PCB设计软件综述

PCB设计软件综述（2011版） (1)

2011-06-30 17:36:57 作者：周雪花来源:e-works

关键字：PCB

0 引言

PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。自从人类第一次连接碳片和硅片形成可工作电子产品以来PCB一直是电子行业的支柱。PCB设计从开始的手工绘制到现在越大规模元件库，强大自动布局布线等功能，越来越方便我们工程师进行线路板设计工作。PCB设计具体的可以分为几个部分的，即原理图设计、PCB layout、电路模拟仿真、CAM 工程软件、抄板软件等。在PCB设计软件中，一般都包含了原理图设计和PCB

设计两大模块，一些强大的PCB设计软件甚至将以上的模块都包括在内。本文当中，我们主要讲的PCB设计软件，指的是原理图设计和PCB layout这两部分。

每个产业之所以会盛兴衰败都一定有它的时空背景存在，PCB产业发展到目前为止也是有一段历史的轨迹可循。从开始的众家厂商在自己擅长的领域发展，到后期不断地修改和完善，或优存劣汰、或收购兼并、或强强联合，现在在国内被人们熟知的厂商屈指可数：Altium、Cadence、Mentor、Zuken、Cadsoft 以及国产的上海青越等。下面将分厂家对目前的主流PCB软件进行介绍。

1 Altium Protel 系列

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，那么Altium Protel当之无愧地排在众多PCB设计软件的前面。Protel系列，较早就在国内开始使用，基本上所有高校的电子专业都开设相关课程，甚至许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。Altium曾声称中国有73%的工程师和80%的电子工程相关专业在校学生正在使用其所提供的解决方案，而目前正版率只有3%左右。当然，关于触目惊心的盗版问题，e-works也深表痛心，确实目前也没找到较好的规避方案，但是可以看出该软件在国内应用的广泛性。

图1 Altum Designer

Protel是PROTEL（现为Altium）公司在1985年推出的PCB设计软件，从最初的Protel fo DOS，再升级为Protel for Windows，然后在1998年，推出protel 98，在1999年推出了划时代的protel 99及其升级版protel 99 se，在2002年推出protel DXP……此后Altium从定点软件产品发布向连续流发布方式转移，基本上每年都有新版本发布，后有发布以Altium Designer+季节命名的版本，最新版本是2011年3月新发布的Altium Designer 10。

目前，使用Protel 99se进行PCB设计工作的人员，数量还相当巨大。protel 99se对PCB设计行业的贡献相当巨大。无论是广泛使用的Protel99还是后续的各个版本，均提供了一个集成的设计环境，包括了原理图设计和PCB

布线工具，集成的设计文档管理，支持通过网络进行工作组协同设计功能。自Protel DXP/DXP2004开始，提供了全新的 FPGA 设计的功能；自Altium Designer 6.0开始，将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起；自Altium Designer 6.8开始，添加了三维PCB可视化和导航技术，通过该功能，设计师可以随时查看板卡的精确成型，以及与设计团队的其他成员共享信息；在发布Altium Designer 10时，同时推出基于互联网的Altium Vaults和AltiumLive。Altium Vaults 构成了Altium智能数据管理技术的核心，它存储并管理电子设计数据；AltiumLive 是一款适用于下载、交易和共享电子设计内容的在线环境。

当然也有工程师对Protel系列软件存有抱怨，比如运行时占据大多数系统资源、对系统配置要求较高、菜单过于繁琐、不适合高速PCB设计、公司企业特别是外企使用较少等等，但因它是绝大多数国内工程师的"第一次亲密接触"的软件，还是有相当多的工程师可能出于恋旧情节或者先入为主的原因，对Altium Protel情有独钟，即使是Altium有升级版本，也不会随意更换。总之，这是一款很不错的适合从企业到个人的PCB设计软件。

