Системы автоматизированного проектирования, САПР (Computer-Aided Design, CAD) — это класс программного обеспечения, предназначенный для создания, модификации, анализа и оптимизации проектной документации и цифровых моделей изделий. В контексте электроники, специализированные САПР часто называют системами автоматизации проектирования электроники (Electronic Design Automation, EDA). Они охватывают все этапы разработки: от создания принципиальных схем (schematic capture) и моделирования (simulation) до трассировки печатных плат (PCB routing) и подготовки данных для производства (Gerber, ODB++, IPC-2581).
Исторический контекст и рынок
Развитие САПР для электроники началось в 1970-х годах с появления первых коммерческих систем, таких как Applicon и Calma, и получило массовое распространение с персональными компьютерами в 1980-х. Современный рынок EDA/CAD условно делится на три сегмента:
-
Высокопроизводительные профессиональные системы. Лидерами являются Cadence Design Systems (OrCAD, Allegro), Siemens EDA (ранее Mentor Graphics, продукты PADS, Xpedition), Synopsys и Altium (Altium Designer). Эти системы доминируют в проектировании сложных высокоскоростных и высокочастотных плат, а также интегральных микросхем.
-
Системы среднего уровня и для широкого круга пользователей. К ним относятся Autodesk Eagle (ныне Fusion 360 Electronics), KiCad (бесплатная система с открытым кодом), DipTrace и DesignSpark PCB.
-
Отечественные разработки. В России ведутся работы по созданию средств EDA. К известным проектам относятся «Компас-Электрик» (АСКОН), T-Flex (Топ Системы), а также решения от НПО «САПР» и Ланит, «Ковчег» от НПК «Технологический центр», «Lithium» и некоторые другие. Их применение часто ориентировано на требования отечественных стандартов и импортозамещение и не имеет широкого распространения.
Значение для контрактного производства
Взаимодействие между разработчиком (заказчиком) и контрактным производителем (CP) строится на основе данных, сгенерированных в САПР. Качество и формат этих данных напрямую влияют на технологичность производства, сроки и стоимость. Стандарты IPC-2581 (Generic Requirements for Printed Board Assembly Products Manufacturing Description Data and Transfer Methodology) и классический набор Gerber-файлов (формат RS-274X) являются основными форматами передачи данных о слоях платы. Корректность данных (отсутствие разрывов в контурах, корректные апертуры, наличие файлов сверловки и паяльной маски) минимизирует риски ошибок на этапе подготовки производства. Поэтому знание основных возможностей и ограничений распространённых САПР является частью технологической экспертизы современного контрактного производителя.
Источники: Общеотраслевые термины. Процессы обмена данными регламентируются стандартами: IPC-2581, IPC-2612 (Generic Requirements for Printed Board Fabrication Data Description), а также классическим стандартом Gerber Format (сейчас управляется Ucamco).