隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)電子產(chǎn)品的要求越來越高，功能越來越多，雖然蕊片的集成度越來越高，但是，對(duì)于線路板的設(shè)計(jì)要求，也是越來越高的.

線路板設(shè)計(jì)，也叫PCB設(shè)計(jì)，因?yàn)榫�路板在英文的全稱為Printed circuit board,簡寫為PCB，所以線路板設(shè)計(jì)也叫PCB設(shè)計(jì);線路板設(shè)計(jì)，從開始的手工繪制到現(xiàn)在越大規(guī)模元件庫，、強(qiáng)大自動(dòng)布局布線等功能，越來越方便我們工程師進(jìn)行線路板設(shè)計(jì)工作。

 
一名合格的電子工程師，從事PCB設(shè)計(jì)工作，必須掌握一種以上的線路板設(shè)計(jì)軟件，我們PCB資源網(wǎng)(www.pcbres.com)一直致力于PCB軟件的教學(xué)工作,努力為各位準(zhǔn)備進(jìn)入電子行業(yè)的人員提供各種線路板設(shè)計(jì)軟件的教學(xué)資料，現(xiàn)在我們推出了PCB軟件的視頻教程，包括CAM350視頻教程以及Protel 99se視頻教程兩大系列。

線路板設(shè)計(jì)工作的開展，是一項(xiàng)十分漫長的工作，因?yàn)椋�我們�(cè)谶M(jìn)行線路板設(shè)計(jì)時(shí)，必需選擇一種合適自己的線路板設(shè)計(jì)工作，我們PCB資源網(wǎng)的這一篇文章，將給大家介紹線路板設(shè)計(jì)的工具，在大家選擇的時(shí)候，看哪一種適合自己，當(dāng)然，在自己日常的使用當(dāng)中，對(duì)不同的工作任務(wù)，選擇不同不同的線路板設(shè)計(jì)軟件，是很有必要的，無論哪一種線路板設(shè)計(jì)軟件，都不是盡善盡美的，關(guān)健是大家找到一種合作自己的工具，能很快、很方便的完成自己的線路板設(shè)計(jì)工作。

在各位有需要對(duì)自己的設(shè)計(jì)的線路板進(jìn)行打樣或生產(chǎn)的時(shí)候，也可以聯(lián)系一下我們PCB資源網(wǎng)，我的QQ：28963805

線路板的設(shè)計(jì)，具體的可以分為幾個(gè)部分的，即原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、電路模擬仿真、CAM工程軟件、抄板軟件等。在本文當(dāng)中，我們主要講的線路板設(shè)計(jì)軟件，指的是原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)這兩部分。

線路板設(shè)計(jì)軟件，一般都包含了原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)兩大模塊，主流強(qiáng)大的線路板設(shè)計(jì)軟件，甚至都包括以上的模塊了，現(xiàn)在主流的線路板設(shè)計(jì)軟件
分別是Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGraphices的Expedition PCB、Zuken CadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard（與LiveWire配套的PCB制作軟件包）、ultiBOARD7（與multiSIM2001配套的PCB制作軟件包）等等。

Protel軟件在我國應(yīng)用最為廣泛，但是，目前應(yīng)用pads的用戶也在不斷的增多，下邊分別介紹這兩個(gè)線路板設(shè)計(jì)軟件

Altium Protel 系列

Protel是PROTEL（現(xiàn)為Altium）公司在20世紀(jì)80年代末推出的線路板設(shè)計(jì)軟件，從最初的Protel fo DXS,再升級(jí)為Protel for Windows,然后在1998年，推出protel98,在1999年推出了劃時(shí)代的protel 99及其升級(jí)版protel 99se,目前,使用Protel 99se進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)工作的人員,數(shù)量還相當(dāng)巨大,protel 99se對(duì)線路板設(shè)計(jì)行業(yè)的貢獻(xiàn)相當(dāng)巨大.

進(jìn)入21世紀(jì),autium公司也順應(yīng)發(fā)展,推出了DXP,DXP2004等版本,在2005年,altium推出了protel的最新版本Altium Designer 6.0,即目前的最新版本,版本號(hào)為Altium Designer 6.7.

Protel 99se 線路板設(shè)計(jì)軟件 

Protel99組成

原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)

原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)是用于原理圖設(shè)計(jì)的Advanced Schematic系統(tǒng)。這部分包括用于設(shè)計(jì)原理圖的原理圖編輯器Sch以及用于修改、生成零件的零件庫編輯器SchLib。

印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)

印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)是用于電路板設(shè)計(jì)的Advanced PCB。這部分包括用于設(shè)計(jì)電路板的電路板編輯器PCB以及用于修改、生成零件封裝的零件封裝編輯器PCBLib。

信號(hào)模擬仿真系統(tǒng)

信號(hào)模擬仿真系統(tǒng)是用于原理圖上進(jìn)行信號(hào)模擬仿真的SPICE 3f5系統(tǒng)。

可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)

可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)是基于CUPL的集成于原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)的PLD設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

Protel99內(nèi)置編輯器
這部分包括用于顯示、編輯文本的文本編輯器Text和用于顯示、編輯電子表格的電子表格編輯器Spread。

 

Protel99主要特色

Protel99是基于Win95/Win NT/Win98/Win2000的純32位電路設(shè)計(jì)制版系統(tǒng)。Protel99提供了一個(gè)集成的設(shè)計(jì)環(huán)境，包括了原理圖設(shè)計(jì)和PCB布線工具，集成的設(shè)計(jì)文檔管理，支持通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作組協(xié)同設(shè)計(jì)功能。

Protel99的主要特性如下：

(1) Protel99系統(tǒng)針對(duì)Windows NT4/9X作了純32位代碼優(yōu)化，使得Protel99設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定而且高效。

(2) SmartTool（智能工具）技術(shù)將所有的設(shè)計(jì)工具集成在單一的設(shè)計(jì)環(huán)境中。

(3) SmartDoc（智能文檔）技術(shù)將所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)文件儲(chǔ)存在單一的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫中，用設(shè)計(jì)管理器來統(tǒng)一管理。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫以.ddb為后綴方式，在設(shè)計(jì)管理器中統(tǒng)一管理。 使用設(shè)計(jì)管理器統(tǒng)一管理的文檔是在Protel99中新提出來的，以前版本中沒有。

(4) SmartTeam（智能工作組）技術(shù)能讓多個(gè)設(shè)計(jì)者通過網(wǎng)絡(luò)安全地對(duì)同一設(shè)計(jì)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，再通過工作組管理功能將各個(gè)部分集成到設(shè)計(jì)管理器中。

(5) PCB自動(dòng)布線規(guī)則條件的復(fù)合選項(xiàng)極大的方便了布線規(guī)則的設(shè)計(jì)。

(6) 用在線規(guī)則檢查功能支持集成的規(guī)則驅(qū)動(dòng)PCB布線。

(7) 繼承的PCB自動(dòng)布線系統(tǒng)最新的使用了人工智能技術(shù)，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊專家系統(tǒng)、模糊理論和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，即使對(duì)于很復(fù)雜的電路板其布線結(jié)果也能達(dá)到專家級(jí)的水平。

(8) 對(duì)印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)的自動(dòng)布局采用兩種不同的布局方式，即Cluster Placer（組群式）和基于統(tǒng)計(jì)方式（Statistical Placer）。 在以前版本中只提供了基于統(tǒng)計(jì)方式的布局。

(9) Protel99新增加了自動(dòng)布局規(guī)則設(shè)計(jì)功能，Placement標(biāo)簽頁是在Protel99中新增加的，用來設(shè)置自動(dòng)布局規(guī)則。

