前言
本文主要简单介绍一下硬件开发过程中所用到的软件,并简要说明一下优缺点
一、PCB设计相关EDA
1.1 立创EDA
立创EDA集成了原理图设计、PCB设计的功能,器件库、封装库丰富(而且共享),同时器件可以直接在立创商城采购,pcb制板和芯片贴片都可以在嘉立创进行生产加工,总之,立创集团提供了高度集成的一站式服务,为同学业余科创活动、企业打样或批量都提供了无与伦比的便利。
立创EDA的交互逻辑和AD或protel相像,甚至更简单。对于使用盗版Altium Designer的入门级用户而言,花上半个小时就可以进行切换了。再则立创EDA采用的是web操作,软件不需要安装,注册即用,也避免了到处找注册机带来的安全风险;数据云存储,随处可用,便于协作。
优点:
①交互逻辑更加简单,对入门者更友好。如果有其他软件的设计经验,半小时可切换到立创EDA。
②器件库、封装库齐全。网友器件、封装共享,几乎不用自己设计。当然,需要注意器件、封装的品质,初学者优先选择标准库、商城库。
③免安装,注册即用。
④数据云存储,方便随处操作,以及团体协作。
⑤有成熟的社区,网友分享的设计可直接使用或稍作修改使用。
⑥器件直接关联商城,方便器件采购。
⑦设计可直接制作PCB,以及贴片;打样、批量皆宜。
⑧免费,相比于下面三个软件
缺点:功能比较少,如没有多通道设计,不适合画复杂板
1.2 Altium Designer
Altium Designer(简称AD)是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统,全面继承包括Protel 99se、DXP在内的先前一系列版本的功能。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合,为设计者提供了全新的设计解决方案,使设计者可以轻松进行设计,熟练使用这一软件使电路设计的质量和效率大大提高。
优点:主要用于原理图设计、电路仿真、PCB绘制,一般大学教学软件,使用较多
缺点:对多层板(6层及以上)的设计不及Cadance
AD的具体操作可见以下文章:
https://blog.csdn.net/weixin_44567668/article/details/131621037
1.3 PADS
PADS是一款制作PCB板的软件。PADS包括PADS Logic、PADS Layout和PADS Router。PADS软件是MentorGraphics公司的电路原理图和PCB设计工具软件。该软件是国内从事电路设计的工程师和技术人员主要使用的电路设计软件之一,是PCB设计高端用户最常用的工具软件。按时间先后:powerpcb2005----powerpcbS2007----PADS9.0----PADS9.1----PADS9.2----PADS9.3——PADS9.4——PADS9.5
PADSLayout(PowerPCB)提供了与其他PCB设计软件、CAM加工软件、机械设计软件的接口,方便了不同设计环境下的数据转换和传递工作。PADS Layout(PowerPCB)具备Protel设计转换器,可与Protel进行PCB设计和封装库的双向数据转换。PADS Layout(PowerPCB)可导入OrCAD原理图网表,在PCB设计过程中可与OrCAD原理图进行正反标注和交互定位。PADS Layout(PowerPCB)具备Spacctra Link模块,可将当前设计文件导出至Spacctra布线器中。其规则简单,方便使用。所以很多中小型公司喜欢用,画图快、看图爽、管理起来也不算混乱。
优点:
①层管理。与AD相比,pads的层管理做的比较好,对于画多层板来说肯定是有优势的。
②设计规则。全局设计规则还算可以,以类似表格的形式设置各个安全间距,清晰明了。
③铺铜。速度较快,毛刺较少。
④颜色管理,可以自己设置不同的配色方案,而且操作比较方便。
缺点:
①层管理。比如画个双面板,3~20层即使没有定义,也会在各个地方显示。
②设计规则。涉及到网络布线规则的时候,设置好网络的线宽后(包括min、default、max)只能用default线宽走线,无模式命令w 居然不能修改
③ECO,这绝对是个大问题!
