所谓的板卡设计是指根据所设计电子线路在具体应用中的约束条件,把电子线路布置在一块线路板或一块接口卡上,这里的约束包括安装时的几何形状、几何尺寸、电磁兼容性、安全性与可靠性等。印刷电路板(printed circuit board,即pcb)设计是板卡设计中的主要工作,当然由于工艺实现中的限制或为了优化系统的技术经济指标,在电路板设计时又回过来更改电路原理设计的情况也是常有的事。
随着计算机软硬件技术的飞速发展,电路板设计这项费时费力的工作,特别需要计算机cad技术的帮助。目前能完成板卡设计与仿真的工具软件有smartwork、tango、orcad/sdt、pcad、pads、protel、eesystem等。就其功能而言,可以说是各有千秋。pcad、pcads、eesystem以庞大与功能完整著称,掌握起来也相对困难一些。prrotel设计软件则以其简单、易学、实用的特点成为众多的普通电路设计人员的首选工具软件,这里我们也建议初学者以protel为学习的起点。这里对protel作一简介:
作为大众化的电子线路计算机辅助设计软件,由80年代末的tango到90年代初的protel,直到当今的protel for windows,经历了一个不断升级换代的过程。tango软件包是美国accel technology公司于80年代末推出的,它由电路原理图设计软件tango-schematic和印刷电路板设计软件tango-pcb组成,这两部分软件可以单独使用,也可以组合使用。由于tango软件包简单实用,对计算机软硬件的配置要求不高,所以受到广大电子线路设计人员的青睐,曾经是中国大陆最为流行的热门软件之一。
protel(dos)是澳大利亚protel公司于90年代初开发的电子线路辅助设计软件包,该软件继承了tango简单、实用的优点,并改善了用户界面,提供了下拉式菜单和可定义宏指令热键,支持鼠标操作,并且首次提供了自动布线功能。因此,可以说protel是了tango的第二代产品。
90年代以来,windows成为举世公认的优秀的操作环境,电子线路设计人员纷纷“移民”于windows。在这种情况下,澳大利亚protel公司不失时机地推出了第三代电子线路辅助设计软件protel for windows。该软件不仅继承了dos版本tango和protel的全部优点与功能,而且在功能上有了本质的飞跃。
protel for windows包括电路原理图设计软件包(protel schematic)和印刷电路板设计软件包(protel pcb)。在溶入了全局最优化思想之后,protel for windows pcb自动布局结果已可以直接使用,而对布局较合理的pcb设计来说,自动布线的布通率在99%以上。
电路级设计工作流程如图所示,电路板的设计过程大致可以划分为下列几个步骤: