PCB设计工程师系列访谈

访谈一：十年Allegro应用经验

Allegro听说很多大公司都在用，我是不是该选这个?教程我是看了忘、忘了看，我该如何快速入门PCB设计?做PCB设计十年后的我是什么样子?你是否在步入这个行业后心里一直在寻找着这些问题的答案?那就快来一起分享具有10年Allegro应用经验、目前就职于STELCOM的马新利工程师的经验之谈。

受访工程师简介：

马新利(1979~)，男，高级硬件工程师，曾就职于ANDA NETWORKS\H3C等国内外公司，一直从事PCB设计工作。现任职于福建敏讯科技有限公司(STELCOM)，研究方向为PCB设计。

正文：

【使用过的软件】

从事PCB设计工作10年，用过allegro和PADS，主要应用的是allegro，当初使用该软件是应为公司指定。

【关于这些软件】

Allegro是我初学PCB就使用的一款软件，个人觉得其使用起来非常简单和人性化，操作界面简洁实用，对于初学者来说可以很快的上手，同时其功能也越来越强大，对于多层高密度板的布线有很大的优势。现在国内公司越来越多的公司选择使用该软件，如华为，中兴，烽火等大型通讯网络电子公司都将allegro作为主要布线工具。但是感觉其在自动布线和仿真方面做的稍有欠缺。

图1 allegro 15.7工作窗口

PADS也就是以前的POWERCAD，在国内外有广泛的使用，兼容性比较强。但是个人认为初学相对于allegro会比较困难，router和layout两个软件之间需要频繁的切换，在一些细节上面做的不够人性化。另外在实际布线的过程中，router和layout两个软件之间需要频繁的切换的时候，等待时间较长。

图2 PADS layout 9.2的界面

【设计过程中的困扰】

设计过程中主要的困扰在于如何解决高速信号的布线问题和越来越突出的EMI[1]\SI[2]\PI[3]问题。通过软件仿真可以在某种程度上减少上述问题出现的几率，但是现阶段还无法完全信任仿真结果。

【软件选择的重要性】

是的，软件的选择非常重要。软件的选择个人认为要以实用性作为第一优先考虑项，要和自己的职业规划结合起来考虑。

【致初学者】

初学PCB设计首先要有一定的电子技术基础，如模拟电路和数字电路等知识是必须的，其次就是要选择合适的学习方法。现在有许多PCB设计的相关书籍，网上也有很多相关的文档，有很好的学习的环境，但是学好PCB设计的重点一定要放在实际操作应用上。也就是说，光靠看书看资料是学不好PCB设计的。这也是为什么很多电子专业的大学生在学校里学了这门课程(大部分学的是protel)，甚至考了很高的分数，毕业后却未必可以实际画好一块很简单的板子。个人认为最好的学习步骤是这样的：首先，选择一款合适的软件(推荐allegro或者mentor)，然后选择一本相关的专业书籍，最好的讲的浅显易懂，如《Cadence高速电路板设计与仿真》、《Cadence完全学习手册》，另外网上的视频教程也不错。边看书学习边根据学到的知识实际操作，要做到一本书看完后，书中讲的整个PCB设计流程和实际应用都了然于胸。

PCB设计相对来说是件枯燥的事情，处于初学者来说，一定要耐得住寂寞。一个好的设计师除了扎实的理论基础，最有价值的就是丰富的设计经验。熟练的操作软件和布线只是对PCB设计师最基础的要求，现在的设计越来越精细化和高速化，对于SI\PI\EMI\ESD[4]等等方面的要求越来越高，成本控制越来越严格，这些都需要长时间的经验积累才能从容应对。

【致企业选型】

通用性和价格因素。一般一家企业会选择一款特定的PCB设计软件以保证与相关产品的通用性，这样也有利于设计经验的积累与传承。但是一些小公司可能由于某些PCB软件高昂的价格和越来越严格的产权保护而选择另外的软件。

附：疑难辞条解析

【EMI】

EMI是Electro Magnetic Interference的缩写，即电磁干扰;随着电气电子技术的发展，电磁环境日益复杂和恶化，电气电子产品的电磁兼容性越来越受到各国政府和生产企业的重视。一般来讲，电磁兼容性包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

【SI】

信号完整性(Signal Integrity)是指一个信号在电路中产生正确的相应的能力。信号具有良好的SI是指在需要的时候，具有多必须达到的电压电平数值。主要的信号完整性问题包括反射、震荡、地弹、串扰等。

