中外主流PCB设计软件大盘点.pdf

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1、中外主流 PCB 设计软件大盘点 PCB 设计工作的开展，是一项十分漫长的工作。在进行PCB 设计时，首当其冲地是选择 设计软件，没有完美无缺的PCB 设计软件，关健是找到一种适合自己的工具，能很快、很方 便的完成自己的设计工作。当然，在自己日常使用当中，对不同的工作任务，有必要选择不同 的设计软件，甚至多种软件协同设计。本文将给大家介绍PCB 设计工具，供大家参考。 PCB（Printed Circuit Board ），中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板， 是重要的电子部件， 是电子元器件的支撑体， 是电子元器件电气连接的提供者。自从人类第一 次连接碳片和硅片形成可工作电子产

2、品以来PCB 一直是电子行业的支柱。 PCB 设计从开始的 手工绘制到现在越大规模元件库，强大自动布局布线等功能， 越来越方便我们工程师进行线路 板设计工作。 PCB 设计具体的可以分为几个部分的，即原理图设计、PCB layout 、电路模拟 仿真、 CAM 工程软件、抄板软件等。在PCB 设计软件中，一般都包含了原理图设计和PCB 设计两大模块，一些强大的PCB 设计软件甚至将以上的模块都包括在内。本文当中，我们主 要讲的 PCB 设计软件，指的是原理图设计和PCB layout 这两部分。 每个产业之所以会盛兴衰败都一定有它的时空背景存在，PCB 产业发展到目前为止也是有一 段历史的轨迹

3、可循。 从开始的众家厂商在自己擅长的领域发展，到后期不断地修改和完善， 或 优存劣汰、或收购兼并、或强强联合，现在在国内被人们熟知的厂商屈指可数：Altium 、 Cadence 、 Mentor 、 Zuken 、 Cadsoft 以及国产的上海青越等。 下面将分厂家对目前的主流PCB 软件进行介绍。 1 Altium Protel 系列 衡量一个软件的优劣， 其中一个很现实的标准就是看它的市场占有率，也就是它的普及和流行 程度，那么 Altium Protel 当之无愧地排在众多PCB 设计软件的前面。 Protel 系列，较早就在 国内开始使用， 基本上所有高校的电子专业都开设相关课程，

4、甚至许多大公司在招聘电子设计 人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL 。Altium 曾声称中国有 73%的工程师和 80%的电子工程相关专业在校学生正在使用其所提供的解决方案，而目前正版率只有 3%左右。 当然，关于触目惊心的盗版问题，e-works 也深表痛心，确实目前也没找到较好的规避方案， 但是可以看出该软件在国内应用的广泛性。 图 1 Altum Designer Protel 是 PROTEL （现为 Altium ）公司在 1985 年推出的 PCB 设计软件，从最初的Protel fo DOS，再升级为 Protel for Windows ，然后在 1998 年，推

5、出 protel 98 ，在 1999 年推出了划 时代的 protel 99 及其升级版 protel 99 se ， 在 2002 年推出 protel DXP 此后 Altium 从定点 软件产品发布向连续流发布方式转移，基本上每年都有新版本发布，后有发布以Altium Designer+ 季节命名的版本，最新版本是2011 年 3 月新发布的 Altium Designer 10 。 目前，使用 Protel 99se 进行 PCB 设计工作的人员，数量还相当巨大。protel 99se 对 PCB 设 计行业的贡献相当巨大。无论是广泛使用的Protel99 还是后续的各个版本，均提供

6、了一个集 成的设计环境，包括了原理图设计和PCB 布线工具，集成的设计文档管理，支持通过网络进 行工作组 协同设计功能。自 Protel DXP/DXP2004开始，提供了全新的FPGA 设计的功能； 自 Altium Designer 6.0开始，将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件（如FPGA ）设计 和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起；自Altium Designer 6.8开始，添加了 三维 PCB 可视化和导航技术，通过该功能，设计师可以随时查看板卡的精确成型，以及与设 计团队的其他成员共享信息；在发布Altium Designer 10时，同时推出基于互联网的Al

7、tium Vaults 和 AltiumLive 。Altium Vaults 构成了 Altium 智能数据 管理技术 的核心，它 存储并管理 电子设计数据； AltiumLive 是一款适用于下载、交易和共享电子设计内容的在线环境。 当然也有工程师对Protel 系列软件存有抱怨，比如运行时占据大多数系统资源、对系统配置 要求较高、菜单过于繁琐、不适合高速PCB 设计、公司企业特别是外企使用较少等等，但因 它是绝大多数国内工程师的“第一次亲密接触 “的软件，还是有相当多的工程师可能出于恋旧情 节或者先入为主的原因，对Altium Protel 情有独钟，即使是Altium 有升级版本，也不

