一款有趣的EDA設(shè)計應(yīng)用

一款有趣的EDA設(shè)計應(yīng)用

寫在文章的最前面，謹(jǐn)以此文，記錄自己對新鮮事物的學(xué)習(xí)過程，記錄過程中遇到的坑，以便后續(xù)的自己或者與自己有共同愛好的人，可以輕易避開這些坑，更好地進(jìn)步。

最近發(fā)現(xiàn)個神奇的網(wǎng)站https://easyeda.com/，可以在云端進(jìn)行硬件設(shè)計（畫原理圖、畫PCB圖、仿真），而且還提供了制板廠家的網(wǎng)上下單接口，將設(shè)計直接外發(fā)打樣，非常方便。初步體驗了一下，感覺相當(dāng)好，好在哪兒，個人總結(jié)了幾點：

1、基于WEB技術(shù)，很好地做到了跨平臺，經(jīng)體驗真的如首頁所說全平臺支持，如下圖，是筆者在Ubuntu和IOS 10.1上體驗時的截圖。

圖1 ubuntu系統(tǒng)下使用應(yīng)用

圖2 IOS 10.1系統(tǒng)下使用應(yīng)用

2、對本地主機(jī)的配置要求較低，筆者在1核CPU，1GB內(nèi)存的虛擬機(jī)上運(yùn)行流暢，與Cadence的配置要求I5 2核+，4GB內(nèi)存+，硬盤10GB+相比，真是太微不足道了。

3、辦公不分場所，和未來的辦公理念“在家辦公，遠(yuǎn)程辦公”很符合。因為整個工程都在云端管理，打開網(wǎng)頁登陸賬號就能繼續(xù)干活，都不用拷貝來拷貝去。筆者的體驗設(shè)計就是在公司干了一部分，然后在家收尾的。

4、很容易分享設(shè)計，大大提高了設(shè)計的復(fù)用性，不用將時間浪費(fèi)在別人干過的工作上，好比庫啊，模塊啊，拿來就能用，有點像軟件開發(fā)里面的代碼開源，這算是硬件的開源吧。個人覺得平時要是多留意平臺上與自己工作和學(xué)習(xí)相關(guān)的設(shè)計，收集素材，到自己要進(jìn)行設(shè)計時便能信手拈來了。

5、非常簡單易用，像筆者這種使用Protel產(chǎn)品的老司機(jī)，不需要任何教程就能在一天內(nèi)熟悉這個應(yīng)用（叫軟件好像不太恰當(dāng)，它應(yīng)該是個開發(fā)平臺，為了方便描述就叫它應(yīng)用好了）的主要開發(fā)工具，并完成DEMO設(shè)計。

6、完善的社區(qū)，有豐富的資料，也有便捷的交流討論空間，更有第4點描述的豐富參考設(shè)計，筆記認(rèn)為即使是PCB設(shè)計的初學(xué)者，也能輕易上手。真感慨自己入行的時候摸索著學(xué)習(xí)畫圖工具時的痛苦啊。

總的來說，個人覺得這款應(yīng)用是云理念使用得很到位的產(chǎn)品。以前整天聽到這里云哪里云的，筆者最多也就是備份點資料到云盤上，省得擴(kuò)展本地硬盤。體驗這個應(yīng)用之后，算是對云有了新的認(rèn)識，它真的能為辦公和學(xué)習(xí)帶來便捷，更能分享好東西，并且能集眾人之力去做更好的東西。

這時候不明真相的圍觀群眾估計要吐槽了：“既然是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，沒有網(wǎng)絡(luò)，或者網(wǎng)絡(luò)不行那豈不是不用干活了”。筆者的體驗是像咱們公司這種看個網(wǎng)易視頻新聞都要load半天的網(wǎng)速，都能夠流暢操作。筆者也覺得挺神奇，具體是怎么技術(shù)實現(xiàn)的筆者就不太懂了。按照網(wǎng)站上的資料描述，應(yīng)用也是可以離線操作的，設(shè)計完成后再保持上傳，這部分沒有具體體驗，不作評論。

