專注高頻電路板,高速電路板,IC封裝基板,HDI基板,軟硬結合板,雙面多層板等PCB板製造,PCB設計及PCBA代工。
愛彼電路 - 值得信賴的PCB電路板製造企業!聯絡我們
0
PCB技術

PCB技術 - 五種PCB layout 軟體對比

PCB技術

PCB技術 - 五種PCB layout 軟體對比

五種PCB layout 軟體對比
2020-09-14
View:16013
Author:Holia      分享文章

PCB電路設計與PCB layout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PCB設計軟體及PCB Layout軟體,沒有完美無缺的PCB設計軟體及PCB Layout軟體,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PCB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體,甚至多種軟體協同設計。


PCB(Printed Circuit Board),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,是電子元器件電力連接的提供者。 自從人類第一次連接碳片和矽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,强大自動佈局佈線Layout等功能,越來越方便我們工程師進行線路板設計工作。 PCB設計具體的可以分為幾個部分的,即原理圖設計、PCB layout、電路類比模擬、CAM工程軟體、抄板軟體等。 在PCB設計軟體中,一般都包含了原理圖設計和PCB設計兩大模塊,一些强大的PCB設計軟體甚至將以上的模塊都包括在內。 本文當中,我們主要講的PCB設計軟體,指的是電路板原理圖設計和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產業發展到目前為止也是有一段歷史的軌跡可循。 從開始的眾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PCB設計與PCB layout軟體的廠商有Altium、Cadence、Mentor、Zuken、Cadsoft。

Altium Protel

1、Altium Protel系列

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,開發基於電腦的軟體,來輔助進行印製電路板(PCB)設計。

衡量一個軟體的優劣,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當之無愧地排在眾多PCB設計軟體的前面。 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著要求會使用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,而現時正版率只有3%左右。 當然,關於觸目驚心的盜版問題,e-works也深表痛心,確實現時也沒找到較好的規避方案,但是可以看出該軟體在國內應用的廣泛性。


Protel是PROTEL(現為Altium)公司在1985年推出的PCB設計軟體,從最初的Protel fo DOS,再陞級為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從定點軟體產品發佈向連續流發佈管道轉移,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月新發佈的Altium Designer 10。

現時,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、可程式設計器件(如FPGA)設計和基於處理器設計的嵌入式軟體開發功能綜合在一起; 自Altium Designer 6.8開始,添加了三維PCB視覺化和導航科技,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亯資訊; 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智慧資料管理科技的覈心,它存儲並管理電子設計數據; AltiumLive是一款適用於下載、交易和共亯電子設計內容的線上環境。

當然也有工程師對Protel系列軟體存有抱怨,比如運行時佔據大多數系統資源、對系統配寘要求較高、選單過於繁瑣、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”的軟體,還是有相當多的工程師可能出於戀舊情節或者先入為主的原因, 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設計軟體和PCB Layout軟體

Cadence

2、Cadence 系列

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,類比、混合訊號及射頻IC設計,全定制積體電路設計,IC物理驗證,PCB設計和硬體模擬建模等。

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及其它訊號模擬等工具一起推出並統稱為Cadence PSD,現在叫SPB。


Cadence Allegro

Cadence Allegro現在幾乎成為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。 為了推廣整個先進EDA市場,Allegro提供了OrCAD PCB Editor、PADS、P-CAD等介面,讓想轉換PCB Layout軟體的使用者,對於舊有的圖檔能順利轉換至Allegro中。 Allegro有著操作方便、介面友好、功能强大(比如模擬方面,信號完整性模擬、電源完整性模擬都能做。)、綜合性好等諸多優點,在做pcb高速板方面牢牢佔據著霸主地位,這個世界上60%的電腦主機板40%的手機主機板可都是拿Allegro畫的,廣泛地用於通信領域和PC行業,它被譽為是高端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)產品線現時已經包含在Allegro平臺內,所有產品名已經變更。


Cadence OrCAD Capture

OrCAD Capture是被稱為全球最多人使用的線路圖繪圖程式+畫原理圖的最厲害的軟體,之所以被推薦是應該它的庫比較多,元件不需要你建,而且易與其它軟體(如:Ansoft、Mentor的軟體)集成,各種工具互動比較容易。 它針對設計一個新的類比電路、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作為設計輸入工具,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式,易於使用的功能及特點已使其成為線路圖輸入的工業標准。

