一款有趣的EDA设计应用

cangcang2 · 发表于 2017-1-5 10:28

EDA365欢迎您！

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？注册

x

　　一款有趣的EDA设计应用

　　写在文章的最前面，谨以此文，记录自己对新鲜事物的学习过程，记录过程中遇到的坑，以便后续的自己或者与自己有共同爱好的人，可以轻易避开这些坑，更好地进步。

　　最近发现个神奇的网站https://easyeda.com/，可以在云端进行硬件设计（画原理图、画PCB图、仿真），而且还提供了制板厂家的网上下单接口，将设计直接外发打样，非常方便。初步体验了一下，感觉相当好，好在哪儿，个人总结了几点：

　　1、基于WEB技术，很好地做到了跨平台，经体验真的如首页所说全平台支持，如下图，是笔者在Ubuntu和IOS 10.1上体验时的截图。

　　图1 ubuntu系统下使用应用

　　图2 IOS 10.1系统下使用应用

　　2、对本地主机的配置要求较低，笔者在1核CPU，1GB内存的虚拟机上运行流畅，与Cadence的配置要求I5 2核+，4GB内存+，硬盘10GB+相比，真是太微不足道了。

　　3、办公不分场所，和未来的办公理念“在家办公，远程办公”很符合。因为整个工程都在云端管理，打开网页登陆账号就能继续干活，都不用拷贝来拷贝去。笔者的体验设计就是在公司干了一部分，然后在家收尾的。

　　4、很容易分享设计，大大提高了设计的复用性，不用将时间浪费在别人干过的工作上，好比库啊，模块啊，拿来就能用，有点像软件开发里面的代码开源，这算是硬件的开源吧。个人觉得平时要是多留意平台上与自己工作和学习相关的设计，收集素材，到自己要进行设计时便能信手拈来了。

　　5、非常简单易用，像笔者这种使用Protel产品的老司机，不需要任何教程就能在一天内熟悉这个应用（叫软件好像不太恰当，它应该是个开发平台，为了方便描述就叫它应用好了）的主要开发工具，并完成DEMO设计。

　　6、完善的社区，有丰富的资料，也有便捷的交流讨论空间，更有第4点描述的丰富参考设计，笔记认为即使是PCB设计的初学者，也能轻易上手。真感慨自己入行的时候摸索着学习画图工具时的痛苦啊。

　　总的来说，个人觉得这款应用是云理念使用得很到位的产品。以前整天听到这里云哪里云的，笔者最多也就是备份点资料到云盘上，省得扩展本地硬盘。体验这个应用之后，算是对云有了新的认识，它真的能为办公和学习带来便捷，更能分享好东西，并且能集众人之力去做更好的东西。

　　这时候不明真相的围观群众估计要吐槽了：“既然是互联网应用，没有网络，或者网络不行那岂不是不用干活了”。笔者的体验是像咱们公司这种看个网易视频新闻都要load半天的网速，都能够流畅操作。笔者也觉得挺神奇，具体是怎么技术实现的笔者就不太懂了。按照网站上的资料描述，应用也是可以离线操作的，设计完成后再保持上传，这部分没有具体体验，不作评论。

　　继续有吐槽：“你说的好处是任务互联网应用都应该具备的呀，说的好像要上天，都不知道能干些啥”。这个就是笔者要和大家分享的主要内容了，分享一下它如何完成原理图PCB设计。

　　以下文章，将与AD9对比，记录easyeda的使用过程。对比是学习新事物的好办法，将新知识与已有知识架构的内容进行对比，能够更快地建立新知识的模型和架构，完成整体学习。

　　AD9中新工程建立过程是这样，新建一个工程——》新建原理图纸并加入到工程——》新建PCB图纸加入到工程——》新建原理图库加入到工程——》新建PCB图库加入工程——》将已有常用原理图库加入工程——》将已有常用PCB图库键入工程——》在新建原理图库中设计并添加新器件——》在新建PCB图库中设计并添加新封装——》准备到位后设计原理图、PCB图——》导出生产资料，整体结构大致如下：