繼續(xù)有吐槽：“你說的好處是任務(wù)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都應(yīng)該具備的呀，說的好像要上天，都不知道能干些啥”。這個就是筆者要和大家分享的主要內(nèi)容了，分享一下它如何完成原理圖PCB設(shè)計。

以下文章，將與AD9對比，記錄easyeda的使用過程。對比是學(xué)習(xí)新事物的好辦法，將新知識與已有知識架構(gòu)的內(nèi)容進(jìn)行對比，能夠更快地建立新知識的模型和架構(gòu)，完成整體學(xué)習(xí)。

AD9中新工程建立過程是這樣，新建一個工程——》新建原理圖紙并加入到工程——》新建PCB圖紙加入到工程——》新建原理圖庫加入到工程——》新建PCB圖庫加入工程——》將已有常用原理圖庫加入工程——》將已有常用PCB圖庫鍵入工程——》在新建原理圖庫中設(shè)計并添加新器件——》在新建PCB圖庫中設(shè)計并添加新封裝——》準(zhǔn)備到位后設(shè)計原理圖、PCB圖——》導(dǎo)出生產(chǎn)資料，整體結(jié)構(gòu)大致如下：

圖3 AD9工程結(jié)構(gòu)

按照AD9的新建工程思路，在easyeda.com上建立一個demo設(shè)計試試看（建立設(shè)計需要注冊并登陸，不過可以使用QQ授權(quán)登陸，掃一掃，即使在網(wǎng)吧也不用密碼泄露，非常簡單）。

新建工程，要新建的內(nèi)容都可以在這個菜單中找到，后續(xù)的新建圖紙和庫也是在這個菜單中選擇。

圖4 新建工程

新建原理圖，點擊新建原理圖，會馬上生成一張圖紙，點擊save as后，可以選擇圖紙所屬的項目，圖紙名稱，還可以增加一些簡單的描述

圖5新建原理圖紙

新建PCB圖，點擊新建PCB，會馬上生成一張圖紙，點擊save as后，可以選擇圖紙所屬的項目，圖紙名稱，還可以增加一些簡單的描述

圖6新建PCB圖

到目前為止與AD9沒什么不同，工程結(jié)構(gòu)如下：

圖7 easyeda工程結(jié)構(gòu)

按照初始思路，繼續(xù)新建原理圖庫，創(chuàng)建庫的時候要求填入的信息比較多，不過都是一些庫管理信息，方便后續(xù)查找復(fù)用，對demo設(shè)計影響不大。

圖8 新建原理圖庫

圖9 新建原理圖庫

但是save as的時候發(fā)現(xiàn)并沒有要求填入項目信息，簡單地填好描述后，點擊SAVE。此時發(fā)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)中也并未按照預(yù)期出現(xiàn)原理圖庫文件。由此可見，操作思路已經(jīng)和AD9出現(xiàn)了不同。經(jīng)筆者逐個查看選項，發(fā)現(xiàn)建好的原理圖庫在以下的窗口中：

圖10 原理圖庫與封裝庫入口選項

圖11 原理圖庫與封裝圖庫管理窗口

上圖是筆者在設(shè)計完封裝后截圖的，如何設(shè)計庫文章后面有提到。想說的是原理圖庫會被放置在窗口的schematic lib欄，該窗口下面還有一個package欄目，想必是放置封裝庫的。經(jīng)體驗，果不其然，新建的封裝圖庫文件會放置在這欄中。原來easyeda中庫的概念就是指單個元器件，與AD9不同，AD9的庫是包含了多個元器件的單個文件，在電腦中容易拷貝和轉(zhuǎn)移，不過不便之處是需要定期合并這些庫，刪除重復(fù)的元器件，使得團(tuán)隊中的不同成員能夠使用統(tǒng)一的庫進(jìn)行設(shè)計。由于easyeda的設(shè)計都在云端完成，庫的管理與共享都很方便，這種方式就更加合理了。

