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电子工程常用计算机软件

计算机发展之初就开始应用于科学技术领域,当时开发了FORTRAN语言,主要就是用于科技计算。随着个人计算机(PC机)的普及及性能提高,移植或新开发了许多科技领域的专用软件,现在更处于快速发展中,面貌日新月异。
计算机有很强的数据存储、计算和制图能力,所以很早就应用于帮助设计人员进行设计工作,称为CAD(计算机辅助设计Computer Aided Design),画图及输出图纸为其最初的主要目的,所以开始称为Computer Aided Drafting。PC机上最早最成功的CAD软件当然是美国Autodesk公司AutoCAD,从1982年发展至今,从DOS下的命令行方式到现在的WINDOWS下的菜单式,功能越来越强,使用也越来越方便,开始主要用于机械设计,后来又发展到电子、服装、建筑等行业,成为国际上广为流行的绘图软件。

电子工程方面的软件也是从CAD发展而来,开始主要是为了画电气原理图和PCB(印刷线路板Printed Circuit Board),最初有很多人是使用AutoCAD来绘制PCB,后来产生了DOS界面下的TANGO等专用的电子CAD软件,可以把原理图与PCB通过网表联系起来,提高效率且减少差错。现在比较流行的主要有以下三种电子CAD软件:
PROTEL:Altium公司推出的电子CAD软件,常用的版本为PROTEL99和PROTEL DXP,在内地比较流行,有些附带仿真模块,适合较简单的PCB设计,但多层板并大面积敷铜后运行会变缓慢。Altium公司目前推出的为Altium Designer软件包。
PADS:Mentor公司推出的电子CAD软件,过去常用POWER LOGIC和POWER PCB,现在多为PADS2000、PADS2007,开始主要在台资企业使用,现在则为手机、计算机等多层板设计的主要软件。
ORCAD:开始为ORCAD公司的产品,后被CADENCE公司收购,成为其下产品,主要版本为ORCAD 9.2和10.0,附带PSPICE模块,但国内使用者较少,见到的也多是原理图部分,而用PADS绘制PCB。目前CADENCE主推Allegro软件。
专门的电子CAD软件还有P-CAD等很多,但在国内都很少使用,也就很难见到相关软件。

电路设计,不止是绘制原理图那么简单,大量的工作是分析、计算和验证,从电路结构依据电路理论推导出微分方程组并求解成为关键问题,而通过计算机来计算就是必然。上世纪70年代就出现了模拟仿真工具SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphssis),由美国加州大学伯克利分校开发,后来投入商用而成为商业软件,较成功的为MicroSim和EWB(ELECTRONICS WORKBENCH),但功能单一,许多还要把原理图手动转化为格式语言才能运行,使用不便,后来与一些电子CAD软件结合,功能增强,使用方便,结果能图形显示。
PSPICE:由MicroSim发展而来,现成为ORCAD软件的一部分,功能强大,特别是附带有大量元器件的仿真库,方便使用,但不能做高频电路特性的仿真。
MULTISIM:由EWB发展而来,已包括从原理图、仿真到PCB的整个流程的模块,新版本还附加了阻抗园图等高频特性功能。
INTUSOFT:也是SPICE的一个版本,但更侧重于变压器和电源方面的电路仿真。
Hspice:现为Synopsys公司的产品,基于SPICE,据介绍新版也可做射频仿真。
Micro-Cap:为Spectrum公司的软件,只见到介绍。
SIMetrix:为英国SIMetrix的仿真软件,网站上说可以自由下载,但要提供相关信息。
其他还有一些基于SPICE的自由软件可下载,但功能较简单,许多要用格式语言运行。SPICE软件虽然不能完全代替实际调试,但可以便于分析发现一些明显的问题,大大提高效率,特别是在模拟IC设计中有不可替代的关键作用。

虽然SPICE也能做一些简单的数字电路的仿真,但功能有限,更复杂的数字电路设计和仿真则要使用HDL(硬件描述语言Hardware Description Language),如ABEL、AHDL、Verilog和VHDL语言,特别是数字IC设计和可编程逻辑器件(如CPLD、FPGA)的使用方面。
为使用CPLD、FPGA等器件,相关公司开发了适合自己器件特点的开发软件:
ALTERA公司:MAX+plusII和Quartus软件
LATTICE公司:ispLSI软件
Xinlinx公司:ISE软件
ACTEL公司:Actel Designer软件

在以上各种软件基础上,一些公司推出综合的EDA(电子设计自动化Electronic Design Automation)软件,在计算机的软件平台上,用硬件描述语言HDL完成设计文件,然后自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作,使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷,极大地提高了电路设计的效率。EDA还处于快速发展中,相关软件公司产品线不断变化,公司兼并也很频繁,几年前的公司有的已不存在,也不断有新的公司诞生,一般认为主要有以下几家公司:
CADENCE公司:
Mentor公司:
Synopsys公司:
Altium公司:
Tanner Research公司:
其他还有一些较小的公司,产品线并不齐全,甚至只有基本的几种功能,也称作EDA:
Spectrum公司:
SIMetrix公司:
MyCAD公司:

在资本介入下,一些大公司通过收购软件公司来完善产品线,形成巨大的EDA软件包提供商。但在一些实际应用中,工程师更喜欢那些专用的软件,甚至只是一些小程序,特别是在RF方面:
ADS:美国Agilent公司RF设计软件
HFSS:Ansoft公司的电磁场仿真软件
AppCAD:小巧简单的RF和微波计算软件,特别是无源设计和PCB设计计算
RFsim99:小巧简单的RF电路仿真软件,有阻抗园图
CAM350:绘制PCB软件生成的Gerber文件的读取修改软件

电子设计还可能会用到数学及工程计算通用软件:
MATLAB:
MATHCAD:

要查相关公司网站一般要用GOOGLE搜索,因为基本为外国公司,多数为英文网站。在电子工程方面,国内只有很少几种软件,但都功能单一,与国外公司差距很大。因使用者大都经济拮据,无法购买国外的正版软件,而且也无多少用武之地,所以使用水平也较低,多数还停留在原理图及PCB绘制方面,能使用电路仿真的都很少。以下是国内EDA方面的网站:

(注:欢迎提供其他相关信息及链接,以便补充完善)

博主
dwenzhao
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