PCB設計時常用軟件工具
硬件工程師、還有Layout工程師經(jīng)常抱怨:工作過程中用的軟件太雜太多,有些軟件聽都沒聽過,更不知道干啥用的。
這些軟件,有些是必須掌握的,有些是用到部分功能,夠PCB設計使用就可以了,EDA設計是工程類研發(fā),不是搞學術研究,只要了解什么時候用什么軟件來解決問題就可以了,不需要對軟件做更深入的研究。
1、原理圖設計軟件(重要等級:三顆星)
EDA工程師一般不做原理圖的編輯工作,原理圖的編輯工作由硬件工程師來完成,但有時候要和原理圖做交叉的檢查工作,比如檢查器件封裝、導Netlist文件出現(xiàn)錯誤,還有最終做原理圖和PCB的一致性對照檢查等等,需要EDA工程師能打開原理圖,進行查網(wǎng)絡或器件的操作。
目前小易使用的原理圖工具軟件有:ORCAD、Pads logic、Concept HDL和Dx Designer、Eagle;
2、PCB設計軟件(重要等級:三顆星)
EDA工程師必須要掌握一種或多種的PCB設計軟件,這個是EDA工程師的本職技能要求,需要選擇哪種PCB設計軟件,主要根據(jù)上游的原理圖設計使用的軟件來選擇,一般OrCAD的原理圖,選擇Pads layout、Allegro和OrCAD Layout做PCB設計,Concept HDL的選擇Allegro,Dx Designer和Pads logic的選擇Pads layout;
常用的PCB設計工具軟件有:EE、Pads layout、Allegro、AD、Eagle;
3、功能仿真軟件(重要等級:一顆星)
前仿真軟件是對原理圖部分的仿真,通過仿真來模擬輸出的波形結果,同時確定使用器件選擇的阻、容、感值,這個一般是硬件工在使用,EDA工程師可以做擴展性學習;
目前小易用使的前仿真軟件為NI的Multisim軟件,該軟件的優(yōu)勢是使用簡單、設計素材豐富;
另外還有常用的仿真軟件如:Multisim、Saber、Pspice、ProteusPro
4、 工程仿真軟件(重要等級:三顆星)
PCB設計完成后,需要進行各種仿真,比如信號仿真、電源仿真、熱仿真、機械應力仿真等等,EDA工程師如果能了解仿真知識,使用仿真軟件,那對EDA的技能是絕對的加分項;有以下幾種:
1) ADS,對信號基本原理級的仿真使用;ADS電子設計自動化功能十分強大,包含時域電路仿真 (SPICE-like Simulation)、頻域電路仿真 (Harmonic Balance、Linear Analysis)、三維電磁仿真 (EM Simulation)、通信系統(tǒng)仿真(Communication System Simulation)、數(shù)字信號處理仿真設計(DSP);也包含SI、PI仿真。
2)Sigrity,對系統(tǒng)級的PDN電源仿真和DDR高速信號仿真;
3)FIoTHERM,產品級的散熱、溫度的熱仿真;
4)HFSS,俗稱“海飛絲”,專業(yè)的射頻仿真軟件。
5、工程交互軟件(重要等級:三顆星)
PCB設計的過程中需要和CAM工程師交互,就需要了解一些 CAM軟件的使用, 目前小易用使的CAM軟件有以下幾種:
1 ) AutoCAD,Autodesk公司專業(yè)的機械繪圖軟件,EDA工程師簡單能使用二維操作就可以了,一般下列場景會用到AutoCAD:
a)在導入DXF時,板子外框不閉合,需PE操作來做一個封閉的外框;
b)DXF的縮放,結構圖特征,就是不管圖紙比例多少,標注的都是實際尺寸,導入DXF后,發(fā)現(xiàn)比實際的小或大,就需要在AutoCAD內進行放縮操作;
c)PCB生產用的拼板資料, PCB設計軟件的二維線段操作功能有限,一般都是AutoCAD做成的拼板,導入到PCB中去的;
d)SMT生產用的夾具資料,這個一般從PCB導出來,然后用AutoCAD進行編輯的。
2)Pro/E,3D編輯軟件,PCB導出的3D文件,結構同事反饋有問題,EDA和結構工程師一起合作查找原因,就需要EDA工程師能做打開PCB導出的3D文件的嘗試操作;
3)CAM350,對GERBER資料做Double Check的DFM軟件,對GERBER資料進行工程生產的檢查,簡單掌握一些放大、移動、對齊的操作就可以了,有些簡單的修改,PCB不容易操作的,可以在CAM350里很快實現(xiàn);
6、理論驗證軟件(重要等級:二顆星)
1)Polar SI9000,阻抗計算軟件,根據(jù)提供的PCB疊層和設計需要的阻抗來計算線寬和線距,這個對EDA工程師很重要,如果設計出來的板子,生產上說線寬要控制到1mil才能滿足阻抗,這顯示是沒法生產出來;
2)Saturn,計算導線或過孔的電流通載能力,根據(jù)設計電流大小, 計算出走線的寬度和孔徑大??;
3)Matlab, 專業(yè)的數(shù)據(jù)分析和信號處理軟件,可以用來驗證一些函數(shù),比如下圖是驗證傅里葉變換中的數(shù)字方波是由多個正弦波疊加而來,也能解釋 數(shù)字波形在高速下呈現(xiàn)出模擬特性。
7、效率軟件(重要等級:二顆星)
PCB設計中可以使用一些效率軟件來提高工作的效率,小易一般使用下列幾種效率軟件:
1)launchy,Windows快速啟動和快速找文件;
2)Foldermenu, 記錄保存文件路徑;