【关于Atium】

Altium（前称Protel 国际）有限公司由Nick Matrin于1985年始创于澳大利亚塔斯马尼亚岛的霍巴特，开发基于计算机的软件，来辅助进行印制电路

板（PCB）设计。2003年建立中国代表处，加强中国转售商网络。

2 Cadence 产品

Cadence公司的产品是concept/allegro和收购来的orcad。Cadence公司将orcad的强项原理图设计capture CI S和CADENCE原来的原理图设计concept HDL，PCB工具allegro及其它信号仿真等工具一起推出并统称为CADENCE PSD,现在叫SPB。

图2 Cadence SPB

2.1 Cadence Allegro

Cadence Allegro现在几乎成为高速板设计中实际上的工业标准，最新版本是2011年5月发布的Allegro 16.5。和它前端产品 Capture 的结合，可完成高速、高密度、多层的复杂 PCB 设计布线工作。为了推广整个先进 EDA 市场，Allegro提供了OrCAD PCB Editor、 PADS 、 P-CAD 等接口，让想转换 PCB Layout 软件的使用者，对于旧有的图档能顺利转换至 Allegro 中。 Allegro 有着操作方便、接口友好、功能强大（比如仿真方面，信号完整性仿真、电源完整性仿真都能做。）、整合性好等诸多优点，在做pcb高速板方面牢牢占据着霸主地位，这个世界上60%的电脑主板40%的手机主板可都是拿Allegro画的，广泛地用于通信领域和PC行业，它被誉为是高端PCB工具中的流行者。

Cadence Allegro系统互连设计平台通过IC、封装和PCB之间的约束驱动的协同设计，实现降低成本并加速上市时间。 SPB（Silicon-package-board）产品线目前已经包含在Allegro平台内，所有产品名已经变更。

2.2 Cadence OrCAD Capture

OrCAD Capture是被称为全球最多人使用的线路图绘图程序+画原理图的最厉害的软件，之所以被推荐是应该它的库比较多，元件不需要你建，而且易与其它软件（如：Ansoft、Mento的软件）集成，各种工具交互比较容易。它针对设计一个新的模拟电路、修改现有的一个 PCB 的线路图、或者绘制一个 HDL 模块的方框图，都提供了所需要的全部功能，并能迅速地验证您的设计。 OrCAD Capture 作为设计输入工具，运行在 PC 平台，用于 FPGA 、 PCB 和OrCAD PSpice设计应用中，它是业界第一个真正基于 Windows 环境的线路图输入程序，易于使用的功能及特点已使其成为线路图输入的工业标准。

可利用OrCAD Capture来连结Cadence OrCAD PCB Editor、Allegro或其它的Layout软件，来完成PCB设计。

注意： Cadence公司的产品这几年变化很快，存在了Orcad/SPB/PSD等多个系列，很多人初学者就会困惑Orcad、SPB和PSD是什么？其实三者都是Cadence公司基于capture和allegro的PCB设计套件，区别仅在于软件配置。Orcad的配置是低端产品，存在价格低的优点，但是在Orcad中Allegro 的功能比较弱，只有各项基本功能而没有constrain manager，如果需要SI或者constrain manager呢，就需要另外的增加配置了。PSD是SPB的早期叫法。

【关于Cadence】

Cadence公司成立于1988年5月，总部位于美国加州圣荷塞市。Cadence 公司的电子设计自动化产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模等。1992年进入中国大陆及香港市场，然后陆续建立了北京、上海、深圳、香港四个办事处以及北京研发中心、上海研发中心。

3 Mentor 产品

Mentor公司的产品是boardstation(EN)和expeditionpcb(WG)以及收购来的pads(powerPCB)。PCB工具MENTOR已经逐渐的在整合到一起，最高端的就是Board Station RE和WG的PCB工具Expedition PCB无缝切换，说起PCB工具不得不提的就是teamPCB平台，他们可以让几个PCB工程师在不同的客户端共同设计一个PCB，这样可以大大的提高产品设计进度。

