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来源 | 硬件笔记本
今天周末，分享一些电子工程师常用的软件工具，看看你用过几款？
01
这块是硬件工程师的核心战场，画原理图、布局布线、出生产资料，全指着它们。选择哪一款，往往不取决于你，而取决于你的公司、你的行业，甚至你所在的城市。
1、Cadence Allegro
提到Allegro，大家脑海里冒出的第一个词可能就是“高端”。它尤其在通信、服务器、高端消费电子这些领域是是主流。
为啥？因为对复杂高速、高密度板子的支持能力太强了。那么多信号的等长、差分线，密密麻麻的BGA芯片，Allegro处理起来相对从容。规则管理器非常强大。用惯了Allegro的工程师，再去用别的软件，经常会觉得“束缚感”太强，不够得劲。
不过，它的学习曲线也比较陡峭，操作相对复杂，而且价格嘛……嗯，一般只有不差钱的大公司才用得起正版。当然，用它的工程师，薪资待遇通常也比较"好看"。
2、Mentor Graphics PADS
咱们深圳的朋友都知道，用这个软件的人太多了，在整个珠三角地区，PADS的普及程度都相当高。
PADS通常被看作是中小批量、消费类电子产品设计的首选。它没有Allegro那么庞大复杂，但该有的功能基本都有，上手速度也比Allegro快。很多公司，从老板到工程师，都是从PADS时代过来的，有着深厚的用户基础。而且，它的授权费用相对Allegro要亲民一些，非常符合广大中小企业的“性价比”需求。
3、Altium Designer (AD)
AD对于很多电子相关专业的学生来说，用得比较多。界面美观、操作逻辑相对直观，学校老师教的多半也是它。从画个单片机最小系统开始，AD陪伴了我们整个青春。
然而，一进入社会，问题就来了。“律师函实在太多了，公司又不舍得花钱”，这句话简直是戳中了咱们无数工程师和公司的泪点。AD的版权管理非常严格，律师函发得那叫一个勤快。很多小公司抱着侥幸心理用着，整天提心吊胆。让公司买正版吧，一套下来也好几万，对于初创公司或小团队来说，确实是一笔不小的开支。
所以，AD就处在这样一个尴尬的位置：用户基数巨大，很多人想用，但公司又怕惹麻烦。它的功能对于大多数常规板卡设计是足够用的，但到了非常高速、高密度的领域，有时候就显得有些力不从心了。
4、立创EDA
这绝对是近几年杀出来的一匹黑马！依托于嘉立创强大的PCB打样和元器件商城生态，立创EDA以其“免费”、“在线”、“库丰富”和“能白嫖板子”的特点，迅速俘获了大批学生和电子爱好者的心。
它的优势太明显了：你不用装庞大的软件，打开浏览器就能画；元器件库和商城打通，找元件、看价格、生成BOM一气呵成；还能参加活动免费打板，对学生党来说简直是天大的福利。虽然BUG确实还有，性能上处理超大板子可能有点吃力，但作为一款还在快速成长中的国产软件，我们必须给予足够的耐心和支持。
它成功地降低了硬件设计的门槛，让更多人能轻松地入门，这一点功不可没。很多学生就是从AD转投立创EDA怀抱的。
5、KiCAD——开源先锋，全平台免费硬核之选
如果你崇尚开源精神，或者你是Mac、Linux用户，那么KiCAD几乎是你唯一的选择。它完全免费、开源，没有律师函的烦恼，而且跨平台支持做得非常好。
早期的KiCAD可能体验不是很好，但经过这些年的发展，它的功能已经非常强大了，甚至能处理一些相当复杂的板子。很多开源硬件项目，比如树莓派的一些版本，就是用KiCAD设计的。它的操作逻辑需要一点时间来适应，但一旦熟悉了，你会觉得非常高效。
对于个人项目、初创公司或者预算极其有限的团队，KiCAD是一个值得认真考虑的选项。
02
画完原理图，如果不能很好的把握正确性，可以先软件里跑跑仿真，看看理论行不行得通，能避免很多不必要的炸机和烧钱。
1、Multisim