【PI】

电源完整性(Power integrity)是指高速电路系统中电源和地的质量。电源完整性这一概念是以信号完整性为基础的，两者的出现都源自电路开关速度的提高。影响电源完整性的主要因素有地弹噪声、回流噪声、断点等。

【ESD】

ESD(Electro-Static discharge)的意思是"静电释放"。静电是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦等。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害。静电防护工作是一项长期的系统工程，任何环节的失误或疏漏，都将导致静电防护工作的失败。

访谈二：十年专注于PCB可靠性设计以及ZUKEN系列软件的应用

据说NOKIA的全线产品还有一些电视机企业都应用的是ZUKEN软件，你有亲自尝试过么?今天我们一起来分享有着十年PCB可靠性设计以及ZUKEN系列软件应用经验的论坛达人(昵称riverpeak)的经验之谈，看看能给你带来哪些启示。

受访工程师简介：

郭江峰(1978年~)，男，现任某上市公司IT事业部高级PCB工程师，10年来一直专注PCB可靠性设计以及ZUKEN系列软件的应用。

正文：

【使用过的软件】

我做PCB设计正好10年了，用过ZUKEN公司的全系列PCB工具，最初是使用CR-5000/PWS，后来公司又买了CR-5000/BD,换了工作还用过两年的CADSTAR以及业余使用MENTOR PADS，现在主要是用BD，自己没有选择软件机会，后来为了配合德国的合作伙伴还用过EAGLE，选择这些软件都是延续公司的设计。

【关于这些软件】

PWS是一款老牌的PCB软件，虽然WINDOWS版本已经很成熟但是还是基于UNIX的框架，使用比较繁琐，好在功能强大，现在还有一些老牌的日韩企业在使用，CADSTAR软件的优点是安装程序小，系统需求低，但是功能很强大，布线器里的推挤功能用起来在中档PCB软件里感觉是最好的。

这里着重说下BD，BD软件是Board designer的简称，是最高端的PCB设计工具，别的软件有的功能他基本上都具备，突出的优点就是ARTWORK功能相当的强悍，也就是后期的图形处理，比如丝印和画异形图形和复杂外框都是有非常突出的表现;BD还有个特别好的模块就是BP, Board Producer,是专门做拼板用的工具，大家都知道，我们设计好了的板子最后都要做工程拼板处理，比如手机板都是3-4块一起生产，那么在BP中，就可以单独设计拼板，设计好外框以及在实际的组装中需要用到的工艺都给他加进来，而单独的一个单板相当于PCB的一个模块，指向一个路径就可以导入了，如果单独的单板有需要修改的，那么再在拼板里确认更新了就可以出新的数据了，这个功能在手机行业里是非常实用的;当然了CR-5000的高速走线功能还是有一些不是很尽人意的地方，不过ZUKEN公司已经注意到了，相信他们在以后的版本会更加完善的。BD还有一个ADM模块，是为了DFM而设计的，只要把规则文件设置进去，那么用ADM检查一遍之后，这个板子基本上可生产性是非常好的，这对大批量的生产提高良品率是非常有必要的。

图1 单个PCB版图

图2 拼版图，最后输出gerber的时候直接导入到最新的PCB文件

【设计过程中的困扰】

现在最大的困扰就是对DFM/DFBA的困扰，现在ADM模块可以很好的解决这个困扰，前提是有详细的规则设置。需要把现有的PCB生产工艺应用到设计规则当中。否则做出来的设计不一定适合生产。

【软件选择的重要性】

很多人说软件只是一个工具，做出什么样的板子是个人能力的事，我比较赞同后半句，俗话说，工艺善其事，必先利其器。如果你能力再高，没有好的工具也只能是望板兴叹。很多工程师还停留在protel99se的层面，他们不愿意去使用最新的PCB工具，甚至有一种抵触情绪，我也研究过protel99se，这个软件除了容易上手之外我真没发现别的优点。如果说Protel99se真的够大多数人用的话，Altium 为什么还要继续升级成高的版本呢?别的软件为什么还有那么高的占有率，所以我认为软件的选择非常的重要。一款好的PCB软件可以规范公司的物料管理，可以规范PCB封装库，可以规范设计规则，规范生产工艺，如果哪条没有按照规范设计，最后软件会提醒改正，如果不改正那么后期会无法正常输出相应的生产文件。