图3 Mentor PADS

3.1 Mentor EN

Mentor EN 即 Mentor Board Station, 是Mentor Graphics推出的高端专业原理图和PCB设计软件，既支持Unix系统也支持Windows系统（Win2000 和Win XP)，其中EN是Enterprise的简写。EN的原理图是BA，超级繁琐，但是功能还是很强大的。是只考虑工期不考虑成本，总是做8层～12层pcb的通讯和军工研究所的首选，也有很多大型电IT公司，如Intel，朗讯，伟创力，西门子，波导使用Mentor EN进行PCB设计，但国内会使用的Mentor EN的工程师并不是很多，而且其学习难度较大，不建议自学。

3.2 Mentor WG

Mentor WG 即 Mentor Expedition，是Mentor Graphics公司推出的基于Windows界面的高端PCB设计工具，同时也被工程师们认定是拉线最顺畅的软件，被誉为拉线之王，它的自动布线功能非常强大，布线规则设计非常专业；是最好的布线工具。另外， Mentor DxDesigner（ViewDraw的升级版本）是 Mentor Graphics公司推出的原理图输入工具，其功能强大，界面友好，可以支持多种PCB Layout 工具，如：Mentor Expedition，Mentor Board Station， PowerPCB，Cadence Allegro，和Zuken等。Mentor DxDesigner + Mentor WG是 Mentor Graphics公司如今推荐的原理图和PCB设计流程。

3.3 Mentor PADS系列

PowerLogic和PowerPCB产品被Mentor Graphics公司收购后，更名为PADS系列，版本升级升的非常快，先前的有PADS2005、PADS2007PADS，目前最新的版本PADS 9.4，不过也有工程师反映运行最稳定还是PADS 2005，包括：原理图工具PADS Logic、PCB工具PADS Layout和自动布线工具PADS Router。PADS 系列低端的PCB软件中最优秀的一款，其界面友好、容易上手、功能强大而深受中小企业的青睐，在中小企业用户占有很大的市场份额。PADS最大的优势就是手机产品设计，虽然说他功能简单，但是山寨机基本上都是用它搞定的，国内的

设计公司有80%都是用它。不足是其本身没有仿真，做高速板时，要结合其他专用仿真工具，如hyperlynx，另外原理图绘制元件库很少。

【关于Mentor】

Mentor Graphics（明导国际）成立于1981年，总部位于美国俄勒冈州威尔逊维尔。Mentor是电子设计自动化技术的领导产商，它提供完整的软件和硬件设计解决方案，让客户能在短时间内，以最低的成本，在市场上推出功能强大的电子产品。Mentor Graphics拥有世界级的研发部门，在全球有67个办事处，与世界知名的电子产品制造商、供应商及半导体产商结成战略联盟，开发新的设计解决方案服务于现代高科技。中国总部设立于上海金茂大厦，分别在北京和深圳设有销售据点。

4 ZUKEN产品

Zuken公司的高端产品是Cr5000,低端产品是CADSTAR。

图4 ZUKEN cadsoft

4.1 Zuken CR5000

CR5000的原理图工具是SD（System Design）, PCB工具是BD（Board Design）目前最新版本是11.0。除了日资和与日本有业务往来的企业外还有很多公司用zuken的软件，国内的一些研究所以及一些老的电视机企业在用，LG也在用ZUKEN的工具，特别是NOKIA 全线手机设计工具都用了ZUKEN的软件，还有日系的数码相机都是用CR5000设计的。

据使用过的工程师反映CR5000的优点有：手工layout设计方面，CR5000非常棒，包括走线，铺铜，DRC，快捷键，鼠标手势等，特别是圆弧线很好用，渐变平滑过渡走线；有专门的拼板工具；可以直接的给不同网络设定颜色，这个功能在查看走线趋势和分析走线时很实用；可以自动绕等长线；虽然CR5000 环境配置比较繁琐，但配好后很好用，很少出问题。