至此，四大工作空間：原理圖、PCB圖、原理圖庫、封裝庫，都已到位，接下來描述一下如何在每個空間中開展工作。

原理圖庫設(shè)計

在圖11中選中建立好的庫（元件），點擊右下的edit，就能進(jìn)入原理圖庫編輯界面，這個界面的工具欄都很直觀

圖12 原理圖庫編輯工具

要提起注意的是添加引腳的操作，選擇窗口頂部，圖釘一樣的圖標(biāo)，可放置引腳，如下圖：

圖13 放置引腳

放置引腳的時候需要注意方向，不過首次使用的時候應(yīng)用很貼心，會有一些專門的提示（這些提示貫穿整個體驗過程，為快速上手提供很大的幫助），如下圖：

圖14 放置引腳相關(guān)提示

畫圖時發(fā)現(xiàn)沒有交叉點工具的，筆者的做法是畫一條短線，然后將其縮成一點，再調(diào)節(jié)線寬，最后將其挪動到交叉點處，畫好的元器件圖例如下（看到筆者費(fèi)盡心思畫的交叉點了么？其實也可以不畫的，但是這樣比較嚴(yán)謹(jǐn)。）：

圖15 元器件圖例

還需要提一下的是給圖例關(guān)聯(lián)封裝，其實也可以后期的原理圖編輯的時候再給元件添加封裝，關(guān)聯(lián)封裝的選項如下圖，點擊之后會進(jìn)入庫管理窗口，封裝可以選擇自己設(shè)計的（圖11中的MY PARTS），也可以選擇應(yīng)用提供的，這次筆者選擇的是應(yīng)用提供的庫，system components（因為系統(tǒng)提供的庫相當(dāng)漂亮），完成后的元件庫可以在管理器底下看到，左邊是原理圖圖例，右邊是封裝圖例。

圖16 關(guān)聯(lián)封裝

封裝圖庫設(shè)計

在圖11中選中建立好的封裝，點擊右下的edit，就能進(jìn)入封裝庫編輯界面，這個界面的工具欄和圖層管理都很簡單直觀，最多也就是選擇個焊盤的參數(shù)，無需多提，畫就是。

圖17 封裝庫編輯界面工具及選項

原理圖設(shè)計

雙擊圖7中的原理圖，進(jìn)入原理圖編輯界面，點擊窗口頂部的放大鏡圖標(biāo)，可進(jìn)入庫管理窗口，如下圖

圖18 放置元器件

進(jìn)入庫管理窗口后可選擇自建的庫也可選擇應(yīng)用提供的庫，此次筆者選擇的是應(yīng)用提供的庫，看了一下，在easyeda components中幾乎能找到所有的常用元器件。選擇元器件時可看到他們的封裝信息、參數(shù)值（編輯原理圖的時候可以直接修改）還有封裝預(yù)覽圖。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，當(dāng)我們的自建庫發(fā)生了變更，保存后也無法馬上使用到這個更新后的圖例，也就是說此時點擊place放置到原理圖中的圖例依然是未更新的狀態(tài)，筆者的體驗是這樣，需要點擊其它元器件，然后再次點擊更新后的元件，此時再放置圖例，才是更新后的圖例。感覺是這樣，更新后的數(shù)據(jù)提交上云端了，但是云端不會馬上更新回本地，可能跟網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有關(guān)，用戶需要申請才能回發(fā)，建議設(shè)計者可以增加個refresh按鈕，以便用戶可以發(fā)起申請，更新本地數(shù)據(jù)。

圖19 選擇要放置的元器件

還要提一下的是，在畫圖窗口的右上角不起眼的地方有很多選項，其中可以設(shè)置圖紙的大小，如下圖，其它工具沒什么難度，在此就不提了，留著自己體驗。

圖20 更多選擇欄

將所需元器件逐個放到圖紙中，擺放好位置后，連線，demo完成的時候如下圖，其中元器件的位號會自動生成，建議不要隨便改動，避免重復(fù)，元件器的規(guī)格可以直接點擊編輯，不過這樣子就會和庫里面的信息不一致了，建議直接在庫中找到自己想用的規(guī)格，然后放置在原理圖中，這樣對后期BOM的準(zhǔn)確性也有好處，養(yǎng)成良好習(xí)慣不要貪圖一時之快。