PADS的具体操作可见以下文章:
https://blog.csdn.net/weixin_44567668/article/details/134979034
1.4 Cadance
Cadence 公司是老牌的EDA工具提供商,采用Cadence的软件、硬件和半导体IP,用户能更快速向市场交付产品。Cadence公司创新的"系统设计实现" (SDE)战略,将帮助客户开发出更具差异化的产品——小到芯片大至系统——涵盖移动设备、消费电子、云数据中心、汽车、航空、物联网、工业应用以及其他细分市场。
优点:
①功能全面:Cadence软件对于各种类型的电路设计都具有很强的支持,如模拟、数字、射频等
②分析功能强大:提供多种电路分析功能,如热分析、信号完整性分析等。
③业认可度高:Cadence在半导体和电子行业具有很高的认可度,适合进行大型项目的设计。
④良好的生态系统:拥有丰富的第三方插件和库,方便用户扩展功能。
缺点:
①高昂的价格: Cadence是高端EDA工具,价格较高,可能对小型团队和独立设计师不太友好。
②学习曲线陡峭: Cadence的复杂性和功能多样性可能导致较陡峭的学习曲线
二、电子线路仿真相关EDA
2.1 Proteus
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是比较好的仿真单片机及外围器件的工具,从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。
功能:原理布图、PCB自动或人工布线、SPICE电路仿真
优点:
①互动的电路仿真,用户甚至可以实时采用诸如RAM,ROM,键盘,马达,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。
②仿真处理器及其外围电路,可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,再配合显示及输出,能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等,Proteus建立了完备的电子设计开发环境。
缺点:对电路的数据计算方面不足,ARM系列不适合使用
2.2 Multisim
Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的电路仿真软件工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
优点:与Proteus一样,可以直接拖拉元器件进行电路搭建,快捷的进行模拟电路与数字电路仿真,操作简单方便初学者
缺点:软件过于庞大,对MCU支持不足
multisim的具体操作可见以下文章:
https://blog.csdn.net/weixin_44567668/article/details/132507324
2.3 PSpice
PSpice是国际上广泛应用的通用电路模拟程序,现已被Cadance公司收购。主要是面向电子电路和集成电路的分析软件,是Spice(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)的一种(PC)微机版本,而且版本不断地在完善、修改和更新。PSpice电路数据的输入既可以为文本方式,也可以为图形方式。供教学使用的PSpice 通常只能分析规模较小的电路。
目前在 Windows方式下的PSpice 通常包括以下几个基本程序模块:电路原理图编辑程序Capture,激励源编辑程序Stimulus Editor,电路仿真程序 PSpice A/D,曲线输出程序 Probe,模型参数编辑程序Model Editor,元器件模型参数库LIB。
PSpice 能够处理的电子元器件非常广泛,可直接输入的电路元器件有:线性电路元件(包括电阻、电容、电感、耦合电感、独立电源,线性受控源、传输线等);非线性受控源;电子元器件(包括二极管、双极型晶体管、结型场效应管和MOS场效应管、运算放大器等);功率电子器件(包括晶闸管、电力晶体管、功率MOS管、IGBT等);用于电子测量、控制等常见的集成芯片等。
在PSpice中,电路结构和参数的输入有两种方式。一种是在(File/New/Textfile)的文本环境中,用电路描述语言编辑并保存符合语法规则的文本电路数据文件,用(Simulation/Run)命令直接执行0rCAD/PSpiceA/D程序进行仿真。另一种是调用OrCAD/Captur 程序在图形方式下建立并编辑电路原理图,根据电路数据修改元器件的参数或型号。然后在主菜单(PSpice)中选取(New Simulation Profile)菜单设置或编辑分析类型,再进行仿真计算。无论采用何种输入方式,所有版本的PSpice最终都要通过电路文本格式文件确定元件间的连接关系,然后根据分析类型进行分析计算。
功能:PSpice 的分析功能十分强大,它可以进行直流分析(电阻电路分析)、交流分析(正弦稳态分析)、瞬态分析(动态电路的时域分析)、傅里叶分析以及其他分析。
优点:仿真功能强大
缺点:文本输入环境不是那么快捷,不适合新手入门
2.4 Matlab
MATLAB 是美国MathWorks公司开发的大型数学计算软件,它具有强大的矩阵处理功能和绘图功能,已经广泛地应用于科学研究和工程技术的各个领域,MATLAB以矩阵和向量为基本数据单元,提供了丰富的矩阵操作和矩阵运算功能,并在这些基本运算的基础上提供了可供各种科学研究和工程技术门类使用的工具箱,极大地方便了科学计算和工程问题的求解,使得科技人员从复杂的编程工作中解放出来,专注于数学模型的建立。
优点:有很多数学函数辅助建模计算文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-718544.html
缺点:没有直观的电路仿真,在使用Matlab仿真前,需要将电路进行一定的数学转换,适合理想模型,不能考虑非理性状态文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-718544.html
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