“Eli Hughes 是 Wavenumber LLC 公司的負(fù)責(zé)人，該公司致力于在嵌入式系統(tǒng)、軟件、物聯(lián)網(wǎng)、音頻、聲學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)及內(nèi)容創(chuàng)作等領(lǐng)域提供優(yōu)質(zhì)解決方案。Eli 精通 OrCad、Expedition、Altium 等各種 EDA 工具，本次演講講述了 Eli 如何在公司的流程中應(yīng)用 EDA 工具及選擇 KiCad 的原因。”

Eli 講述了他從一個(gè)被技術(shù) (尤其是視頻游戲和硬件) 迷住的年輕人，到電子設(shè)計(jì)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人士的變革之旅。 他年輕時(shí)開始在賓夕法尼亞州農(nóng)村地區(qū)的 Apple II 電腦上進(jìn)行編程探索，從玩像塞爾達(dá)這樣的視頻游戲到深入研究硬件的復(fù)雜性，如 6502 微處理器，后來進(jìn)入聲音和音樂領(lǐng)域。 他在各種 PCB 設(shè)計(jì)軟件方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，包括 Protel、Altium、OrCAD和 Eagle。 他對當(dāng)前的EDA工具表示不滿，批評它們的局限性和成本，并倡導(dǎo)更多的開源解決方案和工具集成靈活性。 Eli 強(qiáng)調(diào)了旨在加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作流程的個(gè)人倡議，并強(qiáng)調(diào)了全棧方法在電子設(shè)計(jì)中的重要性，集成了硬件和軟件開發(fā)。 他也強(qiáng)調(diào)了所有權(quán)、問責(zé)制和交付高質(zhì)量產(chǎn)品的重要性，同時(shí)承認(rèn)不斷發(fā)展的技術(shù)環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。 它們還涉及利用腳本和自動(dòng)化來優(yōu)化設(shè)計(jì)過程。

將 KiCad 集成到我們專業(yè)工作流的決定，是由以下幾個(gè)因素共同驅(qū)動(dòng)的：

專業(yè)許可證“維護(hù)”成本與實(shí)際獲得的支持價(jià)值之間存在脫節(jié)。

“永久”許可證中原有功能被移除。

對封閉的二進(jìn)制文件格式感到沮喪，這導(dǎo)致了嚴(yán)重的工作流問題（現(xiàn)場將分享真實(shí)案例）。

與 MCAD 格式的互操作性被刻意限制（現(xiàn)場將分享真實(shí)案例）。 我們曾多次遇到這樣的情況：為了滿足客戶的特定需求，不得不將 PCB 導(dǎo)入 KiCad，利用其 3D 導(dǎo)出功能。

將工具適配到公司特定的 CI/CD 工作流門檻過高。

認(rèn)識(shí)到大量 PCB 設(shè)計(jì)師正在退休。 新進(jìn)入的硬件開發(fā)者普遍具備 git、持續(xù)集成、Python 和軟件開發(fā)工作流的經(jīng)驗(yàn)。EDA 工具行業(yè)需要適應(yīng)這種人員結(jié)構(gòu)的變化。

對項(xiàng)目長期性的擔(dān)憂（Wavenumber 的某些項(xiàng)目周期長達(dá) 20 年以上；我們最近還需要打開 2005 年項(xiàng)目的文件）。

LLM（大語言模型）技術(shù)的出現(xiàn)，使得各類工程師能夠通過腳本和小型實(shí)用工具快速適應(yīng)和定制流程，而無需成為軟件專家。

對于像我們這樣的設(shè)計(jì)組織，真正的競爭優(yōu)勢不僅在于元件庫，更在于跨設(shè)計(jì)積累的關(guān)于部件如何配置、連接和實(shí)現(xiàn)的知識(shí)。這種組織知識(shí)資產(chǎn)，即真正的“制勝法寶”，其價(jià)值會(huì)隨時(shí)間推移而日益增長，但有效維護(hù)和共享卻充滿挑戰(zhàn)。我們認(rèn)為，每家公司都需要圍繞其自身的組織知識(shí)資產(chǎn)制定策略，并且這些知識(shí)絕不能被封閉在不使用互操作格式的第三方服務(wù)之后。