(10) 增強(qiáng)的交互式布局和布線模式，包括“Push-and-shove”（推擠）。

(11) 電路板信號(hào)完整性規(guī)則設(shè)計(jì)和檢查功能可以檢測出潛在的阻抗匹配、信號(hào)傳播延時(shí)和信號(hào)過載等問題。Signal Integrity標(biāo)簽頁也是在Protel99中新增加的，用來進(jìn)行信號(hào)完整性的有關(guān)規(guī)則設(shè)計(jì)。

(12) 零件封裝類生成器的引入改進(jìn)了零件封裝的管理功能。

(13) 廣泛的集成向?qū)Чδ芤龑?dǎo)設(shè)計(jì)人員完成復(fù)雜的工作。

(14) 原理圖到印刷電路板的更新功能加強(qiáng)了Sch和PCB之間的聯(lián)系。

(15) 完全支持制版輸出和電路板數(shù)控加工代碼文件生成。

(16) 可以通過Protel Library Development Center升級(jí)廣泛的器件庫。

(17) 可以用標(biāo)準(zhǔn)或者用戶自定義模板來生成新的原理圖文件。

(18) 集成的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)收集了超過60000元器件。

(19) 通過完整的SPICE 3f5仿真系統(tǒng)可以在原理圖中直接進(jìn)行信號(hào)仿真。

(20) 可以選擇超過60中工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)電路板布線模板或者用戶可以自己生成一個(gè)電路板模板。

(21) Protel99開放的文檔功能使得用戶通過API調(diào)用方式進(jìn)行三次開發(fā)。

(22) 集成的（Macro）宏編程功能支持使用Client Basic編程語言。

Protel存在的問題

雖然Protel99很出色，但它也存在一些問題，對(duì)于普通用戶常見的問題如下：

(1) 在PCB設(shè)計(jì)中無法放置中文（雙字節(jié)）文字，這個(gè)問題Protel所有版本都存在，到Protel99中還是沒有改進(jìn)。如果要放置中文文字的話可以向第三方獲取。

(2) 系統(tǒng)資源消耗過大，Protel99由于增加了許多新的功能，所以在運(yùn)行時(shí)將占據(jù)大多數(shù)系統(tǒng)資源，其系統(tǒng)占用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以前的版本。

(3) 原理圖和印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面的不統(tǒng)一在Protel99中還是沒有得到改善。如對(duì)齊功能（Align），原理圖設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)齊功能（Align）在Edit菜單下，而在印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)卻在Tools菜單下；右鍵菜單也是如此。

(4) Protel99中的新的聯(lián)機(jī)幫助功能沒有Protel98的聯(lián)機(jī)功能好用。

(5) 系統(tǒng)配置要求較高。

 

Protel DXP/DXP2004

到現(xiàn)在許多PCB工程師們也許還在使用Protel99或者protel99se在他們所熟悉的編輯環(huán)境下進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，他們都很有經(jīng)驗(yàn)，能夠在protel99或protel99se上設(shè)計(jì)出一塊很棒的PCB。但有的時(shí)候他們甚至不相信軟件的智能化給他們帶來的巨大方便。于是許多PCB工程師根本不使用軟件帶有的強(qiáng)大的自動(dòng)布線功能，因?yàn)榧词怪貜?fù)布上幾百次都不能得到他們滿意的方案，或是調(diào)整的線太多還不如完全手工布線。這些都讓他們不愿意接受也不相信更新?lián)Q代了的人工智能能給他們的設(shè)計(jì)帶來什么巨大的方便，他們相信的只是他們多少年積累的經(jīng)驗(yàn)。但實(shí)際上他們都很清楚當(dāng)他們?cè)O(shè)計(jì)一塊多層高密度PCB所需要付出的代價(jià)是什么，同時(shí)他們也希望真的有那么一款軟件能讓他們的設(shè)計(jì)效率有極大的提高的PCB設(shè)計(jì)軟件�，F(xiàn)在Altium公司2004年最新產(chǎn)品Protel 2004完全能滿足這方面的要求。當(dāng)然Protel 2004面對(duì)的用戶不光是為了方便這些有多年經(jīng)驗(yàn)的PCB工程師們。Protel 2004同時(shí)還降低了制作PCB的門檻，通過短時(shí)間的培訓(xùn)(即使是自學(xué))，很短時(shí)間您都可以很快的制作一塊合格的PCB。

