硬件工程师理论基础之原理图PCB工具-燚智能周教授讲智能硬件开发
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今天,周教授给大家讲硬件工程师理论基础中的“原理图PCB工具”
OrCAD
首先,我们先回顾一下
燚智能周教授开讲智能硬件开发以来,我们公众号收到了越来越多的硬件工程师的问题资讯,周教授实在不能一一回答,基于此我们希望大家能够在评论中给我们留言,想听什么想问什么?周教授将每周专门推出一个专文,一一回答大家关于硬件开发,产品开发,系统设计的相关问题。
对于非硬件部门,驱动工程师、固件/嵌入式系统工程师,都需要会看原理图和PCB图。主要事项有:缩放、选择元器件和网络、查看元器件属性、查找元器件位置、查看网络这些。
对于硬件部门,如何操作工具有太多的教程了,这里不多讨论。后面会在硬件工程师工作流程部分,讲到工具使用的技巧。
常用的产品级硬件开发工具,Altium Designer用的并不多,主要是Mentor PADS和Cadence两家。AD就是以前的Protel,简单好上手,所以成为了学校首选。几乎所有的电子类高校,学的都是AD。但在正规硬件开发公司,几乎没有用AD的,普遍情况是:
AD:高校、研究所。简单,快速,约束少,但规范度不够。
PADS:简单产品的公司。不复杂,通用性强,但器件库管理不方便。
Cadence:复杂产品的公司。复杂,麻烦,适合复杂电路,元器件库的管理很好,但看线路费劲。
一般情况下,一家公司选定了开发工具,几乎就不会变了。工具虽然是工具,但连着各种库,牵一发东全身。而公司创始人或者硬件负责人决定用什么工具,主要取决于之前待过的公司用什么工具。于是就这么传承下来了,造就了这三家当前的局面。
高校从简单的Protel开始教学,导致了学生和研究所用AD的非常多。电脑公司是整个科技公司的起源,几乎都在用Cadence,部分公司用Cadence+PADS,这些大公司的人出来创业,自然也就沿用了Cadence和PADS。
不过用什么工具,和工程师的能力没什么关系,最多只是个熟练度而已。就像很多软件工程师也会陷入“我只做C不做Java”,“只做Java不做C++”之类的唯工具论,殊不知高手比拼算法和逻辑,新手才天天盯着工具。不管用什么工具,做的好、做的快、不出错,才是王道。所以我们的培养思路,也是重视理念和方法,不把工具做重点。
PADS的工具中,用的最多是PADS logic和PADS pcb,分别用来画原理图和PCB图。Cadence中,用的最多的是Orcad和Allegro,分别用来画原理图和PCB图。
这两个软件,在原理图设计上,最大的差别在Allegro能够和元器件库同步,元器件库改了,原理图也可以刷新过来,而PADS不行。这种情况非常常见,例如一颗电阻从厂家A变成了厂家B,如果是Orcad,跟着器件库刷新一遍,原理图上所有的同一规格的电阻都会改。如果是PADS,就只能手动一个一个改了。至于为什么在原理图库之外还有一个器件库,请见后面关于元器件的概述章节。
Orcad也不是什么都好,最比不上PADS的是查看网络。PADS的原理图,可以一键高亮选择网络,而Orcad需要选中网络再多点几次才能看到其他页面的网络,并且Orcad高亮显示的效果远不如PADS看的清楚。
因此有些公司,以Orcad画图,但是会用PADS来辅助看图和检查。比如我们自己。
简单讲一下常用的技巧:
缩放:每个软件都有缩放的按钮,点按钮去缩放太傻了,要用鼠标或快捷键,快速方法比点击按钮的效率高的多。PADS logic可以按住鼠标中间键来缩放,拉出来的框框住的区域,就是要放大的区域。Orcad主要用快捷键I和O,围绕着鼠标的位置放大或缩小。
选择和查看信息:原理图上的信息各种各样的都有,元器件、网络、文本、引脚,多种多样,要用过滤器去选择你要选择什么内容。选中了可以双击或者右键查看属性。
查找元器件:对于PADS画的原理图和PCB,可以连接起来,点了原理图,PCB也会亮,反之亦然。Orcad和Allegro画的图,也可以同步亮起来。看原图会比较方便的查找元器件的位置。不过有些时候不能把原图发出去,就需要Ctrl+F,根据元器件的位号在PDF的位号图上查找了。
有一些要命的问题:
用Orcad画原理图,最重要的是要从元器件库中调取元器件,而不是从图上复制一个类似的再改过来。例如,你要一个1K的电阻,如果是从原理图上copy一个10k的电阻过来,把value改成1K,一旦跟元器件库同步,就会被刷新回去,变回10K。
用Orcad画原理图,因为查看网络连接不太方便,很容易出现网络连接错误,该连的网络没有连起来,且DRC检查查不到。主要集中在电源和地的网络上。
燚智能周教授
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