圖21 原理圖

熱鍵設(shè)置

為了方便操作，可以配置快捷鍵，如下圖，因為easyeda的快捷鍵和AD9相似，筆者操作時就不需要設(shè)置了。

圖22 配置快捷鍵

PCB圖設(shè)計

鼠標(biāo)移到窗口上方的板卡圖標(biāo)處，會彈出兩個選項選項。原本按照AD9的思路，點擊update PCB就可以將原理圖導(dǎo)入到同個工程的PCB中。但是在easyeda中第一次點擊update PCB的時候會提示工程未轉(zhuǎn)換成PCB，需要先點擊convert project to PCB，這時會自動生成一張PCB圖，如下圖，自動生成的PCB圖會自動形成一個格則的板邊，體驗時發(fā)現(xiàn)這個自動生成的板邊大約剛好可以放下所有的元器件。因為convert project to PCB會自動生成圖紙，原本在工程中的PCB圖就沒有必要了，刪除工程中的圖紙，然后save as將新生成的圖紙保存至工程中。

圖23 生成PCB圖

接下來就是擺放元器件和連線了，和AD9沒啥區(qū)別，就連轉(zhuǎn)向的快捷鍵都是空格，轉(zhuǎn)向的時候發(fā)現(xiàn)有的元器件一轉(zhuǎn)向就會跑到較遠(yuǎn)處，但是有的元器件不會，初步懷疑跟庫的原點有關(guān)系，又或者沒設(shè)置好什么選項，因為是初次使用所以沒有深入研究，已經(jīng)在網(wǎng)站的論壇中發(fā)帖求助前輩了。

擺放和連線前要注意設(shè)置規(guī)則，規(guī)格設(shè)置比較簡單，但是對于demo來說已經(jīng)夠了，而且筆者平時畫圖時設(shè)置得最多的就是這么幾個主要規(guī)則，如下圖。

圖24 規(guī)格設(shè)置

筆記比較喜歡easyeda的圖層管理界面，它都已經(jīng)將圖層的顏色設(shè)置好了，而且不同層色差比較大，畫圖的時候看來比較舒服。如下圖，右邊的窗口需要點擊左邊窗口的齒輪圖標(biāo)才會出現(xiàn)，目的是為了顯示更多的圖層，像paste、solder這平時用的比較少，除非特殊情況，可以隱藏。左邊的窗口挪動一下鉛筆就能進(jìn)入該圖層進(jìn)行編輯，點擊眼睛就能開關(guān)圖層，是不是覺得很眼熟，沒錯，就跟PS軟件一樣，管理起來相當(dāng)方便。而且整個界面色差繽紛，真有畫畫的感覺。

圖25 圖層管理

畫完之后的圖紙如下圖：

圖26 PCB圖

圖中P2的位置筆者故意使用了自己設(shè)計的封裝，換封裝的操作參考圖16，應(yīng)用提供的庫中的封裝都比較漂亮，看這個電源座子DC1就做得很精致。畫完的圖需要進(jìn)行規(guī)格檢查，如下圖，如果有DRC錯誤，會在DRC errors選項中顯示出來，因為在圖24中勾選了realtime DRC，所以畫圖的時候出現(xiàn)犯規(guī)，就能直接發(fā)現(xiàn)了，畫完圖的時候在這個選項中應(yīng)該是沒有任何內(nèi)容的才對（畫圖的過程中有時正常的）。

圖26 規(guī)格檢查

沒有規(guī)則錯誤就說明圖紙已經(jīng)準(zhǔn)備好了，可以進(jìn)入出生產(chǎn)文件的環(huán)節(jié)了。

生產(chǎn)文件的生產(chǎn)（gerber files、BOM、pick and place file）

生成生產(chǎn)文件前可以點擊窗口上方的照相機(jī)圖標(biāo)，瀏覽PCB板的2D仿真圖，如下圖，瀏覽仿真圖的時候也有些選項可配置，例如顯示正反面、綠油顏色、焊盤顏色等。