　　图3 AD9工程结构

　　按照AD9的新建工程思路，在easyeda.com上建立一个demo设计试试看（建立设计需要注册并登陆，不过可以使用QQ授权登陆，扫一扫，即使在网吧也不用密码泄露，非常简单）。

　　新建工程，要新建的内容都可以在这个菜单中找到，后续的新建图纸和库也是在这个菜单中选择。

　　图4 新建工程

　　新建原理图，点击新建原理图，会马上生成一张图纸，点击save as后，可以选择图纸所属的项目，图纸名称，还可以增加一些简单的描述

　　图5新建原理图纸

　　新建PCB图，点击新建PCB，会马上生成一张图纸，点击save as后，可以选择图纸所属的项目，图纸名称，还可以增加一些简单的描述

　　图6新建PCB图

　　到目前为止与AD9没什么不同，工程结构如下：

　　图7 easyeda工程结构

　　按照初始思路，继续新建原理图库，创建库的时候要求填入的信息比较多，不过都是一些库管理信息，方便后续查找复用，对demo设计影响不大。

　　图8 新建原理图库

　　图9 新建原理图库

　　但是save as的时候发现并没有要求填入项目信息，简单地填好描述后，点击SAVE。此时发现工程结构中也并未按照预期出现原理图库文件。由此可见，操作思路已经和AD9出现了不同。经笔者逐个查看选项，发现建好的原理图库在以下的窗口中：

　　图10 原理图库与封装库入口选项

　　图11 原理图库与封装图库管理窗口

　　上图是笔者在设计完封装后截图的，如何设计库文章后面有提到。想说的是原理图库会被放置在窗口的schemaTIc lib栏，该窗口下面还有一个package栏目，想必是放置封装库的。经体验，果不其然，新建的封装图库文件会放置在这栏中。原来easyeda中库的概念就是指单个元器件，与AD9不同，AD9的库是包含了多个元器件的单个文件，在电脑中容易拷贝和转移，不过不便之处是需要定期合并这些库，删除重复的元器件，使得团队中的不同成员能够使用统一的库进行设计。由于easyeda的设计都在云端完成，库的管理与共享都很方便，这种方式就更加合理了。

　　至此，四大工作空间：原理图、PCB图、原理图库、封装库，都已到位，接下来描述一下如何在每个空间中开展工作。

　　原理图库设计

　　在图11中选中建立好的库（元件），点击右下的edit，就能进入原理图库编辑界面，这个界面的工具栏都很直观

　　图12 原理图库编辑工具

　　要提起注意的是添加引脚的操作，选择窗口顶部，图钉一样的图标，可放置引脚，如下图：

　　图13 放置引脚

　　放置引脚的时候需要注意方向，不过首次使用的时候应用很贴心，会有一些专门的提示（这些提示贯穿整个体验过程，为快速上手提供很大的帮助），如下图：

　　图14 放置引脚相关提示

　　画图时发现没有交叉点工具的，笔者的做法是画一条短线，然后将其缩成一点，再调节线宽，最后将其挪动到交叉点处，画好的元器件图例如下（看到笔者费尽心思画的交叉点了么？其实也可以不画的，但是这样比较严谨。）：

　　图15 元器件图例

　　还需要提一下的是给图例关联封装，其实也可以后期的原理图编辑的时候再给元件添加封装，关联封装的选项如下图，点击之后会进入库管理窗口，封装可以选择自己设计的（图11中的MY PARTS），也可以选择应用提供的，这次笔者选择的是应用提供的库，system components（因为系统提供的库相当漂亮），完成后的元件库可以在管理器底下看到，左边是原理图图例，右边是封装图例。