 

我本人是一個(gè)PCB設(shè)計(jì)新手，之前沒有布板經(jīng)驗(yàn)，但僅僅使用Protel 2004一個(gè)月，之后終于體會(huì)到Protel 2004的強(qiáng)大功能了，在此就只介紹一些以前版本沒有的或者已經(jīng)被加強(qiáng)的功能。它的友好的增強(qiáng)的用戶界面，使用戶很輕易就知道了每個(gè)菜單的功能，這也使有些工程師不用擔(dān)心新的軟件給他們帶來的操作不便問題。

當(dāng)然PCB工程師們也會(huì)擔(dān)心的他們使用Protel 2004作的PCB是不是可以拿到工廠進(jìn)行加工，因?yàn)樗麄儞?dān)心大部分PCB工廠還沒有購買使用Protel 2004 。他們擔(dān)心即使他們?cè)谳^短的時(shí)間做出一塊PCB卻很難找到能加工他們產(chǎn)品的工廠。實(shí)際上擔(dān)心完全是多余的，因?yàn)槟�何以把您在Protel 2004中設(shè)計(jì)的PCB保存為您需要的版本[包括PCB3.0(Protel 99可打開)，PCB4.0（Protel99SE格式)]，您也可以把它保存為后綴名為 .PCBdoc（ProtelDXP和Protel 2004的格式）。同時(shí)Protel 2004是完全向下兼容的，您在以前版本的所有成果均可轉(zhuǎn)到Protel 2004中進(jìn)行使用，這些都已經(jīng)經(jīng)過本公司技術(shù)人員充分驗(yàn)證。

Protel 2004引入了集成庫的概念，這使您在原理圖中選擇的元器件就已經(jīng)有了您需要的封裝，Protel 2004附帶了68,000多個(gè)元件的設(shè)計(jì)庫，包括原理圖FPGA設(shè)計(jì)的即調(diào)即用及預(yù)綜合元件集成庫，并且這些封裝都能完全符合您的要求，當(dāng)然如果您不滿意，也可以修改這個(gè)元器件的封裝為您所需，當(dāng)然您還可以在PCB庫編輯器制作您所需要的封裝。

需要了解的Protel DXP/DXP2004。

Protel 2004共可進(jìn)行74個(gè)板層設(shè)計(jì)，包含32層Signal(信號(hào)走線層); 16層Mechanical(機(jī)構(gòu)層); 16層Internal Plane(內(nèi)層電源層);2層Solder Mask(防焊層); 2層Paste Mask(錫膏層); 2層Silkscreen(絲印層); 2層鉆孔層（鉆孔引導(dǎo)和鉆孔沖壓）; 1層Keep Out (禁止層); 1層Multi-Layer (橫跨所有的信號(hào)板層) 。

Protel 2004中Pad點(diǎn)的外型：圓形；方形；八角形。

Pad點(diǎn)堆迭結(jié)構(gòu)：包含Simple (所有的層數(shù)都相同)；Top-Mid-Bottom (可對(duì)不同的層數(shù)下外型定義有 top, bottom 或者是mid layers)；Full Stack (每個(gè)層數(shù)都能各自定義Pad點(diǎn)外型)。

Protel 2004Via(貫孔)的種類：Through-hole(從頂層貫穿到底層)；Blind & Buried(板層對(duì))；Blind & Buried (任意層數(shù))。

Protel 2004布線模式：Oblique(任意角走線)；45 deg(45度角走線)；45 deg with arcs(45度角圓弧走線)；90 deg(90度角走線)；90 deg with arcs(90度角圓弧走線 )。