大学实验室的电脑里，十有八九装着它。Multisim的图形化界面非常友好，器件库也很齐全，特别适合模拟电路、基础数字电路的教学和仿真。拖拖器件，连连线，设置个示波器，就能看到波形，对初学者理解电路原理非常有帮助。
2、LTspice
LTspice非常不错，而且免费，它是芯片公司ADI推出的，虽然自带库以自家器件为主，但其仿真引擎，尤其是开关电源和模拟电路的仿真，速度和精度都相当高。
很多硬件工程师，电脑里都会备着一个LTspice，用来做前期方案验证和快速仿真。
3、Proteus
如果说Multisim和LTspice侧重模拟电路，那Proteus的强项就是数字世界，尤其是单片机仿真。你可以在上面画一个STM32的原理图，然后直接加载编译好的程序进行仿真调试。
这对于学习51、AVR、ARM Cortex-M系列单片机来说，实在太方便了，相当于一个虚拟的开发板。虽然它也能画简单的PCB，但大多数用户还是冲着它的仿真功能去的。
4、Tina-TI & Others
Tina-TI也是芯片巨头TI推出的仿真软件，和LTspice类似，是TI器件仿真的好帮手。其实，很多大的芯片公司都会提供自己的仿真模型和工具，方便用户使用他们的芯片。这些都是很实用的辅助工具。
03
有多少做硬件的用得着Solidwork这个3D设计软件？
答案是：越来越多，尤其是小公司。
为啥硬件工程师要懂机械软件？
1、结构对接： 你画的PCB最终要放进外壳里的。你需要用3D软件（通常是结构工程师用SW/CAD画好）来检查板子会不会顶壳，螺丝柱位置对不对，接插件的高度和开口是否合适。反过来，你也可以把PCB的3D模型导出给结构工程师，让他作为参考来设计外壳。
2、全流程参与： 在很多初创公司或小团队，人手不足，硬件工程师常常需要“全能”。你可能不仅要画板，还要负责选型外壳，甚至参与到产品外观和结构的设计讨论中。会一点SolidWorks或AutoCAD，能让你和结构团队的沟通无比顺畅，减少很多“你早说啊”的返工。
所以，AutoCAD 主要用来看看（或画一下）2D的板框和结构图；SolidWorks 则是用来进行3D协作的利器。多学一点，没坏处。
04
硬件画好了，得让它们动起来。
1、Keil & IAR
学嵌入式的，没人能绕过它们。Keil（尤其是MDK-ARM）和IAR是ARM Cortex-M内核单片机开发的两大主流工具。
Keil： 界面相对简洁，入门快，在国内教学和项目中用户基数极大。它的调试功能很好用。
IAR： 以其高效的编译器闻名，据说生成的代码效率往往比Keil更优。但界面相对复古，价格也更贵。
2、STM32CubeIDE & VS Code
STM32CubeIDE，这是ST意法半导体官方推出的免费集成开发环境，集成了STM32CubeMX的图形化配置功能，可以一键生成初始化代码，大大提升了开发效率，现在用的人越来越多，尤其是新接触STM32的开发者。
而VS Code 凭借其轻量、插件生态丰富的特点，也成为了很多老鸟的选择。配上各种插件，也能打造成非常强大的嵌入式开发平台，写起代码来体验很棒。
3、Quartus & Vitis
这是FPGA开发平台主要用到的软件，Quartus（Intel FPGA的开发工具）和Vitis（AMD/Xilinx的开发平台）。
FPGA设计更像是软硬结合的桥梁。以前Altera（现在被Intel收购）的Quartus和Xilinx的ISE/Vivado是两大阵营。
05
看了这么多软件，是不是有点眼花缭乱？其实不用慌，没人要求你全部精通。硬件工程师的成长路径，往往是先精通一两个核心工具（比如一个PCB软件，一个仿真软件，一个编程环境），然后根据工作和项目需要，不断横向扩展，触类旁通。
记住：软件只是工具，背后的电路设计思想、解决问题的能力和严谨的工程思维才是根本。
硬件之路，道阻且长，咱们一边折腾，一边进步吧！