可利用OrCAD Capture來連結Cadence OrCAD PCB Editor、Allegro或其它的Layout軟體,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,區別僅在於軟體配寘。 Orcad的配寘是低端產品,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,就需要另外的新增配寘了。 PSD是SPB的早期叫法。

Mentor 系列

3、Mentor 系列

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是電子設計自動化科技的領導產商,它提供完整的軟體和硬體設計解決方案,讓客戶能在短時間內,以最低的成本,在市場上推出功能强大的電子產品。 Mentor Graphics擁有世界級的研發部門,在全球有70個辦事處,與世界知名的電子產品製造商、供應商及電晶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。

Mentor公司的產品是boardstation(EN)和expeditionpcb(WG)以及收購來的pads(powerPCB)。 PCB工具Mentor已經逐漸的在綜合到一起,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XtremePCB平臺,他們可以讓幾個PCB工程師在不同的用戶端共同設計一個PCB,這樣可以大大的提高產品設計進度。


Mentor EN

Mentor EN即Mentor Board Station,是Mentor Graphics推出的高端專業原理圖和PCB設計軟體,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,但是功能還是很强大的。 是只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。


Mentor WG

Mentor WG即Mentor Expedition,是Mentor Graphics公司推出的基於Windows介面的高端PCB設計工具,同時也被工程師們認定是拉線最順暢的軟體,被譽為拉線之王,它的自動佈線功能非常强大,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,其功能强大,介面友好,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。


Mentor PADS系列

PowerLogic和PowerPCB產品被Mentor Graphics公司收購後,更名為PADS系列,版本陞級昇的非常快,先前的有PADS2005、PADS2007PADS,現時最新的版本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軟體中最優秀的一款,其介面友好、容易上手、功能强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。 不足是其本身沒有模擬,做高速板時,要結合其他專用模擬工具,如hyperlynx,另外原理圖繪製元件庫很少。

ZUKEN 系列

4、ZUKEN 系列

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封裝設計軟體開發、銷售和提供支援服務的著名廠商。 ZUKEN公司是行業中唯一能够提供電路設計、邏輯模擬、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

EAGLE軟體是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軟體提供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軟體5.10.0版本集成了“DesignLink”介面,EAGLE DesignLink介面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。 Zuken公司的高端產品是Cr5000,低端產品是CADSTAR。


Zuken CR5000

CR5000的原理圖工具是SD(System Design),PCB工具是BD(Board Design)現時最新版本是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的軟體,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的軟體,還有日系的數位相機都是用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,快速鍵,滑鼠手勢等,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環境配寘比較繁瑣,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); 陞級頻繁(按說這個不算缺點吧,但是每昇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强大; 做封裝庫效率稍底,尤其是做pin很多的symbol時; 技術支援和售後服務不是很理想。


Zuken CADSTAR

CADSTAR安裝檔案小,特別是由原理圖轉到PCB時,功能確實强大,可以原理圖和PCB之間隨意跳轉,而且成功轉出網絡錶後出錯的機會就沒有了,因為它對原理圖的正確要求非常高。 用戶能够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。 最新版本為CADSTAR 12.0還具有擴展式ODB++生產輸出功能,可使用多種顏色標注網路,並在設計編輯器中添加了現場可程式設計閘陣列(FPGA)設計綜合功能及全面整合零部件庫管理器。

另外,PWS是ZUKEN下線產品,但是一直還在陞級,因為老的客戶還在繼續使用。

Autodesk Cadsoft EAGLE

5、Cadsoft EAGLE

在一個PCB layout工程師的部落格裏這樣寫到:“雖然CadSoft Eagle在2010年才被各種雜誌和組織承認是PCB軟體,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為數不多的可以在Windows,Linux和Mac平臺上運行的PCB軟體。”


該工具的主要特點是價格低、易於上手、安裝程式很小(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,一般情况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,因為在實際工作中,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。


以上所介紹的五種PCB layout軟體對比各有千秋,且都具備完成一般電子設計,電路設計,PCB設計,PCB layout工作的能力。 軟體的挑選固然重要,但用PCB軟體設計PCB是一項非常依賴理論知識和經驗技巧的任務,况且對於PCB設計軟體的使用,也符合一般熟能生巧的規律,做為電子設計人員應好好練好基本功,經過數年你就是電子設計,PCB設計,PCB layout高手。