我們啟動(dòng) KiCad 項(xiàng)目的一個(gè)主要?jiǎng)訖C(jī)是其新的 HTTP 元件庫功能。我們將其視為一個(gè)更宏大愿景和企業(yè)級功能的開端。我們曾廣泛使用數(shù)據(jù)庫元件庫，但 Altium 的解決方案已停滯不前，偏向于其專有的云接口。盡管 KiCad 的 HTTP 庫功能仍在開發(fā)中，但它為我們提供了一種機(jī)制，將大約 10,000 個(gè)部件及其相關(guān)元數(shù)據(jù)遷移到 KiCad 9。通過利用kicad-cli工具，Wavenumber 成功構(gòu)建了一個(gè)并行工作流的原型：在 Altium 中創(chuàng)建的所有部件也能在 KiCad 中使用。

目前，我們的元件庫遷移工作已基本完成。有兩個(gè)將在 2025 年發(fā)布的商用產(chǎn)品設(shè)計(jì)中使用的電路板正在開發(fā)中。我們還將 KiCad 集成到了我們的 PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)中，這種方式既能支持快速原型設(shè)計(jì)，又能提供重要的設(shè)計(jì)可追溯性。長期目標(biāo)是建立一個(gè)全面的工作流，以追蹤公司內(nèi)所有電路板、裝配體及其使用場景，并能進(jìn)行高效的基于 LLM 的知識(shí)查詢。

以下為演講要點(diǎn)的文字版本：

對電子設(shè)計(jì)軟件的最初體驗(yàn)是什么？

Eli 最初使用電子設(shè)計(jì)軟件的經(jīng)驗(yàn)是使用 Protel，這是他在大學(xué)里使用的首批基于窗口的程序之一。 這個(gè)經(jīng)歷涉及學(xué)習(xí)使用蝕刻板和電子產(chǎn)品的其他硬件方面，這引發(fā)了對硬件設(shè)計(jì)的更深層次的興趣。

在軟件開發(fā)的背景下，所說的 “全棧” 是什么意思？

在軟件開發(fā)的背景下，對 “全?！?的含義涵蓋了從半導(dǎo)體到在 web 后端上編寫 Python 的全面參與，這比行業(yè)中的典型用法更廣泛。 “全面” 發(fā)展方法強(qiáng)調(diào)完全的所有權(quán)和問責(zé)心態(tài)。

如何看待他們的責(zé)任和公司的協(xié)調(diào)問題？

將自己的責(zé)任視為提供價(jià)值，并對公司的成果負(fù)責(zé)，特別是在小企業(yè)的背景下。 Eli 強(qiáng)調(diào)了開發(fā)工具以保持人們的生產(chǎn)力與電子設(shè)計(jì)公司利潤驅(qū)動(dòng)工具之間的一致性問題，這表明了顯著的差異。

評估和支付工具和服務(wù)的方法是什么？

評估和支付工具和服務(wù)的方法是務(wù)實(shí)的。 他承認(rèn)需要付費(fèi)購買有價(jià)值的工具，但也要考慮對他們的職業(yè)成功至關(guān)重要的其他因素。 他們在工作需要時(shí)投資了像 Altium 這樣昂貴的軟件，并愿意為他們認(rèn)為有價(jià)值的服務(wù)付費(fèi)。

Altium 的哪些特定功能對企業(yè)級開發(fā)至關(guān)重要？

能夠在 Altium 中查看和處理開放文件格式的企業(yè)級功能對于開發(fā)至關(guān)重要。 這種能力，像 Altium 這樣的其他工具可能缺乏，通過允許開發(fā)人員理解和與數(shù)據(jù)交互，在 web 后端開發(fā)中提供了一個(gè)顯著的優(yōu)勢。

支付設(shè)計(jì)工具的維護(hù)費(fèi)用的重要性是什么？使用 Altium 的經(jīng)驗(yàn)如何強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)？

為設(shè)計(jì)工具的維護(hù)付費(fèi)對于獲得最新進(jìn)展和支持非常重要。 使用Altium的經(jīng)驗(yàn)表明，盡管為這些工具付費(fèi)，但可能無法提供實(shí)際有用的支持，這可以從漫長的等待援助和最終自行解決問題得到證明。

對 Altium 永久許可政策的變化有什么反應(yīng)，這對公司的做法意味著什么？

Eli 對 Altium 永久許可證政策的變化產(chǎn)生了憤怒的反應(yīng)，該政策突然要求他們?yōu)樗麄円呀?jīng)在永久許可證下使用的功能支付更多費(fèi)用。 這一變化表明公司實(shí)踐發(fā)生了轉(zhuǎn)變，可能從價(jià)值交付轉(zhuǎn)向關(guān)注利潤提取。

Altium 有哪些優(yōu)點(diǎn)？這與最近的負(fù)面經(jīng)歷有何對比？

Altium 在某些功能具有優(yōu)勢，例如第一個(gè)使用 Direct X 三維可視化、多通道的支持、draftsman 文檔處理工具等。 這與公司被瑞薩收購后在支持、許可和潛在變化方面的負(fù)面經(jīng)歷形成了對比。

對 PCB 設(shè)計(jì)的 Corner Case 有什么建議？

大多數(shù)電路板設(shè)計(jì)應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)工作流程，不需要高級功能或高度專業(yè)化的工具。 重點(diǎn)應(yīng)該放在批量工作流程上，而不是在電路板設(shè)計(jì)中的邊緣情況。

如何讓 Altium 和 KiCad 兩個(gè)工具使用同一個(gè)共享庫？

Eli 建立了一個(gè)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，同一個(gè)庫和元數(shù)據(jù)可以同時(shí)在兩個(gè)工具中使用，確保在Altium中所做的任何更改都能立即在 KiCad 中使用。

為什么自動(dòng)化和數(shù)據(jù)庫集成在管理大型元器件庫時(shí)很重要？

自動(dòng)化和數(shù)據(jù)庫集成非常重要，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^使用單個(gè)符號(hào)和少量組件來管理非常大的庫，例如包含數(shù)千個(gè)電阻和電容的庫。 這種集成允許任務(wù)自動(dòng)化和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，從而推動(dòng)替代并使過程高效。

在 KiCad 中實(shí)現(xiàn)了什么新功能來管理庫，為什么它很重要？

KiCad 8 中實(shí)現(xiàn)了基于 ODBC 的 Database Library（類似 AD 中 DBLib），KiCad 9 有支持了 Httplib。 這個(gè)變化意義重大，因?yàn)樗橄罅藬?shù)據(jù)存儲(chǔ)，允許更好的可擴(kuò)展性和更容易的后端替換，而不影響接口。

視頻中提到的 Python 腳本 “l(fā)ib cruncher” 的作用是什么？

使用Python腳本 “l(fā)ib cruncher” 來管理庫。 它通過將數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)在 CSV 文件中進(jìn)行操作，這些文件易于合并、升級和與后端同步。 它還可以自動(dòng)使用 KiCad 轉(zhuǎn)換符號(hào)，并為新開發(fā)人員提供一致的配置。

“Lib cruncher” 如何促進(jìn)新開發(fā)人員快速提高生產(chǎn)力？

“Lib cruncher” 通過自動(dòng)生成全局符號(hào)表并提供一致的庫配置，促進(jìn)新開發(fā)人員快速提高生產(chǎn)力，這意味著新成員幾乎可以立即開始使用庫。