当然也反映有些不足：入门难；价格高（好像每个License就要10万美元；升级频繁（按说这个不算缺点吧，但是每升一次级就要就要交一次钱）；供用户自己编辑或二次开发的能力不是十分强大；做封装库效率稍底，尤其是做pin很多的symbol时；技术支持和售后服务不是很理想。

4.2 Zuken CADSTAR

CADSTAR安装文件小，特别是由原理图转到PCB时,功能确实强大，可以原理图和PCB 之间随意跳转，而且成功转出网络表后出错的机会就没有了，因为他对原理图的正确要求非常高。用户能够对零部件和元件的版本进行管理，储存PCB设计中包含的零部件资讯，安装复杂层堆栈以满足埋孔和盲孔技术需求，并执行阻抗受控布线工作。最新版本为

CADSTAR 12.0还具有扩展式ODB++生产输出功能，可使用多种颜色标注网路，并在设计编辑器中添加了现场可编程门阵列（FPGA）设计整合功能及全面整合零部件库管理器。

另外，PWS是ZUKEN下线产品，但是一直还在升级，因为老的客户还在继续使用。【关于Zuken】

ZUKEN INC.（株式会社图研）公司成立于1976年，总部设在日本横滨，是EDA行业唯一一家专门从事PCB/MCM/Hybrid和IC封装设计软件开发、销售和提供支持服务的著名厂商。ZUKEN公司是行业中唯一能够提供电路设计、逻辑仿真、系统后分析、生产加工、工艺设计和测试一体化全面解决方案的EDA厂家。ZUKEN公司在全球十几个国家和地区设有28 个分公司和办事处，在日本本部、美国和英国设有三个软件研发中心，ZUKEN 公司于1993年8 月在中国北京设立办事处，并根据业务发展于2000年6月设立上海办事处。

5 Cadsoft EAGLE

EAGLE软件是e络盟全资德国子公司CadSoft开发的一款畅销欧美的原理图和PCB版图设计工具。EAGLE软件提供3个主要功能：原理图编辑器、布局器和和自动布线器，让电子设计工程师按照个人意愿随意"组合"数据，无需在原理图和布线图之间转换。最新版EAGLE 软件"DesignLink" 接口，EAGLE DesignLink接口简化设计流程电子设计工程师无需离开设计环境，便可订购超过40万件电子产品。

图5 Cadsoft EAGLE

在一个外国工程师的博客里这样写到："虽然CadSoft Eagle在2010年才被各种杂志和组织承认是PCB软件，但是它现在已是名副其实的前三名。好的一面是提供非试用版的免费版，虽然确是有一些限制，但是很适合新手。同时它也是一款市场上为数不多的可以在Windows, Linux 和Mac平台上运行的PCB软件。"

该工具的主要特点是价格低、易于上手、安装程序很小（只有十几M）、自带了很多器件库(3D元器件超级逼真)、自带教材。据称，一般情况下电子设计工程师一个星期内就可以上手EAGLE工具，EAGLE深受诸如西门子、博世等公司PCB设计工程师青睐，因为在实际工作中，这些设计的复杂度并不高，而易于上手是该工具受欢迎的主要原因。也有反应不好的就是PCB走线不是特好用。

【关于Cadsoft】

CadSoft是英国Premier Farnell集团的全资德国子公司，Premier Farnell集团有限公司向全球电子设计工程师、维修工程师和采购人员提供高品质服务、多渠道的关键产品、资讯、

软件和技术解决方案。EAGLE 目前在欧美有4万客户，于2011年3月正式进军中国，标准版4500RMB，专业版1万RMB。

6 青越锋

产品用途：主要用于从事电子电器设备仪器仪表等电子行业电路原理图的绘制、查看、电路板PCB 设计工作以及兼容查看编辑其他工程文件等。

图6 青越锋

产品模块：整个软件由四部分组成：原理图编辑器(Schdoc)，原理图库(Schlib)，PCB编辑器(Pcbdoc)，PCB元件封装库(PCblib)。更多资料请参看：近距离接触国产PCB电路板设计软件--青越锋-

