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PCB設(shè)計(jì)所需的基本工具
PCB設(shè)計(jì)所需的基本工具
無(wú)論您是蓋房子還是建造PCB，都需要在工具箱中使用合適的工具。每個(gè)設(shè)計(jì)人員都需要具有用于放置零件的CAD工具，但是即使基于命令行的CAD軟件也可以用于精確放置零件。隨著現(xiàn)代電子設(shè)備在各個(gè)層面上變得越來(lái)越復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員需要有助于加快基本設(shè)計(jì)任務(wù)的工具。
選擇正確的PCB設(shè)計(jì)工具集需要權(quán)衡許多潛在的選擇。市場(chǎng)上有許多具有不同功能的軟件包，沒(méi)有人有時(shí)間免費(fèi)試用每個(gè)軟件包。這些設(shè)計(jì)平臺(tái)中的某些仍然可以與20年前使用的過(guò)時(shí)的工作流程一起使用。考慮到這一點(diǎn)，讓我們看一下每個(gè)設(shè)計(jì)師在其PCB設(shè)計(jì)軟件中需要具備的一些基本工具。
原理圖設(shè)計(jì)和捕捉
您的電子原理圖就像房子的地基。您放置在董事會(huì)上的所有內(nèi)容均基于此基礎(chǔ)文檔。該重要文檔顯示了您的電路板需要哪些組件，如何連接以及電源和接地的位置。使用正確的原理圖編輯器，您可以輕松地規(guī)劃布局并為電路板添加注釋。
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)原理圖就變得很笨拙。一旦開(kāi)始在板上包含多種功能，就可以通過(guò)使用分層原理圖來(lái)使事情井井有條。這使您可以根據(jù)組件在功能塊中的放置方式將其分為不同的原理圖，并且可以定義原理圖之間的父子關(guān)系。
使用多通道PCB設(shè)計(jì)工具不僅可以幫助您保持有條理，而且還可以輕松地復(fù)制層次結(jié)構(gòu)示意圖中的組件組。一旦將原理圖捕獲為初始布局，這些重復(fù)的組件組就會(huì)轉(zhuǎn)移到新板上。然后，您可以開(kāi)始在組件之間路由走線，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工具將為您提供幫助，以幫助您放置組件和布線軌跡。布線是一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)，它定義了主板上組件之間的物理連接。對(duì)于簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，手動(dòng)路由每個(gè)連接并根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查布局是一件容易的事。但是，隨著您的電路板變得越來(lái)越復(fù)雜，所需的互連數(shù)量增加，可以自動(dòng)執(zhí)行路由過(guò)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(zhēng)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)或互連上通孔數(shù)量限制的簡(jiǎn)單電路板，自動(dòng)布線器仍可以產(chǎn)生良好的布局。請(qǐng)注意，在這些情況下，如果可以定義適當(dāng)?shù)穆酚刹呗裕瑒t自動(dòng)布線器將產(chǎn)生更好的布局。
這是自動(dòng)交互布線成為重要的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)沿互連線手動(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)載組件之間的網(wǎng)中路由跟蹤。
使用自動(dòng)互動(dòng)式路由器，創(chuàng)建這種類型的布局要容易得多
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，以確保信號(hào)保持干凈成為幾乎所有設(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)正確的疊層，走線幾何形狀和接地層。所有這些都是CAD，布線和電路板設(shè)計(jì)工具的任務(wù)。
如果使用正確的信號(hào)完整性軟件包，則可以檢查不同網(wǎng)絡(luò)中的反射和串?dāng)_波形。這可以幫助您確定何時(shí)需要終止，以及應(yīng)在不同的跟蹤中使用哪個(gè)匹配的網(wǎng)絡(luò)。
在電源傳輸和熱管理方面，通過(guò)使用電源傳輸網(wǎng)絡(luò)分析儀（PDNA），您可以確定走線，電源和接地層以及過(guò)孔中的IR損耗。您的PDNA應(yīng)該使用直觀的輸出格式生成電壓和電流密度結(jié)果。最好的工具將為您顯示一個(gè)交互式的顏色圖，使您可以直觀地檢查電路板上是否存在潛在的電源散熱問(wèn)題和過(guò)多的IR下降。
彩色圖顯示整個(gè)PCB上的電源傳輸
基于規(guī)則驅(qū)動(dòng)引擎的PCB設(shè)計(jì)工具
PCB設(shè)計(jì)中最重要的部分可能是確保您的設(shè)計(jì)符合基本設(shè)計(jì)規(guī)則。設(shè)計(jì)功能應(yīng)在創(chuàng)建布局時(shí)對(duì)照這些規(guī)則檢查設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，以使您能夠快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并根據(jù)需要進(jìn)行糾正。您的設(shè)計(jì)規(guī)則還可以限制CAD和路由功能的功能，從而幫助您遵守設(shè)計(jì)上的重要標(biāo)準(zhǔn)。
其他PCB設(shè)計(jì)軟件包將這些重要功能分為不同的程序，從而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)發(fā)布新版本時(shí)，您將需要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的解決方法，并且確實(shí)存在舊數(shù)據(jù)突然變得不可訪問(wèn)的風(fēng)險(xiǎn)。在這種環(huán)境下，工作流和界面在各個(gè)設(shè)計(jì)工具之間是不一致的，這加劇了學(xué)習(xí)曲線并降低了設(shè)計(jì)生產(chǎn)率。