【致初学者】

初学者最先入门的就是软件工具的使用，系统的学会一款PCB设计软件的使用之后就可以进行具体的设计，如果有时间的话最好找一个公司定型的产品，把旧的走线布局都打乱，自己照着画一遍，中间会有很多问题出现，有了问题就可以解决问题，解决问题的过程就是学习的过程，最后请资深工程师看你的设计和旧的设计区别，这样上手非常快。

【致企业选型】

企业选购软件一般有及个途径和依据：

1)根据企业的资金承受能力定位软件的档次;

2)根据现有工程师的实际经验选购软件，比如大部分人对一款软件的功能比较认同，虽然市场上同样档次的软件也有不少，那么实际的使用经验就占了主要的依据;

3)如果有的设计公司参考设计比较多，那么最好还是采用供应商的软件，和他们一致即可，这样供应商的方案拿过来做一些修改就可以继续做新的产品了。

访谈三：制出好板子，经验是王道

最早流入国内的EDA软件非PROTEL莫属了，它同样将无数早期EDA工程师带入到该领域。你接触到最有资历的EDA工程师从事设计的工作年限是多久?10年?15年?今天的受访者可是具有30年PCB设计工作经验的老前辈啦，快来看看从他的视角看PCB设计软件是怎样的。

受访工程师简介：

冯广荣，男， 总工程师，就职于深圳市凯利数字技术有限公司，研究方向为工业控制和自动化。参加工作40余年，曾在北京航空航天大学攻读飞机制造专业，完后又在北京大学攻读计算机专业。毕业后在航空部从事飞机制造工作十余年。85年来深圳专业从事工业自动化软硬件设计。先后担任过车间主任、工程师、外企高管、大学兼职教授，后创办了深圳市凯利数字技术有限公司。

正文：

【使用过的软件】

从事PCB设计约30年，用过PROTEL,PADS。主要是PROTEL。选择该软件是一开始接触加习惯。

【关于这些软件】

PCB的主要功能就是画电路板，但PROTEL后来的版本却把大量和PCB无关或关系不大的内容加了进来，其实在使用中很少用到那些功能。

【设计过程中的困扰】

PCB设计中最大的问题是EMC,随着密度越来越大，这问题就越严重，虽然现在也提出了不少措施，但都是些原则性的东西，最终还是要靠经验才能制出好板子。

【软件选择的重要性】

现在流行的几个主要软件各有千秋，很难说谁好谁坏，但PADS似乎在国际上流行得更普遍，许多大公司给出的参考设计都是用PADS，所以，如果重新选择的话，个人认为还是选PADS好一些，会在工作中省去很多麻烦。

【致初学者】

初学者用低版本的软件更容易上手，特别是设计简单电路板，用低版本反而快得多。据我所知，现在还有不少人用DOS版本的PROTEL。

【致企业选型】

在我看来，一般企业使用什么软件很大程度上受软件公司的宣传所左右，这个跟软件公司的推广策略有很大关系，因为软件用户在没有真正使用之前，很难判断相似的软件到底哪个好。

访谈四：工具没有好坏，只要适合自己就是最好的

PCB工具的选择到底重不重要?大学里就学过protel，据说现在依然很多工程师在用，到底怎么样呢?让我们一起来听听有着八年多PCB设计经验的游洋工程师的意见。

受访工程师简介：

游洋，从事PCB设计工作八年有余，现就职于武汉oplink。

正文：

【使用过的软件】

我用过的软件有protel、pads、cadence等。这是由于在设计的过程中，经常需要参考别人的板子，而别人的板子各种各样的格式都有，所以这些软件都用到了。而且这三个软件是我电脑上必备的工具。不过Protel在win7下有点兼容问题，可以用Altium Designer替代。具体版本就是：protel 99se、pads2009，spb15.5。

【关于这些软件】

我个人认为protel简单、易上手，特别是在做1000以内pin的低速板子比较有优势，一般超过1万pin的板子用protel来做就比较困难：第一容易出错，因为protel很随意，不严谨导致容易出低级错误，有的软件就需要选好几个菜单，容易设置就意味着容易出错。第二资源消耗大，估计1万pin的板子用protel做需要顶级配置的电脑，一般电脑跑步起来。pads也很灵活，较protel稍难上手，现在功能越来越强大，比如可做SI仿真;spb上手难，但很严谨，所以用它做复杂的高速板比较不容易出错，不过用它做简单的小板会觉得比较啰嗦，很多大公司也都是采用spb。