【关于上海青越】

青越软件有限公司是一家从事电子设计自动化（EDA）软件开发的专业公司，自身拥有强大的技术力量团队，公司放眼于无限发展的未来，凭借一流的经营理念，管理模式，和领先的技术优势，战略眼光，以开发推广功能强大的国产EDA软件-青越锋，作为自身坚定不移的长期发展战略。作为民族软件产业的一份子，青越人深知肩负的历史使命，凭借多年来对行业的潜心研究，凭借自己的不懈努力，青越人推出了完全自主知识产权的EDA软件--青越锋。

7 大公司PCB设计工具的应用方案

Intel Concept+Allegro+ SpecctraQuest

Dell DXD+ Allegro + SQ原理图也有一部分是Capture

Huawei viewdraw+ Allegro + SpecctraQuest+Expedation

ZTE Concept+Allegro+ SpecctraQuest+Expedation

UT Concept+Allegro+ SpecctraQuest 手机部用的是POWERPCB

Csico Concept+Allegro+ SpecctraQuest

Hp Concept+Allegro+ SpecctraQuest 从Boardstation转成Alllegro 流程

Moto Concept+Allegro+ SpecctraQuest 从Boardstation转成Alllegro 流程

Nokia mentor BA+ ZUKEN BD

CHIPCON（TI）CADSTAR

8 结束语

在以上所介绍的主流的设计软件各个软件各有千秋，且都具备完成一般电子设计工作的能力。软件的挑选固然重要，但用PCB软件设计PCB是一项非常依赖理论知识和经验技巧的任务，况且对于PCB设计软件的使用，也符合一般熟能生巧的规律，所以希望大家好好练好基本功，经过数年PCB设计高手可能就是你。

编者按：

选择一个好的PCB设计工具，对进行PCB设计工作可以起到事半功倍的效果。e-works 撰写本文旨在介绍主流的PCB设计软件，给大家在挑选软件时作一个参考。当然，市面上各式各样的PCB设计软件很多，有些还是免费的，大家在选择的时候,根据本身的条件进行选择,也许一句广告语"没有最好的，只有最合适的。"，在这也是实用的。e-works EDA栏目（-，如果大家在这方面有任何需要，可以联系我们，也可以进入e-works论坛(- 产品创新数字化→EDA和各位学习电子设计自动化的朋友们交流。

1、protel无疑是最早接触的eda软件了，在大部分大学里都有protel软件的课程，但是不得不承认，protel在eda软件家族中的确是最低端的软件之一，制作单面板，两层板尚能得心应手，但是4层就开始感觉到不好用了，更多层就更不必说了，如果面对高频高速的多层板，能用protel做出高质量的板子的人是相当不错的：）

protel在未来的日子会不会被淘汰不好说，现在使用protel的人还是有相当的市场的。学习PROTEL是学习高端PCB软件的基础。

2、pads即powerpcb，我把它称作低端中的无冕之王，它是我认为在所有低端的pcb软件中最优秀的一款，好用，易上手，做出的板子质量不会比wg，allegro等逊色，现在市场上使用范围最广的一款eda软件，适合大多数中小型企业的需求。

3、orcad orcad的pcb比protel还要差，但是orcad的原理图设计部分capture CIS被业界视为最优秀的原理图工具之一，界面好看，易上手，操作方便，仿真等功能强大，如果和dxdesigner相比在使用方面，我觉得是占上风的，只是dx有非常好的管理功能，集成环境，原理图复用等功能。

