【原创】2021-01嵌入式月刊：开源EDA工具KiCAD

 

 

1.   开头的话

　　终于熬到了2021年，我依然做着自己喜欢做的事情。

　　进入正题吧，作为嵌入式爱好者，很多专业的工具还是不得不用，EDA软件就是必不可少的。迄今为止，我在工作当中用过的主要就是 Protel和Cadence。但这些都是收费的，一个license价格不菲，特别是cadence。因此最近，我研究一堆开源的EDA，一个个试用了一小段时间。最后选定了KiCAD，将来如果我在开源社区发布嵌入式开源硬件的话，就肯定用它了。

　　下面贴一张自己去年做的一款树莓派HAT，也打样成功了。本来打算写好驱动什么的，开源到github，甚至想发展一系列的HAT出来，供电子爱好者搭建自己的DDC控制器。不过中途有其它事情要处理，搁置了。

 

 

 

 

2.   KiCAD的基本情况

2.1.  名称来源

　　KiCAD始于1992年。不用说，按照固定情节套路，这类工具的名称通常源自于奇怪的人名，或者高大上的物名。KiCAD中“ki”就是源自于人名，追究起来没什么特别意义。

2.2.  下载地址

　　https://kicad.org/

 

2.3.  kiCAD的特点

　　任何一个东西，你去看它的网站的介绍，永远是感觉“哇，好高大上！”。kiCAD也同样未能免俗。你可以在它的网站上找出一堆高大上的词语来描叙自己的优点。

　　我之所以选中了kiCAD，主要两点：

　　第一原因是它的器件库和模板库比较丰富，比如我的树莓派hat的外形边框就是直接使用的它的模板。另外国外有相对成熟的社区来支持它，这也是它器件库比较丰富的原因。

　　第二个原因就是可以自己写python脚本扩展功能。作为码农，总是抑制不住自己想定制和改造工具的冲动。

　　使用了一段时间后，我将自己的体会总结如下。
     

2.3.1      优点

• 模板库很丰富

　　　　支持树莓派、Beaglebone、Arduino等，省去了核对PCB外形尺寸的麻烦。这对设计常见流行的开源硬件的扩展板提供了极大的便利，如下图：

 

 

 

• 多窗口显示

　　　　原理图和PCB图分开在两个窗口显示，同cadence一样，适合用多个显示器工作。如下截图（我写这篇博客时用的是笔记本，所以看起来比较拥挤）。

 

• 快捷键支持得还可以，不管是原理图和PCB布线，不需要大量借鉴菜单来完成。这点顺便吐槽一下cadence。

• 支持3D显示

　　　　虽然是开源工具，但也支持3D显示，算是一个小惊喜，虽然其实用处不大。下面就是 我画的树莓派HAT的3D预览

 

 

 

 

2.3.2      不足

　　对开源软件期望过高，肯定是不行的，尤其是工业软件，否则让那些商业公司情何以堪？kiCAD虽然好，但缺点也非常明显。

• 只支持层次化的电路图

　　　　只支持层次化的电路结构图，各子图之间的网络连接必须通过上层图纸来指定，这点不是很灵活和方便。下图就是我的顶层原理图，每个方框就是子图。子图各网络间的关系只能通过上层图纸来指定（电源除外）。

 

• DRC和布线规则相对比较简单

　　我个人觉得DRC对于原理图来说，不是特别重要的问题，只要能检测到漏掉连线的引脚和断线就行了。但是布线规则和DRC对于PCB布线就非常重要了，规则太过简单，做复杂一点的PCB时就很痛苦了。

 

• PCB布线的推挤功能有待提高。

 

2.4.  总结

　　最后来个总结吧，kiCAD做为开源软件，是很优秀。源代码值得有需要的码农学习，电子爱好者拿来设计一个四层以下的开源硬件的扩展板，比如树莓派HAT，这也是完全没有问题。但非常复杂的PCB肯定不建议用它。