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近年来印刷电路板计算机辅助设计(PCB CAD)软件世界非常活跃，以致于很容易就跟不上所有相关工具供应商及其产品的发展步伐；特别是较低阶产品也能够提供许多新的选择，包括不少免费的工具。以下让我们一起来看看这些免费工具，你会发现免费不再意味着不值钱。

这些电子计算机辅助设计(electronic computer-aided design，ECAD)系统有很多种类，从开放原始码、专属(有部分可升级为功能更强的付费版本)，到可以在网页浏览器窗口运作、能在任何地方使用的云端系统；继续阅读本文，你将了解到每个种类中的不同产品——你的下一个开发案想用哪种工具？

支持OS X操作系统的ECAD工具

我们的调查是从开放原始码系统开始：首先是一款可在OSX上运行的gEDA软件，接着是支持3D功能的KiCad软件；表1为它们的规格比较。

表1 gEDA和KiCad软件比较。

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在上述两套系统中，KiCad似乎更流行，甚至吸引了CERN的关注——是的，就是那个欧洲核子研究组织CERN。而gEDA似乎不只是软件工具套件，更像是一种哲学，虽然两年半来还没有见到稳定的新版主程序代码公布，但包含主程序代码的子套件(sub-packages)一直非常活跃。

图1 在Mac计算机操作系统OS X上运作的gEDA软件，图中展示的是开放性硬件设计业者Evil Mad Scientist Labs用gEDA设计的一片PCB。

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我在想，gEDA程序的开发人员如果转而支持KiCad是否更明智？我宁可用一套优秀的开放原始码ECAD系统，来取代两套次佳的。

也就是说，gEDA生态系统让人印象非常深刻。以下是该软件工具常见问题(FAQ)的摘录：

gEDA套件是所有各种工具的集合，这些工具可能是gEDA项目软件的一部分、相关工具或只是平行工具。

目前gEDA套件包括：

用于电路图撷取和网表(netlisting)生成的工具：

˙gEDA/gaf。

用于数字和模拟仿真的工具：

˙spice——用于SPICE模拟的网表生成器；

˙ngspice——SPICE 模拟；

˙gnucap——现代“post-spice”(和SPICE)模拟与混合信号电路仿真； ˙Icarus Verilog——Verilog仿真器；

˙covered—Verilog程序代码覆盖率分析器；

˙gspiceui——用于ngspice/gnucap的GUI前端。

PCB布线与制造用的工具：

˙pcb——PCB布线；

˙gerbv——Gerber浏览器；

˙wcalc——传输线与电磁结构分析；

˙mcalc——微带线分析(Microstrip Analysis)/合成计算器(Synthesis Calculator)。

图2 经KiCad软件3D功能渲染过的HackRF One电路板。

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图3 以EasyEDA制作的吉他放大器布线。

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以网络环境为基础的ECAD工具

接着让我们看看采用以网络为基础之环境的这个有趣类别(参考表2的两款工具)；在我看来，这些供应商做了很出色的工作，居然能做出基于网络技术的功能性和响应性系统(而且很明智地避开了Flash)。

表2 EasyEDA与Upverter的功能比较。

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交叉平台(cross-platform)支持是固有功能；让多个设计工程师——无论在何处——可以同时开发一个项目。还有不必担心软件维护问题，以上都是考虑使用基于网络之开发环境的好理由。使用以上这些工具的免费版本会带来一些预期——你的开发项目将是公开可见的，以做为鼓励开放原始码运动的方式；不过这两种软件现在都提供数量有限的私有开发案。

传统型ECAD

最后让我们比较一下传统型ECAD系统；其可用质量真的令人吃惊——特别是考虑到价格！从基本型、功能有限型软件，一直到专业级无限制软件包，所有软件都有一席之地。如果你的需求只是一些简单的设计，那么务必坚持使用较低阶的系统；但如果你需要较高阶的功能，我们也有合适的软件可以推荐给你(如图4~图13)。

图4 DipTrace工具中的3D预览功能。

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图5 PCBWeb和内建报价功能。

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图6 在进入BGA区域时具有自动缩径(auto-necking)功能的Quadcept。

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图7 Osmond。

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图8 用CircuitMaker设计的开放硬件iMX6 SBC成品。

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图9 在DesignSpark中经过3D渲染的Digilent电路板。

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图10 用EAGLE设计的Sparkfun RedBoard。

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图11 ZenitPCB以及其中的走线电流(trace current)计算器。

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图12 CadstarExpress中的3D渲染效果。

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图13 TARGET 3001！的电路图撷取。

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评论与小结

无论是不是“终极”清单，我没有把我觉得太简单或太业余的软件包含在内。市面上还有许多提供免费CAD系统的PCB商店，但要求你使用他们的服务来生产电路板；不过有一些也会卖给你Gerber文件。

例如ExpressPCB的费用是60美元，Sunstone的费用是100美元；如果你至少跟他们做成一笔交易，以上费用还可以减免。Pad2Pad则未提及Gerber输出的服务。这类软件可能有过鼎盛时期，但现在已经过时了。

我喜欢许多系统现在都能提供的3D功能，有些软件甚至能导出MCAD文件，可以帮助你将组装好的PCB并入整个系统的MCAD模型，或者在你将档案发送出去进行制造之前，将PCB组装以3D打印出来。

我个人很想在下一个开发案中尝试使用Altium的CircuitMaker；我觉得它是最接近完全专业的ECAD系统，即使我不会使用到它的全部功能(我的音频设计可能不需要任何匹配长度的走线)，就算该工具没有OS X版本。

我们正生活在CAD的黄金年代，从业余爱好者到专家的任何人都可以取得适合的免费工具。所以选择一款工具、试用一下，并与大家分享你的宝贵体验吧…现在就开始设计！

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