8、会随意 更换。总之，这是一款很不错的适合从企业到个人的PCB 设计软件。 【关于 Altium 】 Altium（前称 Protel 国际）有限公司由Nick Matrin 于 1985 年始创于澳大利亚塔斯马尼亚岛 的霍巴特，开发基于计算机的软件，来辅助进行印制电路板（PCB）设计。 2003 年建立中国 代表处，加强中国转售商网络。 2 Cadence 产品 Cadence 公司的产品是 concept/allegro 和收购来的 orcad 。Cadence 公司将 orcad 的强项原 理图设计 capture CIS 和 Cadence 原来的原理图设计concept HDL ，PC

9、B 工具 allegro 及其 它信号仿真等工具一起推出并统称为Cadence PSD, 现在叫 SPB。 图 2 Cadence SPB 2.1 Cadence Allegro Cadence Allegro 现在几乎成为高速板设计中实际上的工业标准，最新版本是2011 年 5 月发 布的 Allegro 16.5 。和它前端产品Capture 的结合，可完成高速、高密度、多层的复杂PCB 设计布线工作。 为了推广整个先进EDA 市场，Allegro 提供了 OrCAD PCB Editor 、 PADS 、 P-CAD 等接口， 让想转换PCB Layout 软件的使用者，对于旧有的图档能

10、顺利转换至Allegro 中。 Allegro 有着操作方便、接口友好、功能强大（比如仿真方面，信号完整性仿真、电源 完整性仿真都能做。）、整合性好等诸多优点，在做pcb 高速板方面牢牢占据着霸主地位， 这个世界上 60%的电脑主板 40%的手机主板可都是拿Allegro 画的，广泛地用于通信领域和 PC 行业， 它被誉为是高端PCB 工具中的流行者。 Cadence Allegro 系统互连设计平台通过IC、封装和 PCB 之间的约束驱动的 协同设计，实现 降低成本并加速上市时间。SPB（Silicon-package-board ）产品线目前已经包含在Allegro 平台内，所有产品名已经

11、变更。 2.2 Cadence OrCAD Capture OrCAD Capture 是被称为全球最多人使用的线路图绘图程序+画原理图的最厉害的软件， 之所 以被推荐是应该它的库比较多，元件不需要你建，而且易与其它软件（如：Ansoft、Mentor 的软件）集成，各种工具交互比较容易。 它针对设计一个新的模拟电路、 修改现有的一个PCB 的线路图、 或者绘制一个HDL 模块的方框图， 都提供了所需要的全部功能， 并能迅速地验证 您的设计。 OrCAD Capture 作为设计输入工具， 运行在 PC 平台，用于 FPGA 、 PCB 和 OrCAD PSpice 设计应用中， 它是业界第一

12、个真正基于Windows 环境的线路图输入程序， 易 于使用的功能及特点已使其成为线路图输入的工业标准。 可利用 OrCAD Capture 来连结 Cadence OrCAD PCB Editor、Allegro 或其它的 Layout 软件， 来完成 PCB 设计。 注意： Cadence 公司的产品这几年变化很快，存在了Orcad/SPB/PSD 等多个系列，很多人 初学者就会困惑 Orcad、SPB 和 PSD 是什么？其实三者都是Cadence 公司基于 capture 和 allegro 的 PCB 设计套件，区别仅在于软件配置。Orcad 的配置是低端产品，存在价格低的优 点，但

13、是在 Orcad 中 Allegro 的功能比较弱，只有各项基本功能而没有constrain manager ， 如果需要 SI 或者 constrain manager呢， 就需要另外的增加配置了。 PSD 是 SPB 的早期叫法。 【关于 Cadence 】 Cadence 公司成立于 1988 年 5 月，总部位于美国加州圣荷塞市。Cadence 公司的 电子设计 自动化 产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC 综合及布局布线， 模拟、混合信号及射频IC 设计，全定制集成电路设计， IC 物理验证， PCB 设计和硬件仿真建 模等。 1992 年进入中国大陆及香港市

14、场，然后陆续建立了北京、上海、深圳、香港四个办事 处以及北京研发中心、上海研发中心。 分页 3 Mentor 产品 Mentor 公司的产品是 boardstation(EN) 和 expeditionpcb(WG) 以及收购来的 pads(powerPCB) 。PCB 工具 Mentor 已经逐渐的在整合到一起，最高端的就是Board Station RE 和 WG 的 PCB 工具 Expedition PCB 无缝切换，说起 PCB 工具不得不提的就是XtremePCB 平台，他们可以让几个PCB 工程师在不同的客户端共同设计一个PCB，这样可以大大的提高 产品设计进度。 图 3 Men