3)Strokit,手勢識別,可以通過鼠標手勢快速在原理圖和PCB之間瀏覽切換視圖;
4)Ditto,剪切板管理,可以管理保存多個剪切內容;
5)AHK,代碼快速插入工具。
8、辦公管理軟件(重要等級:二顆星)
PCB設計完成后,需要對資料進行整理,制作制版文件和生產文件,就需要EDA工程師具有Word和Excel文件的編輯能力,有CIS數(shù)據(jù)庫的公司,EDA工程師還需要熟悉Access的使用。
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書籍名稱:Cadence高速電路設計-基于手機高階板的案例分析與實現(xiàn)
作者 : 李衛(wèi)國、張彬、林超文
出版社: 清華大學出版社
摘 要
本書主要講解了使用Cadence Allegro16.6軟件設計高階手機線路板的過程,敘述的知識點都比較基礎,適合稍有電子理論知識的讀者閱讀,讀者閱讀本書,可以對我們經(jīng)常用到的手機,從研發(fā)的角度去重新認識下。
手機看似一個簡單的移動設備,實際上需要很多公司配合設計、生產,設計上分為硬件(HW)設計、軟件(SW)設計、外形(MD)設計、人機界面(UI)設計,每個環(huán)節(jié)都是一家或多家公司獨立設計,最后集成商會把這些設計集成在一起,組成一部手機,目前國內大型的手機公司,例如華為、ViVo、小米都是有自己的設計和生產測試團隊。
為了提高學習的實用性效率,本書編寫是按照一個EDA工程師具體的工作流程來安排章節(jié)的,避免了像一些教材中的菜單式式講解,依據(jù)一個項目需要,EDA設計需要用到哪個功能,就講解哪個功能,就像師傅帶徒弟一樣。EDA設計屬于設計軟件應用行業(yè),建庫、擺件、走線和做資料等每個環(huán)節(jié),都有時間限制,不會有太多的時間來做EDA軟件的研究開發(fā)的工作。
本書為基礎開發(fā)學習,注重講述硬件架構和設計,弱化軟件的使用,開發(fā)基礎篇包括了以下的章節(jié):
第1章 概述
介紹了手機的基本組成和機構,和手機中各種常用硬件模塊、傳感器、結構組件,熟悉下常用的手機設計中的英文術語。
認識下手機中常用的各種傳感器,了解各種傳感器的作用。介紹SIM卡座、SD卡座、側鍵、鍵盤等的各種形態(tài)外形。
第2章 手機平臺發(fā)展和EDA介紹
手機從模擬信號到4G的發(fā)展過程,了解一些通信術語,介紹主要的國內外手機芯片廠商。
介紹線路板和EDA的基礎知識,讓讀者對線路板和EDA所做的工作有一個大致的了解,EDA軟件種類介紹,使讀者更快接觸到實踐學習中來。
第3章 ORCAD使用介紹
介紹了ORCAD的使用方法,包括元件庫管理、原理圖建Part、原理圖編輯和工程文件管理、輸出方法。原理圖是硬件工程師負責設計的,EDA工程師一般只會接觸到PDF格式的原理圖,原理圖操作不會參與,EDA工程師可以做知識延伸性學習。
第4章 Allegro16.6使用介紹
本章是本書的重點,介紹了Allegro的使用方法,包括元件庫管理、Padstack建立和新建各種 Package的方法;接著講述了PCB的詳細操作、各種Rule的設置和走線操作;
第5章 射頻部分介紹
介紹了5大系統(tǒng)中最重要和龐大的射頻系統(tǒng),了解射頻的組成和走線規(guī)則,隨著進入5G發(fā)展時代,射頻的規(guī)模也會更加龐大。
第6章 電源部分介紹
介紹了手機系統(tǒng)中電源樹、電源分布、走線和通孔的通流能力和走線的3種方式,手機板尺寸限制,電源走線在有些地方需要折中處理,一個好的電源系統(tǒng)對手機系統(tǒng)運行是一個基礎的保障。
第7章 音頻部分介紹
介紹了手機系統(tǒng)中常用的MIC、Speaker、Recevier、Audio Jack和Audio PA電路,隨著人們對手機音頻系統(tǒng)要求的提高,音頻在手機中占據(jù)的地位也越來越高了。
第8章 時鐘介紹
介紹了手機系統(tǒng)中常用實時時鐘和邏輯電路主時鐘兩大時鐘系統(tǒng),手機中這兩個時鐘電路占據(jù)的空間最小,走線也最少,卻在手機電路系統(tǒng)中是最重要的。
第9章 MIPI介紹
介紹了手機MIPI系統(tǒng)中的作用和常用的驅動設備和手機中MIPI接口的分配,前攝、副攝、后攝和LCD的連接方法。
第10章 實戰(zhàn)操作-高通SDM439
介紹了高通SDM439平臺的5大系統(tǒng)的硬件模塊的原理圖部分、PCB擺件和走線,以及信號層的規(guī)劃、走線優(yōu)先級和走線優(yōu)化。
第11章 整理資料
介紹了EDA工程師整理資料的能力,如何制作設計文件、制板文件和生產文件,以及制板文件和生產文件的作用和包含的文件信息。
第12章 生產問題處理
介紹了EDA工程師所需要的溝通能力和解決問題的能力,如何進行工程確認文件的反饋,試產報告問題的分析和解決方法。
第13章 信號完整性仿真和電源完整性仿真
介紹了信號完整性仿真和電源完整性仿真的概念和如何提交、分析仿真報告,以及EDA工程師如何根據(jù)仿真報告來調整走線。
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