1. 电路CAD/EDA技术概述
随着科学技术的迅猛发展和计算机的普及应用,计算机技术已经成熟,并已渗透到人们的科研、生产、工作、生活等各个领域。世界上许多公司为了自己的CAD软件能在激烈的市场竞争中占有一席之地,纷纷推出具有自己公司特的CAD软件,经过多年的实践检验、不断修改和完善,或优存劣汰,或收购兼并,或强强联合,CAD技术已日臻成熟。
提到电子设计自动化,还得从上世纪80年代世界上许多公司相继推出用于微机系统的电子CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)软件说起。
CAD是一种通用技术,除了在机械、建筑等其它许多行业得到广泛应用之外,借助美国加洲大学伯克利分校的SPICE3f5/XSPICE作为仿真引擎,世界上许多公司还推出各种用于电子行业的优秀EDA软件;从另一个角度讲,CAD(计算机辅助设计)是电子设计的物理级初级阶段;CAE(计算机辅助工程)是电路级设计阶段;EDA(电子设计自动化)是高级的电子系统设计阶段。
衡量一个软件的优劣,其中一个很现实的标准就是看它的市场占有率,也就是它的普及和流行程度。正如鲁迅先生所说:其实地上本没有路,走的人多了,也便成了路。 说到EDA软件,美国Cadence公司的OrCAD、加拿大Interactive Image Technologies公司的EWB、澳大利亚Altium公司的PROTEL、美国Mentor Graphics公司的PADS都是其中有代表性的佼佼者。
EDA技术已有30年的发展历程,大致可分为三个阶段:
70年代为计算机辅助设计(CAD)阶段,人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线,取代了手工操作。
80年代为计算机辅助工程(CAE)阶段。与CAD相比,CAE除了有纯粹的图形绘制功能外,又增加了电路功能设计和结构设计,并且通过电气连接网络表将两者结合在一起,实现了工程设计。CAE的主要功能是:原理图输,逻辑仿真,电路分析,自动布局布线,PCB分析。
90年代为电子系统设计自动化(EDA)阶段。
    如何借助计算机掌握电子电路的仿真设计和制技术,不仅是从事电子行业人员的基本功和技术要求,更是时代的一种潮流。我们在这里谈一点肤浅看法,与广大读者共同交流。
2. 常用的电子线路CAD软件
现今较常见的EDA软件除了我们常见的ProtelEWBMAX+PLUSⅡ以外,还有PspiceMultisimTina ProORCADVISIOPowerPCB 等许多。其中PspiceEWBMultisimTina Pro等都是主要用于电子线路仿真的软件。
PROTEL软件PORTEL公司在20世纪80年代末推出的电路行业的CAD软件,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电路设计者的首选软件。它较早在国内使用,普及率也最高,许多高校都专门开设了课程来学习它几乎所有的电路公司都要用到它。
Protel的前身是美国的ACCEL Technologies公司的TANGO软件包,当时它只能运行在计算机的DOS操作系统下,直到微软公司的Windows操作系统问世以后,1991年由澳大利亚的Protel Technology公司最早推出Protel for Windows 1.0版本,其间随着计算机技术取得了令人瞩目的长足进步,Protel Technology公司相继推出Protel for Windows2.0Protel for Wind
ows3.0Protel 981999年初,Protel公司推出Protel 99Protel 99是一个基于Windows平台的32EDA设计系统,集电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层电路板设计、可编程逻辑器件设计、图表生成等功能于一身。它具有丰富多样的编辑功能、强大便捷的自动化设计能力、有丰富的原理图元件库、极其全面的工具、文档及设计项目的组织能力,Protel软件的良好信誉以及它的卓越表现,很快成为了众多EDA用户的首选和喜爱软件,Protel软件资源丰富,而且学习和入门比较容易,非常适合初学者设计一些相对简单的电路和制
