模擬其行為。CadSoftEAGLE6.4版本最近采取的一系列功能改進(jìn)使得工程師可以方便使用凌力爾特的高性能SPICE仿真器-LT-Spice、原理圖輸入工具及波形顯示器。用戶現(xiàn)在可以對既有的EAGLE原理圖進(jìn)行仿真，并從EAGLE開始進(jìn)行自動轉(zhuǎn)換。

大型元件庫

這一點對于生產(chǎn)率至關(guān)重要，因為用戶不可能為計劃添加到電路中的每一個元件"設(shè)計定制組件"。EAGLE本身就創(chuàng)建了種類繁多的元件庫，用戶還可以通過e絡(luò)盟社區(qū)獲取廠商直接提供或用戶分享的元件庫。由于從頭為每個部件創(chuàng)建一個小量的定制數(shù)據(jù)庫需要花費20分鐘，因此若元件庫能夠為工程師提供給一個可信賴、經(jīng)由活躍社區(qū)成員檢驗的豐富信息資源中心，那么將為工程師的設(shè)計提供極大的幫助。

為了一進(jìn)步簡化并加快設(shè)計流程，電子設(shè)計工程師還可使用DesignLink這個特色工具指定其所需組件，通過設(shè)定參數(shù)可以快速地從e絡(luò)盟的在線產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中搜索到合適的元器件。此外，工程師還可獲取大量有關(guān)元器件產(chǎn)品的技術(shù)信息，包括技術(shù)手冊、特定應(yīng)用解決方案指南的鏈接、定價及上市時間等，均可在EAGLE設(shè)計環(huán)境中獲取而無需在多個網(wǎng)頁中跳轉(zhuǎn)。

獲取快速報價或更平滑的設(shè)計鏈

雖然工程師制定了符合項目預(yù)算及時間表的物料成本(BOM)，并準(zhǔn)備好開始制作PCB，但他們往往需要先將物料成本發(fā)送出去并等待決策。因此工程師急需從可靠的高品質(zhì)服務(wù)合作伙伴那里獲得一款特色工具，以便快速獲取小批量PCB制作的報價并獲得快速原型設(shè)計服務(wù)。

總之，隨著電子設(shè)計趨勢的持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)品的功能性、可用性及價格等核心要素依舊是工程師最為看重的因素，這也一直是CadSoft的優(yōu)勢所在。CadSoft可為工程師提供具備功能性的低成本軟件，從而幫助優(yōu)化工程師的生產(chǎn)率。CadSoft將在未來持續(xù)保持其優(yōu)勢與特色。