計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）指可幫助開發(fā)人員創(chuàng)建其產(chǎn)品的任何軟件。ECAD（電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）和EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）是專門為電子設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)的CAD軟件。在電氣工程領(lǐng)域，CAD已成為制造諸如印刷電路板（PCB）之類的復(fù)雜電子產(chǎn)品的關(guān)鍵過程。以及設(shè)計(jì)到亞原子級(jí)的微處理器。該軟件提供了大量工具和功能，使電子公司能夠制造出能夠推動(dòng)信息技術(shù)時(shí)代的產(chǎn)品。主要優(yōu)點(diǎn)是將設(shè)計(jì)直接轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)機(jī)器格式，從而消除了人為錯(cuò)誤的可能性。這樣可以提高質(zhì)量并降低成本。

ECAD的作用

在電子設(shè)備進(jìn)入生產(chǎn)線之前，ECAD是設(shè)計(jì)過程中最重要的工具。它執(zhí)行的主要任務(wù)是構(gòu)建電氣原理圖，執(zhí)行仿真以及為電子設(shè)備創(chuàng)建物理藍(lán)圖，范圍從最新的微處理器到功能強(qiáng)大的圖形處理單元。這是電子產(chǎn)品從具有超過2000個(gè)晶體管的處理器發(fā)展到封裝了數(shù)十億個(gè)晶體管的主要原因。

ECAD功能

ECAD軟件的可用功能可以概括為物理和邏輯層面上復(fù)雜電子原理圖的設(shè)計(jì)和測(cè)試。生成的這兩個(gè)方面的示意圖均以數(shù)字格式存儲(chǔ)，并具有頻繁備份的功能，從而使修改和分發(fā)更加容易。

在電氣方面，ECAD程序通常具有從頭開始設(shè)計(jì)電子原理圖并最終運(yùn)行仿真以確定在提供電子輸入時(shí)硬件將如何響應(yīng)的功能。這是通過使用軟件語言來復(fù)制電子設(shè)備所經(jīng)歷的邏輯功能來完成的。舉一個(gè)簡單的例子，如果原理圖上顯示了AND邏輯門，則仿真會(huì)將所有輸入帶入該門，并在應(yīng)用程序級(jí)別執(zhí)行相同的過程。程序?qū)?duì)所有可能的輸入執(zhí)行此操作，以便快速自動(dòng)地測(cè)試原理圖。許多程序還提供創(chuàng)建“單元”的功能，這些單元的作用類似于邏輯門或固態(tài)芯片。

每個(gè)電氣組件都有其物理表現(xiàn)，并且完整的ECAD軟件會(huì)在乎邏輯過程的同時(shí)全面管理此方面。該軟件允許工程師將電氣圖中表示的物理組件放置到其物理形式的模型上。注意任何差異，例如零件重疊或空間不足，然后可以在制造過程之前進(jìn)行糾正。

ECAD程序

EDA軟件有許多開源和商業(yè)選項(xiàng)。在商業(yè)方面，最主要的選項(xiàng)包括以下程序：Zuken的CADSTAR，Mentor Graphics的程序集和Synopsis Design Compiler。最受歡迎的開源工具是gEDA，它是為Linux開發(fā)的，原因是高質(zhì)量的開源EDA工具的可用性較低。

ECAD的未來

隨著固態(tài)設(shè)備的不斷發(fā)展趨勢(shì)以及將更復(fù)雜的系統(tǒng)安裝在單個(gè)電子組件上，對(duì)功能強(qiáng)大的ECAD軟件的需求將繼續(xù)增長。越來越多的開源選擇出現(xiàn)，這意味著電子設(shè)計(jì)公司和科學(xué)家都將擁有設(shè)計(jì)電子設(shè)備所需的工具，以控制未來的巨型機(jī)器人和飛行汽車。