　　图16 关联封装

　　封装图库设计

　　在图11中选中建立好的封装，点击右下的edit，就能进入封装库编辑界面，这个界面的工具栏和图层管理都很简单直观，最多也就是选择个焊盘的参数，无需多提，画就是。

　　图17 封装库编辑界面工具及选项

　　原理图设计

　　双击图7中的原理图，进入原理图编辑界面，点击窗口顶部的放大镜图标，可进入库管理窗口，如下图

　　图18 放置元器件

　　进入库管理窗口后可选择自建的库也可选择应用提供的库，此次笔者选择的是应用提供的库，看了一下，在easyeda components中几乎能找到所有的常用元器件。选择元器件时可看到他们的封装信息、参数值（编辑原理图的时候可以直接修改）还有封装预览图。管理窗口也支持搜索功能，以便快搜找到自己想要的元器件。

　　要提起注意的是，当我们的自建库发生了变更，保存后也无法马上使用到这个更新后的图例，也就是说此时点击place放置到原理图中的图例依然是未更新的状态，笔者的体验是这样，需要点击其它元器件，然后再次点击更新后的元件，此时再放置图例，才是更新后的图例。感觉是这样，更新后的数据提交上云端了，但是云端不会马上更新回本地，可能跟网络通信协议有关，用户需要申请才能回发，建议设计者可以增加个refresh按钮，以便用户可以发起申请，更新本地数据。

　　图19 选择要放置的元器件

　　还要提一下的是，在画图窗口的右上角不起眼的地方有很多选项，其中可以设置图纸的大小，如下图，其它工具没什么难度，在此就不提了，留着自己体验。

　　图20 更多选择栏

　　将所需元器件逐个放到图纸中，摆放好位置后，连线，demo完成的时候如下图，其中元器件的位号会自动生成，建议不要随便改动，避免重复，元件器的规格可以直接点击编辑，不过这样子就会和库里面的信息不一致了，建议直接在库中找到自己想用的规格，然后放置在原理图中，这样对后期BOM的准确性也有好处，养成良好习惯不要贪图一时之快。

　　图21 原理图

　　热键设置

　　为了方便操作，可以配置快捷键，如下图，因为easyeda的快捷键和AD9相似，笔者操作时就不需要设置了。

　　图22 配置快捷键

　　PCB图设计

　　鼠标移到窗口上方的板卡图标处，会弹出两个选项选项。原本按照AD9的思路，点击update PCB就可以将原理图导入到同个工程的PCB中。但是在easyeda中第一次点击update PCB的时候会提示工程未转换成PCB，需要先点击convert project to PCB，这时会自动生成一张PCB图，如下图，自动生成的PCB图会自动形成一个格则的板边，体验时发现这个自动生成的板边大约刚好可以放下所有的元器件。因为convert project to PCB会自动生成图纸，原本在工程中的PCB图就没有必要了，删除工程中的图纸，然后save as将新生成的图纸保存至工程中。

　　图23 生成PCB图

　　接下来就是摆放元器件和连线了，和AD9没啥区别，就连转向的快捷键都是空格，转向的时候发现有的元器件一转向就会跑到较远处，但是有的元器件不会，初步怀疑跟库的原点有关系，又或者没设置好什么选项，因为是初次使用所以没有深入研究，已经在网站的论坛中发帖求助前辈了。

　　摆放和连线前要注意设置规则，规格设置比较简单，但是对于demo来说已经够了，而且笔者平时画图时设置得最多的就是这么几个主要规则，如下图。

　　图24 规格设置

　　笔记比较喜欢easyeda的图层管理界面，它都已经将图层的颜色设置好了，而且不同层色差比较大，画图的时候看来比较舒服。如下图，右边的窗口需要点击左边窗口的齿轮图标才会出现，目的是为了显示更多的图层，像paste、solder这平时用的比较少，除非特殊情况，可以隐藏。左边的窗口挪动一下铅笔就能进入该图层进行编辑，点击眼睛就能开关图层，是不是觉得很眼熟，没错，就跟PS软件一样，管理起来相当方便。而且整个界面色差缤纷，真有画画的感觉。

