Горячая вакансия: PCB engineer 80000 КА Работа
Я ищу работу в IT сфере ✈ Я ищу резюме в IT сфере ✈

Быстрая публикация IT события здесь

Бесплатные системы сквозного проектирования электроники



Прошли уже те времена, когда для разработки топологии печатной платы конструктор вооружался листом бумаги, остро заточенным карандашом, резинкой и включал свое пространственное воображение. Дело это было сложным, утомительным и малопроизводительным.
Не случайно, практически с момента создания, делались попытки приспособления компьютеров для решения конструкторских задач. В результате было создано множество Систем Автоматизированного Проектирования (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design), ориентированных на решение различных задач проектирования и конструирования. САПР, используемые для автоматизации проектирования электроники, зачастую сокращенно обозначают аббревиатурой EDA (EDA – Electronics Design Automation). Обычно система сквозного проектирования EDA включает в себя редактор электрических схем и редактор печатных плат. В последнее время подобные системы все чаще включают средства моделирования электрических схем, позволяющие исследовать работу электронного устройства еще до того, как оно будет воплощено в «железе».
Что касается электроники, то еще в 80-х годах прошлого столетия, тогда еще советским конструкторам, стала доступна прекрасная коммерческая САПР PCAD. Данная САПР была настолько удачной, что на долгие годы стала своеобразным отраслевым стандартом. Несмотря на появление новых поколений САПР и операционных систем, «досовский» PCAD версий 4 … 8.7 до сих пор активно используется во многих КБ. Это объясняется не только положительными качествами «досовского» PCAD-а, но и тем, что под него за долгие годы использования, был наработан большой объем документации, библиотек, а также оптимизирован процесс конструирования и производства. Для не обремененных подобным багажом конструкторов на рынке предлагается огромное количество САПР, список которых постоянно пополняется. Современные САПР еще в большей степени автоматизируют труд конструктора, позволяют совместную работу многих конструкторов, что гарантирует более качественные результаты за более короткий промежуток времени.
Благодаря все большему проникновению компьютеров в непрофессиональные сферы, а также использованию их для обучения, последние стали доступны большому количеству непрофессиональных конструкторов и студентов. Под непрофессиональными конструкторами, в данном контексте, подразумеваются те, кто только эпизодически занимаются конструированием в связи со своей профессиональной деятельностью или хобби.
Обычно непрофессионалы пытаются использовать те же самые САПР, что и профессионалы. Но, не имея особого финансового дохода от своей деятельности, они не могут позволить себе честно купить дорогущую профессиональную САПР (обычно, стоимость профессиональных и поэтому коммерческих САПР редко опускается ниже 2000$ USA) и используют различные взломанные версии САПР, которые находятся в интернете. Понятно, что в этом случае приходиться мириться с неустойчивой работой такого программного обеспечения, отсутствием технической поддержки, а также возможностью заражения компьютера вирусами. Кроме всего перечисленного, такое использование является попросту незаконным!
Не замыкаясь на моральном аспекте бесплатного использования коммерческого программного обеспечения, обратим внимание непрофессионалов на тот факт, что в том же Интернете можно найти множество абсолютно бесплатных САПР, которым вполне под силу решить все проблемы непрофессионального разработчика. Немаловажно то, что бесплатные САПР обычно позволяют более быстрое освоение и меньший уровень профессиональных знаний пользователя. Например, объем документации на основные коммерческие САПР достигает тысяч страниц, в то время как полное описание многих бесплатных САПР может вполне уместиться в нескольких журнальных публикациях. Если Вы не занимаетесь конструированием постоянно, то лучше при случае пролистать несколько страниц, чем каждый раз штудировать толстенное руководство!
Многое из вышесказанного касается и профессиональных разработчиков небольших развивающихся фирм, несущих на этапе становления большие издержки и поэтому также не имеющих возможности приобретения коммерческого программного обеспечения.
Сделаем небольшой обзор бесплатных программ, предназначенных для конструирования печатных плат. В Интернете присутствует, в основном, два типа подобных программ. С одной стороны, подобные программы создают различные компании, связанные с производством печатных плат или продажей комплектующих, а с другой, - разработкой подобных программ заняты любители или коллективы любителей.
К разряду первых относится достаточно известные в любительской среде программы Express PCB [http://www.expresspcb.com/], Pad2Pad [http://www.pad2pad.com/] и PCB Artist [http://www.4pcb.com/free-pcb-layout-software/index.html]. Как и многие программы подобного класса, Express PCB, Pad2Pad и PCB Artist созданы для продвижения услуг своих компаний и поэтому имеют разумные ограничения, заключающиеся в том, что на выходе мы получаем проект в некотором закрытом формате, который мы можем отправить только конкретному производителю печатных плат. И это не есть хорошо. Правда, отечественные любители редко в частном порядке заказывают на стороне печатные платы. Обычно их рисуют по старинке от руки или используют лазерно-утюжную технологию. А так как Express PCB, Pad2Pad и PCB Artist способны выводить результаты на печать, то порой этого уже достаточно для кустарного изготовления платы.
Немного в стороне от вышеперечисленных программ стоит, появившаяся сравнительно недавно, EDA DesignSpark PCB. Программный пакет DesignSpark PCB [http://www.designspark.com/] появился в июле 2010 года и был разработан компанией RS Components, штаб-квартира которой расположена в городе Корби (Великобритания). Данный программный пакет является абсолютно бесплатным. Для активизации программы требуется лишь несложная и бесплатная регистрация на сайте компании. При этом DesignSpark PCB не содержит никаких ограничений ни по количеству элементов схемы, ни по времени использования. В отличие от вышеперечисленных программ, DesignSpark PCB не пытается привязать пользователей к конкретному производителю и генерирует выходные файлы в популярных производственных форматах Gerber, DXF, Excellon, IDF, LPKF. Эта программа выполнена на очень хорошем профессиональном уровне и включает в себя все необходимые компоненты, такие как схемный редактор и редактор печатных плат. В схемном редакторе, пользователь может легко рисовать схемы и связи. При этом, схема может содержать множество листов, связанных между собой в полный проект. Последний имеет функции автокомпоновки и автотрассировки. На данный момент существует большое интернет-сообщество пользователей этой программы, где каждый может найти поддержку по интересующим его вопросам. В DesignSpark PCB осуществлена поддержка популярных симуляторов, таких как LTSpice, LSSpice, TopSpice и TINA. Пользователи имеют возможность импортировать свои проекты из этих программ для создания печатных плат. Интерфейс программы включает в себя специализированный калькулятор, который позволяет рассчитывать ширину и сопротивление дорожек, оптимальную плотность тока и повышение температуры дорожки, а также сопротивления переходных отверстий.

