“Eli Hughes 是 Wavenumber LLC 公司的負責人，該公司致力于在嵌入式系統(tǒng)、軟件、物聯(lián)網(wǎng)、音頻、聲學、工業(yè)設(shè)計及內(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)計行業(yè)經(jīng)驗豐富的專業(yè)人士的變革之旅。 他年輕時開始在賓夕法尼亞州農(nóng)村地區(qū)的 Apple II 電腦上進行編程探索，從玩像塞爾達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，后來進入聲音和音樂領(lǐng)域。 他在各種 PCB 設(shè)計軟件方面擁有豐富的經(jīng)驗，包括 Protel、Altium、OrCAD和 Eagle。 他對當前的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 強調(diào)了旨在加強設(shè)計工作流程的個人倡議，并強調(diào)了全棧方法在電子設(shè)計中的重要性，集成了硬件和軟件開發(fā)。 他也強調(diào)了所有權(quán)、問責制和交付高質(zhì)量產(chǎn)品的重要性，同時承認不斷發(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化來優(yōu)化設(shè)計過程。

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

專業(yè)許可證“維護”成本與實際獲得的支持價值之間存在脫節(jié)。

“永久”許可證中原有功能被移除。

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

與 MCAD 格式的互操作性被刻意限制（現(xiàn)場將分享真實案例）。 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。

認識到大量 PCB 設(shè)計師正在退休。 新進入的硬件開發(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。EDA 工具行業(yè)需要適應(yīng)這種人員結(jié)構(gòu)的變化。

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

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)計組織，真正的競爭優(yōu)勢不僅在于元件庫，更在于跨設(shè)計積累的關(guān)于部件如何配置、連接和實現(xiàn)的知識。這種組織知識資產(chǎn)，即真正的“制勝法寶”，其價值會隨時間推移而日益增長，但有效維護和共享卻充滿挑戰(zhàn)。我們認為，每家公司都需要圍繞其自身的組織知識資產(chǎn)制定策略，并且這些知識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 KiCad 項目的一個主要動機是其新的 HTTP 元件庫功能。我們將其視為一個更宏大愿景和企業(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制，將大約 10,000 個部件及其相關(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。有兩個將在 2025 年發(fā)布的商用產(chǎn)品設(shè)計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，又能提供重要的設(shè)計可追溯性。長期目標是建立一個全面的工作流，以追蹤公司內(nèi)所有電路板、裝配體及其使用場景，并能進行高效的基于 LLM 的知識查詢。

以下為演講要點的文字版本：

對電子設(shè)計軟件的最初體驗是什么？

Eli 最初使用電子設(shè)計軟件的經(jīng)驗是使用 Protel，這是他在大學里使用的首批基于窗口的程序之一。 這個經(jīng)歷涉及學習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)計的更深層次的興趣。

在軟件開發(fā)的背景下，所說的 “全?！?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)展方法強調(diào)完全的所有權(quán)和問責心態(tài)。

如何看待他們的責任和公司的協(xié)調(diào)問題？

將自己的責任視為提供價值，并對公司的成果負責，特別是在小企業(yè)的背景下。 Eli 強調(diào)了開發(fā)工具以保持人們的生產(chǎn)力與電子設(shè)計公司利潤驅(qū)動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)實的。 他承認需要付費購買有價值的工具，但也要考慮對他們的職業(yè)成功至關(guān)重要的其他因素。 他們在工作需要時投資了像 Altium 這樣昂貴的軟件，并愿意為他們認為有價值的服務(wù)付費。

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)中提供了一個顯著的優(yōu)勢。

支付設(shè)計工具的維護費用的重要性是什么？使用 Altium 的經(jīng)驗如何強調(diào)這一點？

為設(shè)計工具的維護付費對于獲得最新進展和支持非常重要。 使用Altium的經(jīng)驗表明，盡管為這些工具付費，但可能無法提供實際有用的支持，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用。 這一變化表明公司實踐發(fā)生了轉(zhuǎn)變，可能從價值交付轉(zhuǎn)向關(guān)注利潤提取。

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

Altium 在某些功能具有優(yōu)勢，例如第一個使用 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面經(jīng)歷形成了對比。

對 PCB 設(shè)計的 Corner Case 有什么建議？

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

如何讓 Altium 和 KiCad 兩個工具使用同一個共享庫？

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

為什么自動化和數(shù)據(jù)庫集成在管理大型元器件庫時很重要？

自動化和數(shù)據(jù)庫集成非常重要，因為它們可以通過使用單個符號和少量組件來管理非常大的庫，例如包含數(shù)千個電阻和電容的庫。 這種集成允許任務(wù)自動化和數(shù)據(jù)標準化，從而推動替代并使過程高效。

在 KiCad 中實現(xiàn)了什么新功能來管理庫，為什么它很重要？

KiCad 8 中實現(xiàn)了基于 ODBC 的 Database Library（類似 AD 中 DBLib），KiCad 9 有支持了 Httplib。 這個變化意義重大，因為它抽象了數(shù)據(jù)存儲，允許更好的可擴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)本地存儲在 CSV 文件中進行操作，這些文件易于合并、升級和與后端同步。 它還可以自動使用 KiCad 轉(zhuǎn)換符號，并為新開發(fā)人員提供一致的配置。

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

“Lib cruncher” 通過自動生成全局符號表并提供一致的庫配置，促進新開發(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 文件進行數(shù)據(jù)存儲，簡化了庫管理，這使得升級和與后端同步變得容易。 它還自動生成 Httplib 文件并處理全局符號表，所有這些都使用 PyQt 作為底層技術(shù)構(gòu)建在 CSV 文件之上。

為什么推動一個項目完成很重要？
Eli 強調(diào)了由于獲得報酬的經(jīng)濟動機而推動項目完成的重要性。 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得到報酬那樣激勵一個人。 Eli 還分享了完成真實項目設(shè)計的個人經(jīng)驗，強調(diào)了盡管有任何不完美之處，完成的動力。

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)計行業(yè)的演變有什么看法？
電路板設(shè)計行業(yè)正在經(jīng)歷一場代際轉(zhuǎn)變，許多經(jīng)驗豐富的設(shè)計師將退休，年輕的專業(yè)人士將以不同的技能和觀點進入該領(lǐng)域，包括熟悉持續(xù)集成和 DevOps 實踐。 他們指出，這些工具比以往任何時候都要好，允許一個人完成很多事情，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？
機械工程師非常適合電子工程任務(wù)，如電路板設(shè)計 (PCB)，因為他們能夠處理原理圖和物理等多個方面，這些方面是該過程不可或缺的。

目前正在進行什么設(shè)計項目，涉及哪些工具？
正在嘗試用 KiCad 設(shè)計一個 10層板的光譜儀，其中包含 ddr4 內(nèi)存、大型 FPGA，還有一些并行的項目仍使用Altium進行設(shè)計。

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

06:41 從偶然觀察過渡到認真投資 PCB 設(shè)計軟件

09:06 軟件維護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: 將 Altium 庫與 KiCad APIs 集成以增強工作流程

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

25:09 使用 Altium 進行 PCB 設(shè)計的經(jīng)驗和效率

26:00 創(chuàng)新聲傳感器設(shè)計和開發(fā)流程

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

34:33 KiCad 需要繼續(xù)改進的點

37:40 在硬件開發(fā)中過渡到開源工具和設(shè)計

結(jié)束語

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