所謂的板卡設計是指根據所設計電子線路在具體應用中的約束條件,把電子線路布置在一塊線路板或一塊接口卡上,這里的約束包括安裝時的幾何形狀、幾何尺寸、電磁兼容性、安全性與可靠性等。印刷電路板(printed circuit board,即pcb)設計是板卡設計中的主要工作,當然由于工藝實現中的限制或為了優(yōu)化系統(tǒng)的技術經濟指標,在電路板設計時又回過來更改電路原理設計的情況也是常有的事。
隨著計算機軟硬件技術的飛速發(fā)展,電路板設計這項費時費力的工作,特別需要計算機cad技術的幫助。目前能完成板卡設計與仿真的工具軟件有smartwork、tango、orcad/sdt、pcad、pads、protel、eesystem等。就其功能而言,可以說是各有千秋。pcad、pcads、eesystem以龐大與功能完整著稱,掌握起來也相對困難一些。prrotel設計軟件則以其簡單、易學、實用的特點成為眾多的普通電路設計人員的首選工具軟件,這里我們也建議初學者以protel為學習的起點。這里對protel作一簡介:
作為大眾化的電子線路計算機輔助設計軟件,由80年代末的tango到90年代初的protel,直到當今的protel for windows,經歷了一個不斷升級換代的過程。tango軟件包是美國accel technology公司于80年代末推出的,它由電路原理圖設計軟件tango-schematic和印刷電路板設計軟件tango-pcb組成,這兩部分軟件可以單獨使用,也可以組合使用。由于tango軟件包簡單實用,對計算機軟硬件的配置要求不高,所以受到廣大電子線路設計人員的青睞,曾經是中國大陸最為流行的熱門軟件之一。
protel(dos)是澳大利亞protel公司于90年代初開發(fā)的電子線路輔助設計軟件包,該軟件繼承了tango簡單、實用的優(yōu)點,并改善了用戶界面,提供了下拉式菜單和可定義宏指令熱鍵,支持鼠標操作,并且首次提供了自動布線功能。因此,可以說protel是了tango的第二代產品。
90年代以來,windows成為舉世公認的優(yōu)秀的操作環(huán)境,電子線路設計人員紛紛“移民”于windows。在這種情況下,澳大利亞protel公司不失時機地推出了第三代電子線路輔助設計軟件protel for windows。該軟件不僅繼承了dos版本tango和protel的全部優(yōu)點與功能,而且在功能上有了本質的飛躍。
protel for windows包括電路原理圖設計軟件包(protel schematic)和印刷電路板設計軟件包(protel pcb)。在溶入了全局最優(yōu)化思想之后,protel for windows pcb自動布局結果已可以直接使用,而對布局較合理的pcb設計來說,自動布線的布通率在99%以上。
電路級設計工作流程如圖所示,電路板的設計過程大致可以劃分為下列幾個步驟: