CAD在PCB设计和制造中的作用

计算机辅助设计（CAD）指可帮助开发人员创建其产品的任何软件。ECAD（电子计算机辅助设计）和EDA（电子设计自动化）是专门为电子设计而设计的CAD软件。在电气工程领域，CAD已成为制造诸如印刷电路板（PCB）之类的复杂电子产品的关键过程。以及设计到亚原子级的微处理器。该软件提供了大量工具和功能，使电子公司能够制造出能够推动信息技术时代的产品。主要优点是将设计直接转换为生产机器格式，从而消除了人为错误的可能性。这样可以提高质量并降低成本。

ECAD的作用

在电子设备进入生产线之前，ECAD是设计过程中最重要的工具。它执行的主要任务是构建电气原理图，执行仿真以及为电子设备创建物理蓝图，范围从最新的微处理器到功能强大的图形处理单元。这是电子产品从具有超过2000个晶体管的处理器发展到封装了数十亿个晶体管的主要原因。

ECAD功能

ECAD软件的可用功能可以概括为物理和逻辑层面上复杂电子原理图的设计和测试。生成的这两个方面的示意图均以数字格式存储，并具有频繁备份的功能，从而使修改和分发更加容易。

在电气方面，ECAD程序通常具有从头开始设计电子原理图并最终运行仿真以确定在提供电子输入时硬件将如何响应的功能。这是通过使用软件语言来复制电子设备所经历的逻辑功能来完成的。举一个简单的例子，如果原理图上显示了AND逻辑门，则仿真会将所有输入带入该门，并在应用程序级别执行相同的过程。程序将对所有可能的输入执行此操作，以便快速自动地测试原理图。许多程序还提供创建“单元”的功能，这些单元的作用类似于逻辑门或固态芯片。

每个电气组件都有其物理表现，并且完整的ECAD软件会在乎逻辑过程的同时全面管理此方面。该软件允许工程师将电气图中表示的物理组件放置到其物理形式的模型上。注意任何差异，例如零件重叠或空间不足，然后可以在制造过程之前进行纠正。

ECAD程序

EDA软件有许多开源和商业选项。在商业方面，最主要的选项包括以下程序：Zuken的CADSTAR，Mentor Graphics的程序集和Synopsis Design Compiler。最受欢迎的开源工具是gEDA，它是为Linux开发的，原因是高质量的开源EDA工具的可用性较低。

ECAD的未来

随着固态设备的不断发展趋势以及将更复杂的系统安装在单个电子组件上，对功能强大的ECAD软件的需求将继续增长。越来越多的开源选择出现，这意味着电子设计公司和科学家都将拥有设计电子设备所需的工具，以控制未来的巨型机器人和飞行汽车。