　　图25 图层管理

　　画完之后的图纸如下图：

　　图26 PCB图

　　图中P2的位置笔者故意使用了自己设计的封装，换封装的操作参考图16，应用提供的库中的封装都比较漂亮，看这个电源座子DC1就做得很精致。画完的图需要进行规格检查，如下图，如果有DRC错误，会在DRC errors选项中显示出来，因为在图24中勾选了realTIme DRC，所以画图的时候出现犯规，就能直接发现了，画完图的时候在这个选项中应该是没有任何内容的才对（画图的过程中有时正常的）。

　　图26 规格检查

　　没有规则错误就说明图纸已经准备好了，可以进入出生产文件的环节了。

　　生产文件的生产（gerber files、BOM、pick and place file）

　　生成生产文件前可以点击窗口上方的照相机图标，浏览PCB板的2D仿真图，如下图，浏览仿真图的时候也有些选项可配置，例如显示正反面、绿油颜色、焊盘颜色等。

　　图27 浏览仿真图

　　点击窗口上方的光绘图标，可以生产gerber文件，并进入制板说明与计价的界面。

　　图28 生产gerber文件

　　制板说明中，有制板厂报价时需要的主要参数，填写好，在窗口的右侧就会生成报价，保存成订单，接下来就可以下单打样了，不过这次没有体验该部分，想必跟网上购物一样，填好快递地址，支付宝转账什么吧。

　　体验的时候还发现，如果选择了中文登陆网页，在点击生产gerber的时候就会出现以下提示，点击提示中的gerber也无法跳转到gerber下载界面，必须的在主页或者个人页面中将语言设置成英文，才能进入图28界面。

　　本来我以为这是软件的一个bug，但在原作者交流过以后，他表示，这个设计只要为了挣外国人的钱，所以就特意设置提醒中文用户去其他平台订购PCB。

　　换句话说，这里是原作者为了更方便的挣外国人的钱而特意设置的。这种只挣歪国仁钱的国产品牌的清流，和某想那种美帝良心比起来，境界高了不知道多少。

　　图29 异常提示

　　点击图28中的download gerberfiles可以下载gerber文件，这样子的话就可以将制板文件发给你任何熟悉的供应商那儿去制作了。下载的gerber文件是压缩包的形式提供的，解压出来的文件是常规的gerber文件格式，如下图，其中就已经包含了钻孔文件了，都是一键完成的，比较方便，不需要像cadence那样手动设置后多次生成。

　　图30 gerber文件

　　导出来的gerber文件使用制版厂最常用的gerber编辑工具cam350导入，如下图，导入过程没有任何报错，说明easyeda生成的gerber文件是标准文件，没有兼容性问题。

　　图31 cam350中的显示

　　从窗口右上角（账号右边）的按钮可进入BOM for project，点击生产BOM，点击export可以导出CSV格式的BOM

　　图32 BOM生产操作

　　从窗口右上角（账号右边）的按钮可进入generates pick and place file，点击可下载CSV格式贴片用坐标文件，CSV格式的坐标文件可以使用excel打开，内容和AD9生成的坐标文件无异，如下图。

　　图33 坐标文件生产操作

　　图34 打开坐标文件

　　至此，按照AD9的操作思路，体验了一遍easyeda，过程中走了不少弯路，现在整理一下使用easyeda的正确操作流程：新建工程——》新建原理图——》画原理图——》过程中发现应用库存中没有想要的元器件——》设计原理图库与封装库——》原理图完成——》将工程转换成PCB图——》将PCB图保存进工程——》话PCB图——》生产gerber文件——》导出坐标文件和BOM。

　　这次画的demo比较简单，不知道应用对复杂板卡设计的支持怎样，不过有看到网友的STM32F103的开发板项目，想必支持平时常用的板卡设计是游刃有余的。体验后的整体感觉是easyeda操作界面上去繁留简，容易上手，对工程的管理也比较科学，最重要的是easyeda中云的理念和开源硬件的理念（硬件开源涉及的问题比较多，与目前比较成熟的软件开源相比，还有很长的路要走。）是值得每个硬件设计者去推崇的。这是一款值得大家去使用的好产品，而且在这个平台上能获得的好处也是显而易见的，谁用谁知道。