PCB设计所需的基本工具

无论您是盖房子还是建造PCB，都需要在工具箱中使用合适的工具。每个设计人员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软件也可以用于精确放置零件。随着现代电子设备在各个层面上变得越来越复杂，设计人员需要有助于加快基本设计任务的工具。

选择正确的PCB设计工具集需要权衡许多潜在的选择。市场上有许多具有不同功能的软件包，没有人有时间免费试用每个软件包。这些设计平台中的某些仍然可以与20年前使用的过时的工作流程一起使用。考虑到这一点，让我们看一下每个设计师在其PCB设计软件中需要具备的一些基本工具。

原理图设计和捕捉

您的电子原理图就像房子的地基。您放置在董事会上的所有内容均基于此基础文档。该重要文档显示了您的电路板需要哪些组件，如何连接以及电源和接地的位置。使用正确的原理图编辑器，您可以轻松地规划布局并为电路板添加注释。

使用原理图编辑器可以使您的电路板井井有条，但是一旦您的设计变得更加复杂，使用单个原理图就变得很笨拙。一旦开始在板上包含多种功能，就可以通过使用分层原理图来使事情井井有条。这使您可以根据组件在功能块中的放置方式将其分为不同的原理图，并且可以定义原理图之间的父子关系。

使用多通道PCB设计工具不仅可以帮助您保持有条理，而且还可以轻松地复制层次结构示意图中的组件组。一旦将原理图捕获为初始布局，这些重复的组件组就会转移到新板上。然后，您可以开始在组件之间路由走线，以及放置电源和接地连接。

分层原理图可帮助您定义PCB中不同块之间的关系

路由功能

将原理图捕获为初始布局后，您的CAD工具将为您提供帮助，以帮助您放置组件和布线轨迹。布线是一项关键任务，它定义了主板上组件之间的物理连接。对于简单的设计，手动路由每个连接并根据设计规则检查布局是一件容易的事。但是，随着您的电路板变得越来越复杂，所需的互连数量增加，可以自动执行路由过程的工具可以为您节省大量时间。

自动路由器和交互式路由器的优点之间的争论似乎是永恒的。对于不涉及差分对，大量信号网络或互连上通孔数量限制的简单电路板，自动布线器仍可以产生良好的布局。请注意，在这些情况下，如果可以定义适当的路由策略，则自动布线器将产生更好的布局。

这是自动交互布线成为重要的PCB设计工具的地方。一个自动交互式布线混合自动布线和交互式布线的最好的方面。您可以为给定的信号网沿互连线手动定义航点，该工具将自动在源组件，这些航点和您的负载组件之间的网中路由跟踪。

使用自动互动式路由器，创建这种类型的布局要容易得多

信号完整性和功率传输分析

在信号完整性方面，现代数字IC的切换速度足够快，以确保信号保持干净成为几乎所有设计人员的重要考虑因素。确保信号完整性确实需要为您的特定应用设计正确的叠层，走线几何形状和接地层。所有这些都是CAD，布线和电路板设计工具的任务。

如果使用正确的信号完整性软件包，则可以检查不同网络中的反射和串扰波形。这可以帮助您确定何时需要终止，以及应在不同的跟踪中使用哪个匹配的网络。

在电源传输和热管理方面，通过使用电源传输网络分析仪（PDNA），您可以确定走线，电源和接地层以及过孔中的IR损耗。您的PDNA应该使用直观的输出格式生成电压和电流密度结果。最好的工具将为您显示一个交互式的颜色图，使您可以直观地检查电路板上是否存在潜在的电源散热问题和过多的IR下降。

彩色图显示整个PCB上的电源传输

基于规则驱动引擎的PCB设计工具

PCB设计中最重要的部分可能是确保您的设计符合基本设计规则。设计功能应在创建布局时对照这些规则检查设计数据，以使您能够快速发现问题并根据需要进行纠正。您的设计规则还可以限制CAD和路由功能的功能，从而帮助您遵守设计上的重要标准。

其他PCB设计软件包将这些重要功能分为不同的程序，从而迫使您在程序之间移动时导出和重新导入数据。当发布新版本时，您将需要设计一个复杂的解决方法，并且确实存在旧数据突然变得不可访问的风险。在这种环境下，工作流和界面在各个设计工具之间是不一致的，这加剧了学习曲线并降低了设计生产率。