Protel 2004交互式布線模式：Ignore Obstacles(忽略障礙模式)；Avoid Obstacles(避開障礙模式)；Push-and-Shove(推擠障礙模式)。

Protel 2004鋪銅的形式：90度角鋪銅;45度角鋪銅;垂直鋪銅;水平鋪銅。

Protel 2004內(nèi)層連接：可以指定到任意的網(wǎng)絡(luò)(Net) 。Protel 2004內(nèi)層電源：所有的內(nèi)層電源層都能指定到任意的網(wǎng)絡(luò),而且所有的內(nèi)層分割都能重迭。

在這里特別要提一下現(xiàn)在的Protel 2004中的自動(dòng)布線功能也是許多PCB工程師們最為關(guān)心的。Protel 2004采用了改進(jìn)型Situs Topological Autorouting 布線規(guī)則。這種改進(jìn)型的布線規(guī)則以及內(nèi)部算法的優(yōu)化都大大的提高了布線的成功率和準(zhǔn)確率。這也在某種程度上減輕了工程師們的負(fù)擔(dān)。Protel 2004中的高速電路規(guī)則也很實(shí)用，它能限制平行走線的長度，并可以實(shí)現(xiàn)高速電路中所要求的網(wǎng)絡(luò)匹配長度的問題，這些都能讓您設(shè)計(jì)高速電路也變的無比的容易。同時(shí)如果您需要進(jìn)行多層板設(shè)計(jì)，您只需在層管理器中進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置即可，前面已經(jīng)介紹了Protel 2004共可進(jìn)行74個(gè)板層設(shè)計(jì)。您還可以在設(shè)計(jì)規(guī)則中制定每個(gè)板層的走線規(guī)則，包括最短走線，水平，垂直等等。在使用過程中我發(fā)現(xiàn)，只要布局適當(dāng)，進(jìn)行完全自動(dòng)布線一次性成功率很高，而且布線完成后需要修改的地方也比較少，只是有幾根走直角的線需要修改（走出直角與您的DRC－設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置有關(guān)）。多次布線也不會(huì)發(fā)現(xiàn)短路或是網(wǎng)絡(luò)混亂問題。在自動(dòng)布線這點(diǎn)上Protel 2004做的可以說是堪稱完美了。

許多工程師在制作前期以及制作過程中不能了解自己所制作的PCB是否符合EMC、EMI，走線過程中是否有串?dāng)_影響出現(xiàn)，這些影響到底有多大。工程師在制作過程中可能一直都被這些問題所困擾。為了解決這些問題他們有時(shí)候不得不等PCB加工出來再作硬件檢測。通常情況下高速數(shù)字電路對(duì)PCB這方面要求較高，且一塊PCB代價(jià)也比較高，重復(fù)修改設(shè)計(jì)投資也比較大。

現(xiàn)在Protel 2004不僅提供了部分電路的混合模擬仿真，而且提供了PCB和原理圖上的信號(hào)完整性分析。混合模擬仿真包括真正的混合3f5 compliant混合電路模擬器電路圖編輯的無縫集成，使用戶可以直接從電路圖進(jìn)行模擬，而不需要網(wǎng)表輸出輸入數(shù)字SimCode語言對(duì)Xspice的擴(kuò)展使得可以進(jìn)行數(shù)字程序傳播延遲的模擬、輸入和輸出加載以及獨(dú)立電源狀態(tài)。全面的分析，包括AC、小信號(hào)、瞬態(tài)過程、噪音和DC轉(zhuǎn)換等。用來測試零件變化和公差影響的完善的零件掃描和Monte Carlo分析模式。