Вид экрана программы DesignSpark PCB
Вид экрана программы DesignSpark PCB Вид экрана программы DesignSpark PCB. 

Из числа бесплатных любительских программ наиболее известны gEDA, KiCad и FreePCB. Все эти программы на выходе выдают стандартный пакет документации, достаточный для заказа печатной платы у стороннего производителя.
Вид экрана программы gEDA
Вид экрана программы gEDA Вид экрана программы gEDA.

gEDA [http://www.gpleda.org/] распространяется по лицензии GNU GPL, но является достаточно мощным пакетом класса EDA с открытыми исходными текстами, предназначенный для разработки электрических схем и печатных плат. Проект gEDA основал Алеш Гвезда (Ales Hvezda) в связи с отсутствием на тот момент такого программного обеспечения для ОС Linux/UNIX. В полном объеме gEDA работает под Linux, но некоторые программы, входящие в состав пакета, в настоящее время портированы под Windows. В настоящее время проект gEDA предлагает развитый комплект свободного программного обеспечения для проектирования электроники, включающий программы для схемотехнического проектирования, управления атрибутами, создания перечней элементов (BOM) и списков соединений в более чем двадцати форматах, аналогового и цифрового моделирования и проектирования топологии печатных плат. Программные средства, входящие в комплект, позволяют разрабатывать проекты профессионального качества низкой и средней степени сложности. Используя программы gEDA можно создавать печатные платы, имеющие до 8 слоев (а скоро и больше), с неограниченным числом компонентов и соединений. Программы подходят для студентов, педагогов, любителей, консультантов, представителей малого бизнеса и даже больших корпораций.
Вид экрана программы KiCad
Вид экрана программы KiCad Вид экрана программы KiCad.

KiCad [http://www.kicad-pcb.org/display/KICAD/KiCad+EDA+Software+Suite] распространяется по лицензии GNU GPL, но является достаточно мощным пакетом класса EDA с открытыми исходными текстами, предназначенный для разработки электрических схем и печатных плат. Основным разработчиком программы является Жан-Пьер Шарра (фр. Jean-Pierre Charras). Существуют версии KiCad, рассчитанные для работы под управлением операционных систем GNU/Linux, Windows NT 5.x, FreeBSD и Solaris. Благодаря множеству своих приверженцев, KiCad регулярно развивается и, скорее всего, в ближайшее время превратится в вполне приличную EDA систему.
Эта система хорошо документирована и имеет регулярно обновляемую страничку поддержки [http://kicad.sourceforge.net/wiki/index.php/RU:Main_Page].
KiCad состоит из схемного редактора Eeschema, редактора печатных плат Pcbnew и Gerber просмотровщика Gerbview. Приятной неожиданностью является то, что в опциях программы предусмотрен русский язык, а так же имеется помощь на русском языке. Схемный редактор обеспечивает создание однолистовых и иерархических схем, контроль электрических правил (ERC), создание списка цепей (netlist) для pcbnew или Spice. Редактор печатных плат обеспечивает разработку плат, содержащих от 1 до 16 слоев меди и до 12 технических слоев (шелкография, паяльная маска и т. п.), генерацию технологических файлов для изготовления печатных плат (Gerber-файлы для фотоплоттеров, файлы сверловок и файлы размещения компонентов), печать слоев в формате PostScript. Gerber просмотровщик позволяет просматривать Gerber-файлы.
Вид экрана программы FreePCB
Вид экрана программы FreePCB 