將本地Http服務(wù)器與 “l(fā)ib cruncher” 一起使用的優(yōu)勢是什么？

使用帶有 “l(fā)ib cruncher” 的本地 Http 服務(wù)器可以提供可以在本地訪問和管理的庫，這可以作為處理大量器件的高效設(shè)置。

“Lib cruncher” 如何簡化庫的管理，它的基礎(chǔ)技術(shù)是什么？

“Lib cruncher” 通過使用 CSV 文件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，簡化了庫管理，這使得升級和與后端同步變得容易。 它還自動(dòng)生成 Httplib 文件并處理全局符號(hào)表，所有這些都使用 PyQt 作為底層技術(shù)構(gòu)建在 CSV 文件之上。

為什么推動(dòng)一個(gè)項(xiàng)目完成很重要？
Eli 強(qiáng)調(diào)了由于獲得報(bào)酬的經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)而推動(dòng)項(xiàng)目完成的重要性。 他用導(dǎo)師的建議來比喻，沒有什么能像知道自己的工作會(huì)得到報(bào)酬那樣激勵(lì)一個(gè)人。 Eli 還分享了完成真實(shí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)了盡管有任何不完美之處，完成的動(dòng)力。

為什么在成本和開發(fā)人員控制方面更喜歡 KiCad 而不是 Altium？
使用 KiCad，可以根據(jù)自己的特定需求構(gòu)建和定制工作流程工具，這比依賴像 Altium 這樣昂貴的軟件工具更具成本效益。 他們重視控制開發(fā)環(huán)境的能力，避免局限于 Altium 提供的靈活性較低的腳本引擎。

對電路板設(shè)計(jì)行業(yè)的演變有什么看法？
電路板設(shè)計(jì)行業(yè)正在經(jīng)歷一場代際轉(zhuǎn)變，許多經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師將退休，年輕的專業(yè)人士將以不同的技能和觀點(diǎn)進(jìn)入該領(lǐng)域，包括熟悉持續(xù)集成和 DevOps 實(shí)踐。 他們指出，這些工具比以往任何時(shí)候都要好，允許一個(gè)人完成很多事情，這使得該行業(yè)對演講者來說非常令人興奮。

機(jī)械工程師在扮演什么角色？如何看待他們在電子工程任務(wù)中的能力？
機(jī)械工程師非常適合電子工程任務(wù)，如電路板設(shè)計(jì) (PCB)，因?yàn)樗麄兡軌蛱幚碓韴D和物理等多個(gè)方面，這些方面是該過程不可或缺的。

目前正在進(jìn)行什么設(shè)計(jì)項(xiàng)目，涉及哪些工具？
正在嘗試用 KiCad 設(shè)計(jì)一個(gè) 10層板的光譜儀，其中包含 ddr4 內(nèi)存、大型 FPGA，還有一些并行的項(xiàng)目仍使用Altium進(jìn)行設(shè)計(jì)。

完整的 PPT（含時(shí)間戳） 00:00 從視頻游戲到PCB設(shè)計(jì): 硬件工程之旅

06:41 從偶然觀察過渡到認(rèn)真投資 PCB 設(shè)計(jì)軟件

09:06 軟件維護(hù)和工程工具支持的挑戰(zhàn)和不滿

15:07 革命性的電路板設(shè)計(jì): 將 Altium 庫與 KiCad APIs 集成以增強(qiáng)工作流程

19:47 用于簡化電子設(shè)計(jì)的 Lib Cruncher 的開發(fā)和應(yīng)用

25:09 使用 Altium 進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和效率

26:00 創(chuàng)新聲傳感器設(shè)計(jì)和開發(fā)流程

29:38 轉(zhuǎn)型電路板設(shè)計(jì): 整合新技術(shù)和多學(xué)科技能

34:33 KiCad 需要繼續(xù)改進(jìn)的點(diǎn)

37:40 在硬件開發(fā)中過渡到開源工具和設(shè)計(jì)

結(jié)束語

Eli 的故事完美地闡釋如何根據(jù)公司/個(gè)人的情況選擇合適的 PCB 設(shè)計(jì)工具。沒有最好的，只有最合適的！