您也許會(huì)對(duì)原理圖和PCB上的信號(hào)如何進(jìn)行完整性分析以及這種分析到底有什么意義有些疑問。信號(hào)完整性分析是您能夠在軟件上就能模擬出整個(gè)電路板各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作情況。并且可以提供多種優(yōu)化方案讓用戶選擇。您應(yīng)當(dāng)了解這里的信號(hào)完整信分析是屬于模擬級(jí)別的，分析的是您需要的EMC、EMI 及串?dāng)_的參數(shù)，且這些分析是完全建立于Protel 2004所提供的強(qiáng)大的集成庫之上的。 大到IC元器件，小到電阻電容都有獨(dú)自的仿真模型參數(shù)�；旌夏�擬分析和完整性分析的結(jié)果以波形的形式顯示出來，且波形的的計(jì)算算法均較以前版本有較大的優(yōu)化。同時(shí)您也可以為自己建立的庫元件設(shè)置模擬參數(shù)�？傊�信號(hào)完整性分析可以給您的設(shè)計(jì)帶來很大的方便，提高了一次PCB制作的成功率。

當(dāng)然Protel 2004的功能還不光停留在PCB上，為了實(shí)現(xiàn)真正的完整的板級(jí)設(shè)計(jì)，Altium公司提出了LiveDesign-enabled的平臺(tái)概念―這個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了Altium軟件的無縫集成。它集成了當(dāng)今很流行的可設(shè)計(jì)ASIC(專門應(yīng)用集成電路)的功能，并提供了原理圖和HDL(硬件描述語言)混合設(shè)計(jì)的功能，而且所有設(shè)計(jì)I/O的改變均可返回到PCB，使PCB上相應(yīng)的FPGA芯片I/O發(fā)生改變。Protel 2004還為Xilinx和Altera設(shè)備族提供完全的巨集和基元庫。這些實(shí)際上只說明了一個(gè)方便之處，就是說你進(jìn)行完整的板級(jí)(由于現(xiàn)在系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)大都包含了FPGA，所以完整的板級(jí)應(yīng)當(dāng)包含這些芯片的設(shè)計(jì)這種開發(fā))設(shè)計(jì)時(shí)，無需再借助第三方開發(fā)工具，您在Protel 2004及硬件工具Nano－Board就可很方便的完成這兩方面的工作。由于本人對(duì)ASIC方面有過一些學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，在使用Protel 2004中的FPGA功能時(shí)發(fā)現(xiàn)Protel 2004用的FPGA工具內(nèi)核是業(yè)界普遍使用的ISE集成開發(fā)軟件和Quartus II 3.0工具（這僅是個(gè)人觀測結(jié)果）。

另外Protel 2004支持更完美的3D功能，在PCB加工之前就可以從各個(gè)角度觀看PCB及焊裝元件后的"實(shí)物"，馬上就會(huì)給你帶來成就感！特別是可支持雙屏顯示功能！

Protel DXP/DXP2004的主要特點(diǎn):

1 、通過設(shè)計(jì)文件包的方式，將原理圖編輯、電路仿真、 PCB 設(shè)計(jì)及打印這些功能有機(jī)地結(jié)合在一起，提供了一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境。

2 、提供了混合電路仿真功能，為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖電路中某些功能模塊的正確與否提供了方便。

3 、提供了豐富的原理圖元件庫和 PCB 封裝庫，并且為設(shè)計(jì)新的器件提供了封裝向?qū)С绦颍�簡化了封裝設(shè)計(jì)過程。

4 、提供了層次原理圖設(shè)計(jì)方法，支持“自上向下”的設(shè)計(jì)思想，使大型電路設(shè)計(jì)的工作組開發(fā)方式成為可能。

5 、提供了強(qiáng)大的查錯(cuò)功能。原理圖中的 ERC （電氣法則檢查）工具和 PCB 的 DRC （設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）工具能幫助設(shè)計(jì)者更快地查出和改正錯(cuò)誤。

6 、全面兼容 Protel 系列以前版本的設(shè)計(jì)文件，并提供了 OrCAD 格式文件的轉(zhuǎn)換功能。

7 、提供了全新的 FPGA 設(shè)計(jì)的功能，這好似以前的版本所沒有提供的功能