15、tor PADS 3.1 Mentor EN Mentor EN 即 Mentor Board Station, 是 Mentor Graphics推出的高端专业原理图和PCB 设 计软件， 既支持 Unix 系统也支持 Windows 系统 （Win2000 和 Win XP) ， 其中 EN 是 Enterprise 的简写。 EN 的原理图是 BA，超级繁琐，但是功能还是很强大的。是只考虑工期不考虑成本， 总是做 8 层12 层 pcb 的通讯和军工研究所的首选， 也有很多大型电 IT 公司，如 Intel， 朗讯， 伟创力，西门子，波导使用Mentor EN 进行 PCB 设计，但国内

16、会使用的Mentor EN 的工程 师并不是很多，而且其学习难度较大，不建议自学。 3.2 Mentor WG Mentor WG 即 Mentor Expedition ，是 Mentor Graphics公司推出的基于 Windows 界面的高 端 PCB 设计工具，同时也被工程师们认定是拉线最顺畅的软件，被誉为拉线之王，它的自动 布线功能非常强大，布线规则设计非常专业；是最好的布线工具。 另外， Mentor DxDesigner （ViewDraw 的升级版本）是 Mentor Graphics公司推出的原理图输入工具，其功能强大， 界面友好， 可以支持多种PCB Layout 工具，

17、如：Mentor Expedition ，Mentor Board Station ， PowerPCB ，Cadence Allegro ，和 Zuken 等。Mentor DxDesigner + Mentor WG是 Mentor Graphics 公司如今推荐的原理图和PCB 设计流程。 3.3 Mentor PADS系列 PowerLogic 和 PowerPCB 产品被 Mentor Graphics 公司收购后，更名为PADS 系列，版本 升级升的非常快，先前的有PADS2005 、PADS2007PADS ，目前最新的版本PADS 9.4 ，不 过也有工程师反映运行最稳定还是P

18、ADS 2005 ，包括：原理图工具PADS Logic 、PCB 工具 PADS Layout 和自动布线工具 PADS Router 。PADS 系列低端的 PCB 软件中最优秀的一款， 其界面友好、 容易上手、 功能强大而深受中小企业的青睐，在中小企业用户占有很大的市场份 额。PADS 最大的优势就是手机产品设计，虽然说他功能简单，但是山寨机基本上都是用它搞 定的，国内的设计公司有80%都是用它。不足是其本身没有仿真，做高速板时，要结合其他 专用仿真工具，如hyperlynx ，另外原理图绘制元件库很少。 【关于 Mentor】 Mentor Graphics （明导国际）成立于1981

19、 年，总部位于美国俄勒冈州威尔逊维尔。Mentor 是电子设计自动化 技术的领导产商， 它提供完整的软件和硬件设计解决方案，让客户能在短时 间内，以最低的成本，在市场上推出功能强大的电子产品。Mentor Graphics 拥有世界级的研 发部门，在全球有70 个办事处，与世界知名的电子产品制造商、供应商及半导体产商结成战 略联盟，开发新的设计解决方案服务于现代高科技。中国总部设立于上海金茂大厦，分别在北 京和深圳设有销售据点。 4 ZUKEN 产品 Zuken 公司的高端产品是Cr5000, 低端产品是 CADSTAR 。 图 4 ZUKEN cadsoft 4.1 Zuken CR5000

20、 CR5000 的原理图工具是SD（System Design ）, PCB 工具是 BD（Board Design ）目前最新 版本是 11.0。除了日资和与日本有业务往来的企业外还有很多公司用zuken 的软件，国内的 一些研究所以及一些老的电视机企业在用，LG 也在用 ZUKEN 的工具，特别是 NOKIA 全线手 机设计工具都用了ZUKEN 的软件，还有日系的数码相机都是用CR5000 设计的。 据使用过的工程师反映CR5000 的优点有：手工 layout 设计方面， CR5000 非常棒，包括走 线，铺铜， DRC，快捷键，鼠标手势等，特别是圆弧线很好用，渐变平滑过渡走线；有专门

21、的拼板工具；可以直接的给不同网络设定颜色， 这个功能在查看走线趋势和分析走线时很实用； 可以自动绕等长线；虽然CR5000 环境配置比较繁琐，但配好后很好用，很少出问题。 当然也反映有些不足：入门难；价格高（好像每个License 就要 10 万美元）；升级频繁（按 说这个不算缺点吧， 但是每升一次级就要交一次钱）；供用户自己编辑或二次开发的能力不是 十分强大；做封装库效率稍底，尤其是做pin 很多的 symbol 时；技术支持和售后服务不是很 理想。 4.2 Zuken CADSTAR CADSTAR 安装文件小，特别是由原理图转到PCB 时,功能确实强大，可以原理图和PCB 之 间随意跳转

22、，而且成功转出网络表后出错的机会就没有了，因为它对原理图的正确要求非常高。 用户能够对零部件和元件的版本进行管理，储存PCB 设计中包含的零部件资讯，安装复杂层 堆栈以满足埋孔和盲孔技术需求，并执行阻抗受控布线工作。最新版本为CADSTAR 12.0 还 具有扩展式 ODB+ 生产输出功能，可使用多种颜色标注网路，并在设计编辑器中添加了现场 可编程门阵列（ FPGA）设计整合功能及全面整合零部件库管理器。 另外， PWS 是 ZUKEN 下线产品，但是一直还在升级，因为老的客户还在继续使用。 【关于 Zuken 】 ZUKEN INC. （株式会社图研）公司成立于1976 年，总部设在日本横滨

23、，是EDA 行业唯一一 家专门从事 PCB/MCM/Hybrid和 IC 封装设计软件开发、销售和提供支持服务的著名厂商。 ZUKEN 公司是行业中唯一能够提供电路设计、逻辑仿真、系统后分析、生产加工、工艺设计 和测试一体化全面解决方案的EDA 厂家。 ZUKEN 公司在全球十几个国家和地区设有28 个 分公司和办事处，在日本本部、美国和英国设有三个软件研发中心，ZUKEN 公司于 1993 年 8 月在中国北京设立办事处，并根据业务发展于2000 年 6 月设立上海办事处。 分页 5 Cadsoft EAGLE EAGLE 软件是 e 络盟全资德国子公司CadSoft 开发的一款畅销欧美的原

24、理图和PCB 版图设 计工具。 EAGLE 软件提供 3 个主要功能：原理图编辑器、布局器和和自动布线器，让电子设 计工程师按照个人意愿随意“组合“数据，无需在原理图和布线图之间转换。最新版 EAGLE 软 件 5.10.0 版本集成了 “DesignLink“ 接口， EAGLE DesignLink接口简化设计流程电子设计工 程师无需离开设计环境，便可订购超过 40 万件电子产品。 图 5 Cadsoft EAGLE 在一个外国工程师的博客里这样写到：“虽然 CadSoft Eagle 在 2010 年才被各种杂志和组织承 认是 PCB 软件，但是它现在已是名副其实的前三名。好的一面是提供

25、非试用版的免费版，虽 然确是有一些限制，但是很适合新手。同时它也是一款市场上为数不多的可以在Windows, Linux 和 Mac 平台上运行的 PCB 软件。 “ 该工具的主要特点是价格低、 易于上手、安装程序很小 （只有十几 M）、自带了很多器件库 (3D 元器件超级逼真 )、 自带教材。据称， 一般情况下电子设计工程师一个星期内就可以上手EAGLE 工具， EAGLE 深受诸如西门子、博世等公司PCB 设计工程师青睐，因为在实际工作中，这 些设计的复杂度并不高，而易于上手是该工具受欢迎的主要原因。也有反应不好的就是PCB 走线不是特好用。 【关于 Cadsoft 】 CadSoft 是

26、英国 Premier Farnell 集团的全资德国子公司， Premier Farnell集团有限公司向全 球电子设计工程师、维修工程师和采购人员提供高品质服务、多渠道的关键产品、资讯、软件 和技术解决方案。 EAGLE 目前在欧美有 4 万客户，于 2011 年 3 月正式进军中国，标准版 4500RMB ，专业版 1 万 RMB。 6 青越锋 产品用途： 主要用于从事电子 电器设备仪器仪表 等电子行业电路原理图的绘制、查看、电路板 PCB 设计工作以及兼容查看编辑其他工程文件等。 图 6 青越锋 产品模块：整个软件由四部分组成：原理图编辑器(Schdoc) ，原理图库 (Schlib)

27、，PCB 编辑器 (Pcbdoc) ，PCB 元件封装库 (PCblib) 。更多资料请参看：近距离接触国产PCB 电路板设计软 件-青越锋 http:/articles.e- 【关于上海青越】 青越软件有限公司是一家从事电子设计自动化 （EDA）软件开发的专业公司， 自身拥有强大的 技术力量团队，公司放眼于无限发展的未来，凭借一流的经营理念，管理模式，和领先的技术 优势，战略眼光，以开发推广功能强大的国产EDA 软件-青越锋，作为自身坚定不移的长期发 展战略。作为民族软件产业的一份子，青越人深知肩负的历史使命， 凭借多年来对行业的潜心 研究，凭借自己的不懈努力，青越人推出了完全自主知识产权的EDA 软件-青越锋。 7 结束语 以上所介绍的主流的设计软件各有千秋，且都具备完成一般电子设计工作的能力。软件的挑选 固然重要，但用 PCB 软件设计 PCB 是一项非常依赖理论知识和经验技巧的任务，况且对于 PCB 设计软件的使用，也符合一般熟能生巧的规律，所以希望大家好好练好基本功，经过数 年 PCB 设计高手可能就是你。