ما الفرق بين EDA و PCB؟
EDA (التصميم الإلكتروني الآلي) يتضمن أدوات برمجية لتصميم ومحاكاة والتحقق من الدوائر الإلكترونية، مما يسهل عملية الإنشاء من المفهوم إلى التنفيذ. في المقابل، PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) هي لوحة مادية تدعم وتوصل الكترونياً المكونات الإلكترونية، وتعمل كأساس لبناء الأجهزة الإلكترونية. بينما تركز أدوات EDA على مرحلة التصميم والتحقق، تعتبر PCBs حاسمة خلال مرحلة التصنيع، حيث توفر البنية الفيزيائية والوصلات اللازمة لعمل الدوائر الإلكترونية.
ما هو برنامج EDA؟
EDA هي اختصار للتصميم الإلكتروني الآلي، وهو يشير إلى طريقة التصميم التي تستخدم برامج التصميم المعاون بالحاسوب (CAD) لإتمام التصميم الوظيفي، التوليف، التحقق، التصميم الفيزيائي (بما في ذلك التخطيط، الأسلاك، ترتيب، فحص قواعد التصميم، إلخ) لرقائق الدوائر المتكاملة ذات المقياس الكبير جدًا (VLSI).
ما هي أدوات EDA الشائعة؟
- Protel
PROTEL هو برنامج EDA الذي أطلقته Altium في أواخر الثمانينات. يحتل مكانة متقدمة بين برامج CAD في الصناعة الإلكترونية، وهو البرنامج المفضل لمصممي الإلكترونيات. لقد تم استخدامه في الصين لفترة طويلة وله شعبية عالية هناك. بعض الكليات والجامعات فتحت دورات خاصة لتعلمه. تقريبًا جميع الشركات الإلكترونية بحاجة إلى استخدامه. غالبًا ما تضع الشركات الكبيرة شرط استخدام PROTEL في شروطها عند توظيف المواهب في تصميم الإلكترونيات.
- Altium Designer
Altium Designer هو نظام متكامل لتطوير المنتجات الإلكترونية أطلقته Altium، المطور الأصلي لبرنامج Protel، ويعمل بشكل رئيسي على نظام التشغيل Windows. يوفر هذا البرنامج للمصممين حل تصميم جديد من خلال دمج تقنيات مثل التصميم الهندسي، محاكاة الدائرة، رسم وتحرير PCB، التوجيه الآلي للوجيك التوبولوجي، تحليل سلامة الإشارة وإخراج التصميم، مما يتيح للمصممين القدرة على التصميم بسهولة. الاستخدام الاحترافي لهذا البرنامج سيحسن بشكل كبير من جودة وكفاءة تصميم الدائرة.
- Cadence
شركة Cadence Design Systems, Inc؛ NASDAQ: CDNS هي شركة متخصصة في برامج التصميم الإلكتروني الآلي (EDA). يمكن لمنصة اتصال نظام Cadence Allegro التصميم التعاوني للوصلات عالية الأداء عبر الدوائر المتكاملة والعبوات وPCB.
- Kicad
KiCad هو حزمة برمجيات EDA (التصميم الإلكتروني الآلي) GPL التي يمكن استخدامها كنسخة بديلة من protel تحت Linux.
- OrCAD
OrCAD هو حزمة برمجيات التصميم الإلكتروني الآلي للكمبيوتر الشخصي، مصممة خصيصًا للمهندسين الإلكترونيين لتصميم الرسوم البيانية والدوائر ذات الصلة، تصميم لوحات الدوائر المطبوعة لطباعة لوحات الدوائر المطبوعة ومحاكاة الدوائر.
- MATLAB
MATLAB هو برنامج رياضي تجاري ينتجه MathWorks في الولايات المتحدة. إنه لغة حوسبة تقنية متقدمة وبيئة تفاعلية لتطوير الخوارزميات، تصور البيانات، تحليل البيانات والحساب العددي. يشمل بشكل رئيسي جزأين: MATLAB وSimulink.
يدمج العديد من الوظائف القوية مثل التحليل العددي، حساب المصفوفات، تصور البيانات العلمية، ونمذجة ومحاكاة الأنظمة الديناميكية غير الخطية في بيئة نافذة سهلة الاستخدام، مما يوفر حلاً شاملاً للبحث العلمي، التصميم الهندسي والعديد من المجالات العلمية التي يجب أن تؤدي حسابات عددية فعالة. لقد تخلص إلى حد كبير من وضع التحرير للغات البرمجة غير التفاعلية التقليدية (مثل C وFortran) ويمثل المستوى المتقدم لبرامج الحوسبة العلمية الدولية اليوم.