Protel公司后来又推出Protel 99 SE(Second Edition),是Protel 99的改良加强版,主要是在PCB制版方面增加了一些更实用的功能。现在Protel公司已经改名为Altium公司,跨入新世纪后,Altium公司耗时两年,不断革新和优化功能,终于在2002年推出了它的基于Windows XP操作系统的得意巨作Protel DXPProtel DXP是新一代的板级电路设计系统,与Protel 99 SE相比,除功能更加完备以外,其界面风格更加成熟、更加灵活,尤其在仿真和PLD电路设计方面进行了改进。由于它的功能强大、设计严谨、对操作系统有要求,给初学者入门带来了一定的难度,另外它占用计算机的系统资源比较多,目前使用Protel DXP的用户不如使用Protel 99 SE普及。不过Protel 99 SE的电路仿真功能好像有些不尽人意。
ORCAD是由ORCAD公司于20世纪80年代末推出的EDA软件。它是世界上使用最广的EDA软件之一,每天都有上百万的电路工程师在使用它,相对于其它EDA软件而言,它的功能也是比较强大的,由于ORCAD软件使用了软件狗防盗版,因此在国内它并不普及,知名度也比不上PROTEL,只有少数的电路设计者使用它。早在工作于DOS环境的ORCAD 4.0,它就集成了电原理图绘制、印制电路板设计、数字电路仿真、可编程逻辑器件设计等功能,而且它的界面友好且直观。它的元器件库也是所有EDA软件中最丰富的,在世界上它一直是EAD软件中的首选。image pro plusORCAD公司在与CADENCE公司合并后,更成为世界上最强大的开发EDA软件的公司,它的产品ORCAD世纪集成版工作于Windows环境下,集成了电路原理图绘制,印刷电路板设计、模拟与数字电路混合仿真等功能。它的电路仿真的元器件库更达到了8500个,收入了几乎所有的通用型电路元器件模块。它的强大功能导致了它的售价不菲,在北美地区它的世纪加强版就卖到了7995美元,当然这对它的普及应用也起到了一定的负面作用。
PSPICE是较早出现的EDA软件之一,1985年就由MICROSIM公司推出。在电路仿真方面,它的功能可以说是最为强大,在国内被普遍使用,工作于Windows环境,整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成,使用时是一个整体,
但各个部分各有各的窗口。PSPICE发展至今,已被并入ORCAD,成为ORCADPSPICE,但PSPICE仍然单独销售和使用,新推出的版本是功能强大的模拟电路和数字电路混合仿真EDA软件,它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一个窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真,包括IGBT、脉宽调制电路、模/数转换、数/模转换等,都可以得到精确的仿真结果。对于库中没有的元器件模块,还可以自已编辑。
EWB(ELECTRONICS WORKBENCH EDA)软件是加拿大交互图像技术有限公司(INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES Ltd1988年推出的颇具特的EDA软件,曾风靡全世界。到目前为止,至少有35个国家、被译成10多种语言在使用。它以其界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点,早在上世纪90年代就在我国得到迅速推广,许多大专院校把EWB5.0编入教材,作为电子类专业课程教学和实验的一种辅助手段。相对其它EDA软件而言,它是个较小巧的软件,功能也比较单一,就是进行模拟电路和数字电路的混合仿真,但你绝对不可小瞧它,它的仿真功能十分强大,几乎100%地仿真出真实电路的结果,而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具,它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器
件、集成电路和数字门电路芯片,器件库中没有的元器件,还可以由外部模块导入。在众多的电路仿真软件中,EWB是最容易上手的,它的工作界面非常直观,原理图和各种工具都在同一个窗口内,未接触过它的人稍加学习就可以很熟练地使用该软件。对于电路设计工作者来说,它是个极好的EDA工具,许多电路你无须动用烙铁就可得知它的结果,而且若想更换元器件或改变元器件参数,只须点点鼠标即可,它也可以作为电学知识的辅助教学软件使用,利用它可以直接从屏幕上看到各种电路的输出波形。EWB的兼容性也较好,其文件格式可以导出能被ORCADPROTEL读取的格式,该软件只有英文版,在中文版的Windows 下它的一些图标会偏移两个位置,但不影响它的使用。

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