圖27 瀏覽仿真圖

點擊窗口上方的光繪圖標(biāo)，可以生產(chǎn)gerber文件，并進(jìn)入制板說明與計價的界面。

圖28 生產(chǎn)gerber文件

制板說明中，有制板廠報價時需要的主要參數(shù)，填寫好，在窗口的右側(cè)就會生成報價，保存成訂單，接下來就可以下單打樣了，不過這次沒有體驗該部分，想必跟網(wǎng)上購物一樣，填好快遞地址，支付寶轉(zhuǎn)賬什么吧。

體驗的時候還發(fā)現(xiàn)，如果選擇了中文登陸網(wǎng)頁，在點擊生產(chǎn)gerber的時候就會出現(xiàn)以下提示，點擊提示中的gerber也無法跳轉(zhuǎn)到gerber下載界面，必須的在主頁或者個人頁面中將語言設(shè)置成英文，才能進(jìn)入圖28界面。

本來我以為這是軟件的一個bug，但在原作者交流過以后，他表示，這個設(shè)計只要為了掙外國人的錢，所以就特意設(shè)置提醒中文用戶去其他平臺訂購PCB。

換句話說，這里是原作者為了更方便的掙外國人的錢而特意設(shè)置的。這種只掙歪國仁錢的國產(chǎn)品牌的清流，和某想那種美帝良心比起來，境界高了不知道多少。

圖29 異常提示

點擊圖28中的download gerberfiles可以下載gerber文件，這樣子的話就可以將制板文件發(fā)給你任何熟悉的供應(yīng)商那兒去制作了。下載的gerber文件是壓縮包的形式提供的，解壓出來的文件是常規(guī)的gerber文件格式，如下圖，其中就已經(jīng)包含了鉆孔文件了，都是一鍵完成的，比較方便，不需要像cadence那樣手動設(shè)置后多次生成。

圖30 gerber文件

導(dǎo)出來的gerber文件使用制版廠最常用的gerber編輯工具cam350導(dǎo)入，如下圖，導(dǎo)入過程沒有任何報錯，說明easyeda生成的gerber文件是標(biāo)準(zhǔn)文件，沒有兼容性問題。

圖31 cam350中的顯示

從窗口右上角（賬號右邊）的按鈕可進(jìn)入BOM for project，點擊生產(chǎn)BOM，點擊export可以導(dǎo)出CSV格式的BOM

圖32 BOM生產(chǎn)操作

從窗口右上角（賬號右邊）的按鈕可進(jìn)入generates pick and place file，點擊可下載CSV格式貼片用坐標(biāo)文件，CSV格式的坐標(biāo)文件可以使用excel打開，內(nèi)容和AD9生成的坐標(biāo)文件無異，如下圖。

圖33 坐標(biāo)文件生產(chǎn)操作

圖34 打開坐標(biāo)文件

至此，按照AD9的操作思路，體驗了一遍easyeda，過程中走了不少彎路，現(xiàn)在整理一下使用easyeda的正確操作流程：新建工程——》新建原理圖——》畫原理圖——》過程中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用庫存中沒有想要的元器件——》設(shè)計原理圖庫與封裝庫——》原理圖完成——》將工程轉(zhuǎn)換成PCB圖——》將PCB圖保存進(jìn)工程——》話PCB圖——》生產(chǎn)gerber文件——》導(dǎo)出坐標(biāo)文件和BOM。

這次畫的demo比較簡單，不知道應(yīng)用對復(fù)雜板卡設(shè)計的支持怎樣，不過有看到網(wǎng)友的STM32F103的開發(fā)板項目，想必支持平時常用的板卡設(shè)計是游刃有余的。體驗后的整體感覺是easyeda操作界面上去繁留簡，容易上手，對工程的管理也比較科學(xué)，最重要的是easyeda中云的理念和開源硬件的理念（硬件開源涉及的問題比較多，與目前比較成熟的軟件開源相比，還有很長的路要走。）是值得每個硬件設(shè)計者去推崇的。這是一款值得大家去使用的好產(chǎn)品，而且在這個平臺上能獲得的好處也是顯而易見的，誰用誰知道。