FreePCB [http://www.freepcb.com/] также распространяется по лицензии GNU GPL. Заслуга создания программы FreePCB принадлежит одному человеку по имени Алан Райт (Allan Wright), который проживает в США. FreePCB, по существу, является только редактором плат. Однако существует возможность импорта списка цепей в формате PADS-РСВ из любого стороннего схемного редактора. В качестве такового обычно используется редактор схем TinyCAD. Кроме этого, возможна прямая трансляция списка соединений из симулятора LTspice [http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice]. FreePCB пока не имеет возможности вывода на печать, но для этой цели можно использовать любой бесплатный Gerber просмотровщик, например ViewMate [http://www.pentalogix.com/viewmate.php] от PentaLogix (ранее Lavenir). Кроме этого, последняя версия программы позволяет экспорт топологии печатной платы в графические файлы PNG, которые можно просмотреть и распечатать в любом графическом редакторе (например, в Paint). Как ни странно, но узкая специализация программы идет ей только на пользу, т.к. позволяет значительно сократить время освоения.
FreePCB поддерживает до 16 слоев, позволяет работать как с дюймовыми, так и метрическими единицами измерения. Размер печатной платы может достигать 1524×1524мм. FreePCB генерирует выходные файлы в расширенном Gerber формате RS274X и файлы сверловки в формате Excellon. Эти стандартные CAM (Computer-aided manufacturing – автоматизированная система технологической подготовки производства) файлы являются необходимой и достаточной документацией для заказа печатных плат у стороннего производителя. Программа регулярно обновляется, имеет обширную библиотеку корпусов, а так же хорошо документирована. По своему внешнему виду и стилю слегка напоминает старый добрый PCAD.
На базе FreePCB можно создать связку TinyCad + LTspice + FreePCB + ViewMate, которая представляет собой бесплатную, но достаточно мощную систему сквозного проектирования электроники для непрофессионала. Несмотря на свою бесплатность, данная система сквозного проектирования может дать фору многим коммерческим EDA системам. Предложенную связку можно дополнить бесплатным он-лайн автотрассировщиком FreeRouter [http://www.freerouting.net/], для связи с которым FreePCB имеет интерфейс, позволяющий двухсторонний импорт/экспорт файлов.
Возможно, подобное строительство собственной системы EDA из готовых компонентов для многих окажется более привлекательным, нежели использование уже кем-то собранного пакета программ. В этом случае есть некоторая свобода предпочтений.
И в заключение хочется сказать несколько слов о прекрасном редакторе схем TinyCAD. TinyCAD [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/tinycad/index.php?title=TinyCAD] распространяется по лицензии GNU GPL и был разработан в 1994 году американским программистом Мэттом Пайном (Matt Pyne). В настоящее время эта программа работает в среде ОС Windows и предназначена для рисования и редактирования иерархических электронных схем различной степени сложности. Помимо этого, программа позволяет добавлять в схему различные объекты аннотации: текст, линии, прямоугольники, эллипсы и дуги.
TinyCAD имеет полный набор функций для проверки правил проектирования, перечня компонентов, генерации различных форматов списков соединений, совместимых со многими популярными программами разработки печатных плат, такими как FreePCB, KiCAD, Eagle SCR, ProteI, gEDA PCB и т.п. Совместно с программой поставляется более 40 готовых библиотек символов. Кроме этого, TinyCAD имеет встроенный редактор библиотек, что облегчает добавление новых символов и редактирование старых. Предусмотрена функция копирования и вставки проекта прямо из TinyCAD в документы OpenOffice или Microsoft Office.
Вид экрана программы TinyCAD
Вид экрана программы TinyCAD

➥ ✈

Поиск IT персонала. Давайте решать задачи вместе! rabota@rabota-ka.ru



HotLog Rambler's Top100 Яндекс.Метрика
Отправить комментарий
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования

Сообщения на Email