如何实现低成本印刷电路板设计和布局

pcb板设计的主要趋势之一是逐渐向开源硬件模型和控制系统发展。另一个主要趋势是开发板的爆炸性增长。印刷电路板设计工具正被应用到越来越多的开发板设计中。这篇文章将告诉你在过去的25年里，该行业是如何实现低成本印刷电路板设计和布局的。

随着pcb板设计越来越常用于现有的开发板，而子板被用于驱动液压装置和伺服马达或根据光、运动和声音执行任务，印刷电路板设计趋势逐渐趋向于开源硬件模式和控制系统。

pcb板设计的另一个主要趋势是开发板的爆炸性增长。2013年10月，对世界各地的pcb板设计师进行了一项调查，包括来自42个不同国家的专业工程师。

调查结果显示，近2/3的受访者（64%）认为开发板在一定程度上降低了他们对定制pcb板设计的需求。从表面上看，这一结果威胁到pcb板设计的发展，但实际情况是印刷电路板设计工具正被越来越多的开发板设计所应用。

然而，自诞生以来，印刷电路板的设计并没有发生根本性的变化。pcb板设计领域的创新技术一直专注于降低开发板的成本和缩短开发时间，但印刷电路板布局一直基本保持不变，只改变所用的元件和产品性能——这也是大多数设计复杂性的根本原因。

面对激烈的竞争环境，缩短产品设计周期对工程师和管理者来说至关重要。许多公司最关心的问题之一是：工程师如何获得能够缩短产品上市时间和降低设计成本的开发工具，从而应对日益复杂的pcb板设计。设计周期在产品投放市场的时间起着决定性的作用，印刷电路板布局经常用来弥补初始设计过程中的延迟。此外，由于制造商的工作场所和设计团队分布在世界各地，不难想象获得最佳开发工具有多困难，这使得多个设计团队和产品上市时间具有挑战性。

为了应对这些挑战，制造商迫切需要能够利用现有资源的开发工具，包括允许互操作性的人力和计算机工具。这些开发工具简单易用，具有可扩展性，并且可以连接设计过程中其他耗时的设计阶段。工程师经常提到的pcb板设计工具的性能包括：

提供未定义的渐进学习曲线》“在不牺牲生产率的情况下，可以在同一个项目中安排多个设计师。”

为密集任务提供理想的即插即用模式，以提高生产率

支持世界各地的用户实时协作

在设计过程的每个阶段，可以动员多学科技术专家进行开发和设计，而不牺牲生产能力。

电子行业高端市场上的一些产品可用于分析设计人员的实际设计、芯片内部工作方式以及芯片对其外围产品的反应。对工程师来说，问题是他们如何能以最少的努力和最少的错误达到这一步……没有任何运气。

虽然市场上有大量的商业产品（大部分都很贵，非常贵），但只有少数产品的价格可以接受……它们不仅结合了强大的功能，而且提供了非常低的启动许可成本。产品的可用性和其他特性变得越来越重要，可以有效地加速复杂的设计，降低设计的初始成本。

调查还调查了工程师在选择pcb板设计软件时优先考虑的因素，如价格、功能、易用性、服务支持等。调查结果清楚地表明，大多数设计工程师在购买设计工具时更注重功能而不是价格，60%的受访者认为功能是一个“极其重要”的因素。它一直在为用户提供超级功能的产品，但每一代软件产品都越来越难以满足用户的需求。工程师需要的是一种软件产品，它不仅能优化设计时间，还能为他们创造更多的创新和测试时间。

EAGLE受到全世界工程师的喜爱，广泛用于从开源硬件到各种协作项目的开发，包括电动汽车、方程式赛车、纳米卫星、商业月球漫步等项目。鹰的成功秘诀在于它不仅适合初学者，而且可以满足高级用户的需求。它可以为他们提供多种选择，从而大大缩短设计和测试过程时间。

市场为Linux、苹果机和视窗系统提供了大量完全免费的开发工具。当需要节约成本时，工程师购买开发工具的基础是什么？

支持功能扩展

具体来说，模拟、数据输入和输出以及定制命令是通过用户语言程序（ULP）执行的。鹰用户一直在努力实现突破性创新，并通过使用数百个ULP来提高软件的多功能性。例如，新引入的EAGLEUp3D设计转换器使工程师能够从Eagle导出2D布局图，并将其导入谷歌草图（GoogleSketchUp），从而创建精确的3D原型仿真图。这使用户能够将多个电路板集成到同一个型号中，使他们能够检测未对准的连接器和大尺寸组件之间的“碰撞”，同时也使他们能够测量设备周围的气流以及测试和安装点的可用性。这些在设计共享和开发以及重新评估系统级问题中特别有用。鹰也可以从其他制造商进口机械格式数据，并提供所有源代码。ULP结构使用户能够在现有设计的基础上进一步构建定制设计，以满足特定的设计要求。

加快设计周期

工程师通常将元件放置在电路板上，然后载入原理图并将其放置在印刷电路板上以模拟其行为。CadSoftEAGLE6.4版最近的一系列功能改进使工程师们可以轻松使用内衣的高性能SPICE仿真器——LT-SPICE、原理图输入工具和波形显示。用户现在可以模拟现有的EAGLE原理图，并从EAGLE开始自动转换。

获得快速报价或更流畅的设计链

虽然工程师已经制定了符合项目预算和进度的材料成本，并准备开始制造印刷电路板，但他们通常需要先发出材料成本，然后等待决定。因此，工程师们迫切需要从可靠的高质量服务合作伙伴那里获得专用工具，以便快速获得小批量印刷电路板制造的报价，并获得快速原型设计服务。

大型组件库

这对生产率至关重要，因为用户不可能为计划添加到电路中的每个组件“设计定制组件”。EAGLE本身已经创建了各种各样的组件库，用户也可以通过电子联盟社区获得由制造商直接提供或由用户共享的组件库。由于从头开始为每个组件创建一个小型定制数据库需要20分钟，如果组件库能够为工程师提供一个可靠且丰富的信息资源中心，并由活跃的社区成员进行验证，这将大大有助于工程师的设计。

为了简化和加快设计过程，电子设计工程师也可以使用设计链接（DesignLink）作为功能工具来指定所需的组件。通过设置参数，可以从e-alliance的在线产品数据库中快速搜索到合适的组件。此外，工程师可以获得关于组件产品的大量技术信息，包括技术手册、特定应用解决方案指南的链接、定价和上市时间等。，这可以在EAGLE设计环境中获得，而无需跳过多个网页。

总之，随着电子设计趋势的不断发展，产品功能性、可用性和价格等核心因素仍然是工程师最重要的因素。