更低成本做好pcb板設計與布局

pcb板設計的主要趨勢之一是逐漸向開源硬件模型和控制系統發展。另一個主要趨勢是開發板的爆炸性增長。印刷電路板設計工具正被應用到越來越多的開發板設計中。這篇文章將告訴你在過去的25年里，該行業是如何實現低成本印刷電路板設計和布局的。

隨著pcb板設計越來越常用于現有的開發板，而子板被用于驅動液壓裝置和伺服馬達或根據光、運動和聲音執行任務，印刷電路板設計趨勢逐漸趨向于開源硬件模式和控制系統。

pcb板設計的另一個主要趨勢是開發板的爆炸性增長。2013年10月，對世界各地的pcb板設計師進行了一項調查，包括來自42個不同國家的專業工程師。

調查結果顯示，近2/3的受訪者(64%)認為開發板在一定程度上降低了他們對定制pcb板設計的需求。從表面上看，這一結果威脅到pcb板設計的發展，但實際情況是印刷電路板設計工具正被越來越多的開發板設計所應用。

然而，自誕生以來，印刷電路板的設計并沒有發生根本性的變化。pcb板設計領域的創新技術一直專注于降低開發板的成本和縮短開發時間，但印刷電路板布局一直基本保持不變，只改變所用的元件和產品性能——這也是大多數設計復雜性的根本原因。

面對激烈的競爭環境，縮短產品設計周期對工程師和管理者來說至關重要。許多公司最關心的問題之一是:工程師如何獲得能夠縮短產品上市時間和降低設計成本的開發工具，從而應對日益復雜的pcb板設計。設計周期在產品投放市場的時間起著決定性的作用，印刷電路板布局經常用來彌補初始設計過程中的延遲。此外，由于制造商的工作場所和設計團隊分布在世界各地，不難想象獲得最佳開發工具有多困難，這使得多個設計團隊和產品上市時間具有挑戰性。

為了應對這些挑戰，制造商迫切需要能夠利用現有資源的開發工具，包括允許互操作性的人力和計算機工具。這些開發工具簡單易用，具有可擴展性，并且可以連接設計過程中其他耗時的設計階段。工程師經常提到的pcb板設計工具的性能包括:

 提供未定義的漸進學習曲線>“在不犧牲生產率的情況下，可以在同一個項目中安排多個設計師?！?

 為密集任務提供理想的即插即用模式，以提高生產率

 支持世界各地的用戶實時協作

 在設計過程的每個階段，可以動員多學科技術專家進行開發和設計，而不犧牲生產能力。

 電子行業高端市場上的一些產品可用于分析設計人員的實際設計、芯片內部工作方式以及芯片對其外圍產品的反應。對工程師來說，問題是他們如何能以最少的努力和最少的錯誤達到這一步……沒有任何運氣。

 雖然市場上有大量的商業產品(大部分都很貴，非常貴)，但只有少數產品的價格可以接受……它們不僅結合了強大的功能，而且提供了非常低的啟動許可成本。產品的可用性和其他特性變得越來越重要，可以有效地加速復雜的設計，降低設計的初始成本。

 調查還調查了工程師在選擇pcb板設計軟件時優先考慮的因素，如價格、功能、易用性、服務支持等。調查結果清楚地表明，大多數設計工程師在購買設計工具時更注重功能而不是價格，60%的受訪者認為功能是一個“極其重要”的因素。它一直在為用戶提供超級功能的產品，但每一代軟件產品都越來越難以滿足用戶的需求。工程師需要的是一種軟件產品，它不僅能優化設計時間，還能為他們創造更多的創新和測試時間。

 EAGLE受到全世界工程師的喜愛，廣泛用于從開源硬件到各種協作項目的開發，包括電動汽車、方程式賽車、納米衛星、商業月球漫步等項目。鷹的成功秘訣在于它不僅適合初學者，而且可以滿足高級用戶的需求。它可以為他們提供多種選擇，從而大大縮短設計和測試過程時間。

 市場為Linux、蘋果機和視窗系統提供了大量完全免費的開發工具。當需要節約成本時，工程師購買開發工具的基礎是什么？

 支持功能擴展

 具體來說，模擬、數據輸入和輸出以及定制命令是通過用戶語言程序(ULP)執行的。鷹用戶一直在努力實現突破性創新，并通過使用數百個ULP來提高軟件的多功能性。例如，新引入的EAGLEUp3D設計轉換器使工程師能夠從Eagle導出2D布局圖，并將其導入谷歌草圖(GoogleSketchUp)，從而創建精確的3D原型仿真圖。這使用戶能夠將多個電路板集成到同一個型號中，使他們能夠檢測未對準的連接器和大尺寸組件之間的“碰撞”，同時也使他們能夠測量設備周圍的氣流以及測試和安裝點的可用性。這些在設計共享和開發以及重新評估系統級問題中特別有用。鷹也可以從其他制造商進口機械格式數據，并提供所有源代碼。ULP結構使用戶能夠在現有設計的基礎上進一步構建定制設計，以滿足特定的設計要求。

 加快設計周期

 工程師通常將元件放置在電路板上，然后載入原理圖并將其放置在印刷電路板上以模擬其行為。CadSoftEAGLE6.4版最近的一系列功能改進使工程師們可以輕松使用內衣的高性能SPICE仿真器——LT-SPICE、原理圖輸入工具和波形顯示。用戶現在可以模擬現有的EAGLE原理圖，并從EAGLE開始自動轉換。

 獲得快速報價或更流暢的設計鏈

 雖然工程師已經制定了符合項目預算和進度的材料成本，并準備開始制造印刷電路板，但他們通常需要先發出材料成本，然后等待決定。因此，工程師們迫切需要從可靠的高質量服務合作伙伴那里獲得專用工具，以便快速獲得小批量印刷電路板制造的報價，并獲得快速原型設計服務。

 大型組件庫

 這對生產率至關重要，因為用戶不可能為計劃添加到電路中的每個組件“設計定制組件”。EAGLE本身已經創建了各種各樣的組件庫，用戶也可以通過電子聯盟社區獲得由制造商直接提供或由用戶共享的組件庫。由于從頭開始為每個組件創建一個小型定制數據庫需要20分鐘，如果組件庫能夠為工程師提供一個可靠且豐富的信息資源中心，并由活躍的社區成員進行驗證，這將大大有助于工程師的設計。

 為了簡化和加快設計過程，電子設計工程師也可以使用設計鏈接(DesignLink)作為功能工具來指定所需的組件。通過設置參數，可以從e-alliance的在線產品數據庫中快速搜索到合適的組件。此外，工程師可以獲得關于組件產品的大量技術信息，包括技術手冊、特定應用解決方案指南的鏈接、定價和上市時間等。，這可以在EAGLE設計環境中獲得，而無需跳過多個網頁。

 總之，隨著電子設計趨勢的不斷發展，產品功能性、可用性和價格等核心因素仍然是工程師最重要的因素。