4、wg mentor公司的产品，最新出了WG2005，基于windows平台，在中高端的几个软件在功能方面没有很大优劣差别的情况下，只有拉线爽的软件才是好软件，而WG2005正是拉线最爽的软件，被誉为拉线之王，它的自动布线功能非常强大，布线规则设计非常专业，expeditionPCB是WG的pcb核心部分，WG2005包含了DX，DC，DV，LIB，EXP等部分部分。

5、en同为mentor公司的产品，最新推出的EN2004，因为是基于unix平台的产品，而且市面上没有中文教材，软件学习难度较大，令很多人望而却步；它的专业程度决定了它不

适合中小型企业，特别是小型企业，因为没有这个需要，一碗水就能熄灭的火干吗要爬山走远路去更远的河里去取，对不对，况且这个软件本来就是为大型企业设计的，因此没有这个需要的朋友不必去费心费力的，如果工作需要的话就另当别论了，原理图是epd2004，基本上，它最重要的是集成管理体系。

6、allegro高速板设计中实际上的工业标准！

学protel99se吧，有大把的**软件，大把的书，大把的资料，大把的人教你。缺点是它的敷铜功能太弱智，自动走线也太弱智，注定做不了大板。只画双面板当然是protel99se最简单，上手最快了。

power PCB也可以，比protel高级一点点，可以对付大多数的高速板。

allegro和mentor专门做大板，因为它规则严谨，功能强大，但比较难上手，**版也要一百多米。

allegro就是颜色单调了点，刚开始有点不习惯。但它的自动走线，修线，绕等长，走差分，多线并走，修铜皮等功能用起来都非常的爽。

mentor是由图形设计软件转变来的，颜色非常丰富，走线功能也非常强大，据说它的走线功能是这些eda软件里最强大的了。

mentor和power pcb是同一个公司的产品，小日本最喜欢用mentor，因为那是他们自己的软件。

allegro和orcad是candence的产品，国外用orcad的很多。用orcad画的原理图符合国际标准，能被所有的eda软件兼容。

Protel软件在我国应用最为广泛，但是，目前应用pads的用户也在不断的增多，下边分别介绍这两个电路板设计软件Altium Protel 系列Protel是PROTEL（现为Altium）公司在20世纪80年代末推出的电路板设计软件，从最初的Protel fo DXS,再升级为Protel for Windows,然后在1998年，推出protel98,在1999年推出了划时代的protel 99及其升级版protel 99se,目前,使用Protel 99se进行PCB设计工作的人员,数量还相当巨大,protel 99se对电路板设计行业的贡献相当巨大.

进入21世纪,autium公司也顺应发展,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,版本号为Altium Designer 6.7.

protel，protel 99se，protel DXP，Altium，这些都是一个公司发展，不断升级的软件；当前版本是Altium Designer 9.1 比较简单，设计比较随意，但是做复杂的PCB就力不从心了。2、Cadende spb 这是Cadence的软件，当前版本是Cadence SPB 16.3；其中的ORCAD 原理图设计是国际标准；其中PCB设计、仿真很全，用起来比protel复杂，主要是要求、设置复杂；但是为设计做好了规定，所以设计起来事半功倍，比protel就明显强大。3、Mentor 公司的BORDSTA TIONG 和EE,其中BOARDSTA TION由于只适用于UNIX系统，不是为PC机设计，所以使用的人较少；当前Mentor EE版本为Mentor EE 7.9和Cadence spb 属于同级别的PCB设计软件，它有些地方比cadence spb 差，它的强项是拉线、飞线，人称飞线王。4、当然还有日本的两大PCB软件，也很不错，但是在国内使用很少。5、还有一个EAGLE Layout 这是欧洲使用最广泛的PCB设计软件。上述所说PCB设计软件，用的比较多的，Cadence spb 和Mentor EE 是里面当之无愧的王者。如果是初学设计PCB我觉得Cadence spb 比较好，它可以给设计者养成一个良好的设计习惯，而且能保证良好的设计质量。