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硬件设计中最常用的 EDA 工具
2023/3/23 11:43:12
作为一名从事硬件设计多年的工程师,经常需要借助各种EDA(Electronic Design Automation)工具来辅助我的设计过程。 EDA工具可以帮助我快速绘制原理图、进行电路仿真、优化PCB布局等工作,大大提高了我的效率和质量。 今天分享一些硬件设计中最常用的EDA工具。



Protel

Protel是我接触的第一个也是最熟悉的EDA工具。 Protel是集原理图设计、PCB绘图、数字电路仿真、可编程逻辑器件设计等功能于一体的软件。 它拥有丰富的组件库和友好的图形界面。 它是电子行业中最受欢迎的 CAD 软件之一。

我使用 Protel 绘制我的电路原理图,然后生成 PCB 文件,然后使用自动或手动布线功能来优化我的 PCB 布局。 Protel还可以进行数字电路仿真,检查我的逻辑设计是否正确。 如果我需要使用FPGA或者CPLD等可编程逻辑器件,Protel也可以帮我用原理图或者CUPL语言进行设计,生成JED下载文件。

Protel的优点是功能强大,操作简单,可以满足我大部分的硬件设计需求。 它还具有许多快捷键和全局编辑功能,让我可以更高效地完成我的设计任务。 Protel还支持多种格式的数据交换和输出,方便我和其他软件或厂商协作。

Protel的缺点是主要针对PCB设计,不支持复杂多层次的系统级设计。 它也不太适合模拟电路和混合信号电路的仿真,因为它没有很强的数学计算和信号处理能力。 另外,Protel不会过多地更新其元件库和工艺参数,这可能会导致一些兼容性或可靠性问题。


EWB

EWB是一款专门用于模拟电路和数字电路混合仿真的软件。 它在屏幕上模拟真实的实验室工作台,提供各种虚拟仪器显示测量结果,可以直观地观察电路运行情况。

我使用 EWB 来验证和优化我的电路设计,尤其是那些涉及模拟信号处理和反馈控制的设计。 EWB有很多常用的电子元器件和集成电路供我选择,也可以导入外部模块或定制元器件。 EWB还可以进行交流、直流、瞬态、噪声等不同类型的分析,并可以在同一个窗口中显示多个波形。

EWB的优点是仿真速度快、准确,几乎可以100%仿真真实电路的结果。 它还具有许多方便的功能,如调整元件参数、改变信号源、添加故障等,以模拟不同的工况和场景。 EWB还可以和其他EDA软件进行数据交换,方便我进行后续的设计工作。

EWB的缺点是主要针对电路仿真,不支持原理图绘制和PCB设计。 它也不太适合复杂多层次的系统级设计,因为它没有非常强大的系统建模和协同仿真能力。 此外,EWB对其组件库和仿真算法的更新并不多,这可能会导致一些性能或兼容性问题。


Altium Designer

Altium Designer是一个集成的电子产品开发系统,集成了原理图设计、印刷电路板设计、FPGA开发、嵌入式开发、3D PCB设计等技术,满足复杂多层次的系统级设计需求。

我将 Altium Designer 用于一些高端硬件设计项目,尤其是那些涉及 FPGA 和嵌入式系统的项目。 Altium Designer让我可以在同一个环境下进行原理图设计、PCB设计、FPGA开发,实现了硬件和软件的无缝集成。 Altium Designer 还允许我以 3D 方式查看和修改 PCB 布局,同时考虑机械尺寸和热问题。
 

Altium Designer 的优势在于功能强大且灵活,可以支持多种不同的设计方法和流程,适应不同的项目需求和规模。 它还拥有许多先进的技术和工具,如信号完整性分析、差分对布线、高速布线等,提高了我的设计质量和性能。 Altium Designer还可以和其他EDA软件进行数据交换,方便我和其他团队或者厂商协作。


Altium Designer的缺点是学习成本高,操作复杂。 它有很多模块和功能需要掌握,有时会出现一些bug或兼容性问题。 它也不太适合一些简单或低端的硬件设计项目,因为它可能会导致资源浪费或过度工程。 此外,Altium Designer 不会过于频繁地更新其组件库和工艺参数,这可能会导致一些可靠性或安全性问题。


OrCAD

OrCAD是一个包含原理图绘制、模拟和数字电路混合仿真、PCB布局布线等多个模块的软件套件,支持多种格式的数据交换和标准规范,并与Cadence的其他产品兼容。

我将 OrCAD 用于一些中等复杂度的硬件设计项目,尤其是那些涉及模拟信号处理和混合信号电路的项目。 OrCAD让我可以在同一个环境下进行原理图设计和电路仿真,验证我的设计是否正确。 OrCAD 还允许我进行 PCB 布局和布线,优化我的 PCB 性能和成本。

OrCAD的优点是功能齐全、稳定,可以支持多种不同的分析方法和输出格式,适应不同的设计要求和标准。 它还有很多实用的功能和工具,比如自动布线、级联视图、规则驱动等,提高了我的设计效率和质量。 OrCAD还可以和其他EDA软件进行数据交换,方便我和其他团队或者厂商协作。

OrCAD的缺点是界面不是很友好,操作比较繁琐。 它有很多菜单和命令需要记忆,有时会出现一些错误或警告信息。 它也不太适合一些高端或低端的硬件设计项目,因为它可能会导致性能不足或浪费资源。 此外,OrCAD 对其组件库和仿真算法的更新并不多,这可能会导致一些性能或兼容性问题。

 
MATLAB

MATLAB是一种广泛应用于科学计算和工程领域的数学软件。 它可以执行矩阵运算、数据分析、信号处理和图像处理等任务,并提供丰富的函数库和可视化工具。

我在一些涉及复杂数学计算和信号处理的硬件设计项目中使用MATLAB,特别是一些涉及数字信号处理器(DSP)和通信系统的项目。 MATLAB 允许我用高级语言编写我的算法和程序,以实现快速原型设计和验证。 MATLAB还允许我用各种图形和动画展示我的计算结果,方便我分析和优化。

MATLAB的优势在于功能强大且灵活,可以支持多种不同的编程语言和数据格式,适应不同的计算需求和场景。 它还拥有许多先进的技术和工具,如神经网络、模糊逻辑、波形分析等,提高了我的设计性能和创新能力。 MATLAB还可以和其他EDA软件进行数据交换,方便我进行后续的设计工作。

MATLAB的缺点是学习成本高,操作复杂。 它有很多函数和命令需要掌握,有时会出现一些错误或警告信息。 它也不太适合一些简单或低端的硬件设计项目,因为它可能会导致资源浪费或过度工程。 另外,MATLAB对其函数库和算法的更新并不多,这可能会造成一些性能或兼容性问题。

以上就是我在硬件设计中最常用的EDA工具。 当然,这些工具并不是唯一的选择,还有很多其他优秀的EDA工具可以满足不同的设计需求。 建议大家根据自己的项目特点和喜好选择合适的EDA工具,不断学习和探索新技术。

希望本文对您有所帮助!


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