- EWB
برنامج EWB، الاسم الكامل لـ ELECTRONICS WORKBENCH EDA، هو برنامج EDA الذي أطلقته شركة Interactive Image Technology Co., Ltd. في أوائل التسعينات. يستخدم لمحاكاة مختلطة للدوائر التناظرية والرقمية. يمكن استخدامه لرؤية أشكال موجات الإخراج لمختلف الدوائر مباشرة على الشاشة. EWB هو برنامج محاكاة صغير ولكنه قوي.
ما هو PCB؟
PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) تشير إلى لوحة مطبوعة بها اتصالات نقطة إلى نقطة ومكونات مطبوعة على قاعدة عامة وفقًا لتصميم محدد مسبقًا. هي الدعم للمكونات الإلكترونية والناقل للاتصال الكهربائي للمكونات الإلكترونية.
لفهم مفهوم لوحات الدوائر المطبوعة، نحتاج أولاً إلى التمييز بين PCB و PCBA.
اللوحات التي نراها عادة هي كل المكونات الملحومة على أساس PCB، أي PCBA (تجميع PCB). PCB هي “لوحة عارية” أو “لوحة عارية”، أي أن PCB هي لوحة دوائر قبل لحام المكونات. يتم معالجة PCB ومكونات الدائرة وتجميعها لتشكيل لوحة دوائر مستخدمة فعليًا في المنتجات الإلكترونية.
PCB مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالحياة اليومية للأشخاص، من الهواتف المحمولة الصغيرة والكاميرات الرقمية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة التي يستخدمها الأفراد بشكل متكرر، إلى أجهزة التوجيه اللاسلكية وأجهزة الكمبيوتر المكتبية التي تستخدمها الأسر بشكل متكرر، إلى المعدات الطبية الكبيرة مثل MRI المستخدمة في المستشفيات، محطات القاعدة اللاسلكية المستخدمة من قبل مشغلي الاتصالات، خوادم مراكز البيانات ومنتجات أخرى، جميعها تتطلب PCB.
الأصل وتاريخ PCB
في عام 1925، طبع تشارلز دوكاس من الولايات المتحدة أنماط الدوائر على ركيزة عازلة، ثم استخدم الطلاء الكهربائي لبناء الموصلات. هذه علامة على بداية التكنولوجيا الحالية لـ PCB.
- في عام 1947، بدأ استخدام الراتنج الإيبوكسي لصنع الركائز.
- في عام 1953، طورت Motorola لوحة ذات وجهين مع ثقوب مطلية بالكهرباء، والتي تم تطبيقها لاحقًا على لوحات الدوائر متعددة الطبقات.
- في عام 1960، استخدم V. Dahlgreen أفلام احباط معدنية مع دوائر مطبوعة للصق على البلاستيك لصنع لوحات الدوائر المطبوعة المرنة.
- في عام 1961، أشارت شركة Hazeltine Corporation في الولايات المتحدة إلى طريقة الثقب المطلي بالكهرباء لصنع لوحات متعددة الطبقات.
- في عام 1995، طورت Panasonic لوحة الدوائر المطبوعة ALIVH.
- في عام 1996، طورت Toshiba لوحة الدوائر المطبوعة B2IT.
- في نهاية القرن العشرين، ظهرت تقنيات جديدة مثل Rigid-Flex، المقاومات المدفونة، المكثفات المدفونة، والركائز المعدنية. PCB ليست فقط حاملًا لإكمال وظيفة الاتصال، ولكنها أيضًا مكون مهم للغاية في جميع المنتجات الإلكترونية، وتلعب دورًا حيويًا في المنتجات الإلكترونية اليوم.
ملخص أفضل الممارسات
على الرغم من أن أدوات EDA و PCB كلاهما ضروريان في إنشاء الأجهزة الإلكترونية، إلا أنهما يؤديان أدوارًا مختلفة. تُستخدم أدوات EDA لتصميم والتحقق من الدوائر الإلكترونية، بينما تعتبر PCB الكيانات المادية التي تستضيف هذه الدوائر. فهم الفرق والتفاعل بين EDA و PCB أمر حاسم لأي شخص مشارك في تصميم وتصنيع الإلكترونيات.