【软件选择的重要性】

软件说到底都是工具，工具没有好坏，只要适合自己就是最好的。因此软件选择并不是很重要，关键是设计思想。工具只是把你的设计思想表达出来、落实下来。用protel一样可以做出很好的板子,用spb一样会画出很差的板子。

【致初学者】

建议初学者学protel，容易树立信心。熟手要尝试多种软件，找到自己喜欢的。

pcb设计说简单也很简单，如果深入研究下去可以牵涉到很多知识，在掌握一种PCB软件之后，要多学习信号完整性分析以及EMC等方面的知识，只有掌握了这些知识并能灵活运用才能上档次。

【致企业选型】

企业可依据自己产品的需求，如果产品比较简单就选protel之类的工具，如果比较复杂就考虑pads或者spb。合理选择工具可以提高工作效率。用protel画复杂的板子或者用spb画简单的板子都会降低效率。

访谈五：从项目特点或者习惯来使用工具

不管学什么工具，最主要是要按照正规的流程来使用，掌握电子设计最根本的设计理念和知识。PCB设计是电子设计工程师，特别是硬件工程师必备的技能之一，设计师需要从前端的原理到工厂加工实现全流程去学习和掌握，这才能设计出合格的产品。

受访工程师简介：

黄捷，2001年毕业于电子科技大学，现为AcconSys公司SDD产品经理，主要负责PCB及系统仿真设计产品的服务和支持工作，在加入AcconSys之前，曾在华为公司从事高速PCB设计工作。

正文：

【使用过的软件】

Cadence( Allegro)、Mentor (Expedition、PADS、Boardstation)、Protel等

【关于这些软件】

个人认为Cadence Allegro和Mentor Graphic Expedition/Boardstation适合企业或者团队应用，而PADS和Protel更适合个人及小团队的工作模式。

Expedition/Boardstation系列是MentorGraphics公司主流的企业级PCB设计流程，主要强调多人协同工作、与企业信息化平台的融合、从生产到制造的全流程解决方案。比如独特的多人实时协同在线的PCB设计和原理图设计，几个设计师可以同时通过网络实现实时的协同设计，可以大大的提高设计效率。还有实现了PCB和FPGA一体化设计环境的I/O Designer更是改变了数字电路设计的传统流程。与物资管理系统/ERP/PDM/PLM等信息系统的集成可以实现管理平台与设计工具的融合，提高设计软件的应用效率，这也是很多大型企业长期使用的重要原因。MentorGraphics在去年收购Valor之后，更是能提供从设计到生产全流程的EDA公司。仿真软件HyperLynx系列也是硬件工程师的必备工具之一，HyperLynx支持SI、PI、Thermal、Timing、EMC等多种高速高密电路板仿真的需求，而且还能兼容其他EDA工具的数据，所以应用范围相当广泛。

Allegro是Cadence公司的主流PCB设计软件，主要是以Allegro PCB为主，提供原理图输入、SI/PI仿真等功能等，功能强大，特别是在布线布局工具这一块提供了比较好的设计环境。

PADS系列作为MentorGraphics公司的中低端PCB工具，功能完整，好学易用，能够从最基本的设计输入扩展到高端的仿真功能，仍是中小企业的首选PCB工具。

【软件选择的重要性】

如果对于个人来说，软件选择并不是特别重要，你可以根据项目特点或者习惯来使用工具。但是对于企业，则需要考虑更多的问题，比如现有数据的继承、未来的发展，以及跟企业其他环境或者流程的融合。比如经常用到大规模的FPGA，则需要考虑采用I/O Designer等工具来提高效率和设计质量;如果希望对工程师的元器件选用进行控制，则应该多考虑EDA工具与物资数据库的集成而不仅仅是考虑设计工具本身的功能。

【致初学者】

不管学什么工具，最主要是要按照正规的流程来使用，掌握电子设计最根本的设计理念和知识。PCB设计是电子设计工程师，特别是硬件工程师必备的技能之一，设计师需要从前端的原理到工厂加工实现全流程去学习和掌握，这才能设计出合格的产品。对于初学者来说，设计工具可以选择主流、大公司的产品来学习，这样对自己以后的发展或者产品的质量都是有帮助的。

【致企业选型】

针对自身的需求做充分调研，选择有实力的合作伙伴。

主流的PCB设计工具就是不多的几家国外厂商来提供的，企业可以根据规模和设计复杂度来选择合适的工具，另外也需要考虑厂商在本地的支持和服务能力。