無論您是建造房屋還是建造PCB，您都需要在工具箱中使用合適的工具。每個(gè)設(shè)計(jì)人員都需要使用CAD工具進(jìn)行元件放置，但即使是基于命令行的CAD軟件也可用于精確放置元件。隨著現(xiàn)代電子設(shè)備在各個(gè)層面變得越來越復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員需要能夠幫助加快基本設(shè)計(jì)任務(wù)的工具。
選擇正確的PCB設(shè)計(jì)工具需要權(quán)衡許多潛在的選擇。市場上有許多軟件包具有不同的功能，沒有人有時(shí)間處理每個(gè)軟件包的免費(fèi)試用。其中一些設(shè)計(jì)平臺(tái)仍然使用20年前使用的相同過時(shí)工作流程?？紤]到這一點(diǎn)，讓我們來看看每個(gè)設(shè)計(jì)師在PCB設(shè)計(jì)軟件中需要的一些基本工具。
原理圖設(shè)計(jì)和捕獲
您的電子原理圖就像房子的基礎(chǔ)。您在電路板上放置的所有內(nèi)容都基于此基礎(chǔ)文檔。這個(gè)重要文檔顯示了電路板所需的組件，連接方式以及電源和接地連接的位置。使用正確的原理圖編輯器，您可以輕松規(guī)劃布局并注釋您的電路板。
使用原理圖編輯器可以使您的電路板井井有條，但是一旦您的設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，使用單個(gè)原理圖可能會(huì)變得難以處理。一旦開始在電路板上包含多個(gè)功能，就可以通過使用分層原理圖來保持組織。這允許您根據(jù)組件與功能塊的匹配方式將組件分成不同的原理圖，并且可以在原理圖之間定義父子關(guān)系。
使用多通道PCB設(shè)計(jì)工具不僅可以幫助您保持井井有條，還可以輕松復(fù)制分層原理圖中的組件組。一旦你捕獲你的原理圖作為初始布局，部件的這些重復(fù)的組被轉(zhuǎn)移到新的董事會(huì)。然后，您可以開始在組件之間布線，以及放置電源和接地連接。
分層原理圖可幫助您定義PCB中不同塊之間的關(guān)系
路由功能
將原理圖捕獲為初始布局后，您的CAD工具將隨時(shí)待命，以幫助您放置組件和布線跡線。路由是定義板上組件之間物理連接的關(guān)鍵任務(wù)。通過簡單的設(shè)計(jì)，手動(dòng)布置每個(gè)連接并根據(jù)您的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查布局是一件容易的事。但隨著您的電路板變得越來越復(fù)雜并且所需的互連數(shù)量增加，可以自動(dòng)化路由過程的工具可以為您節(jié)省大量時(shí)間。
自動(dòng)路由器和交互式路由器的優(yōu)點(diǎn)之間的爭論似乎是永恒的。對(duì)于不涉及差分對(duì)，大量信號(hào)網(wǎng)絡(luò)或互連上過孔數(shù)量限制的簡單電路板，自動(dòng)布線器仍然可以產(chǎn)生合適的布局。請(qǐng)注意，在這些情況下，如果您可以定義適當(dāng)?shù)穆酚刹呗?，您的自?dòng)布線器將產(chǎn)生更好的布局。
這就是自動(dòng)交互式布線成為重要的PCB設(shè)計(jì)工具的地方。一個(gè)自動(dòng)交互式布線混合自動(dòng)布線和交互式布線的最好的方面。您可以為給定的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)在互連上手動(dòng)定義航點(diǎn)，該工具將自動(dòng)在源組件，這些航點(diǎn)和您的負(fù)載組件之間路由網(wǎng)絡(luò)中的跟蹤。
使用自動(dòng)交互式路由器可以更輕松地創(chuàng)建這種類型的布局
信號(hào)完整性和功率傳輸分析
在信號(hào)完整性方面，現(xiàn)代數(shù)字IC的切換速度足夠快，確保信號(hào)保持清潔成為幾乎所有設(shè)計(jì)人員的重要考慮因素。確保信號(hào)完整性確實(shí)需要為您的特定應(yīng)用設(shè)計(jì)正確的層堆棧，跡線幾何和地平面。所有這些都是CAD，路由和電路板設(shè)計(jì)工具的任務(wù)。
如果使用正確的信號(hào)完整性包，則可以檢查不同網(wǎng)絡(luò)中的反射和串?dāng)_波形。這有助于您確定何時(shí)需要終止以及應(yīng)在不同的跟蹤中使用哪個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)。
在電力傳輸和熱管理方面，使用電力傳輸網(wǎng)絡(luò)分析儀(PDNA)可以確定整個(gè)走線，電源和接地層以及過孔的IR損耗。您的PDNA應(yīng)使用直觀的輸出格式產(chǎn)生電壓和電流密度結(jié)果。最好的工具將向您顯示交互式彩色地圖，使您可以直觀地檢查您的電路板是否存在潛在的電源熱問題和過多的IR壓降。
彩色地圖顯示整個(gè)PCB的電力輸送
基于規(guī)則驅(qū)動(dòng)引擎的PCB設(shè)計(jì)工具
也許PCB設(shè)計(jì)中最重要的部分是確保您的設(shè)計(jì)符合基本設(shè)計(jì)規(guī)則。在創(chuàng)建布局時(shí)，您的設(shè)計(jì)功能應(yīng)根據(jù)這些規(guī)則檢查設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，以便您快速識(shí)別問題并根據(jù)需要進(jìn)行更正。您的設(shè)計(jì)規(guī)則還可以限制CAD和路由功能的功能，幫助您遵守設(shè)計(jì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。
其他PCB設(shè)計(jì)包將這些重要功能分成不同的程序，迫使您在程序之間移動(dòng)時(shí)導(dǎo)出和重新導(dǎo)入數(shù)據(jù)。當(dāng)新版本發(fā)布時(shí)，您將不得不設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的解決方法，并且存在您的舊數(shù)據(jù)突然變得無法訪問的真實(shí)風(fēng)險(xiǎn)。此環(huán)境中的工作流程和界面在設(shè)計(jì)工具中不一致，這會(huì)加劇學(xué)習(xí)曲線并降低設(shè)計(jì)效率。