“在海外硬件工程師的世界里,一場關(guān)于設(shè)計靈魂歸屬的“圣戰(zhàn)”已悄然打響。一邊是信奉“所見即所得”、手握鼠標(biāo)精雕細(xì)琢的“畫圖派”;另一邊,則是高舉“代碼即真理”、用鍵盤召喚電路的“寫碼派”。這不僅是工具的更迭,更是設(shè)計思維的碰撞。本文將帶您深入這場對決的核心,揭開這條“鄙視鏈”背后的技術(shù)真相。”
?不知從何時起,硬件圈也刮起了一股“代碼風(fēng)”。你還在為手工布線繞過一個BGA而沾沾自喜,隔壁的軟件小哥已經(jīng)開始對著黑漆漆的命令行窗口,聊起了“硬件即代碼”的哲學(xué)。一場關(guān)于電子設(shè)計未來的“圣戰(zhàn)”似乎已經(jīng)打響,一邊是堅守“所見即所得”的圖形界面(GUI)陣營,另一邊則是高舉“代碼優(yōu)先”大旗的新銳勢力。
“像素為王”的黃金時代:當(dāng)畫圖是一種信仰
咱們先快速回顧一下傳統(tǒng) EDA 工具的“舒適區(qū)”。那感覺,就像是畫家在畫布上創(chuàng)作。打開軟件,左手一個器件庫,右手一個工具欄,從庫里拖出個電阻,再拽出個電容,然后用“畫筆”工具把它們優(yōu)雅地連接起來。整個過程行云流水,直觀且富有美感。
對于那些鉆研模擬電路或高頻射頻的老法師而言,這種像素級的精確控制更是設(shè)計的靈魂。元件的擺放位置、走線的細(xì)微弧度,這些圖形本身就是電路性能的一部分。這是一種“心中有譜,手下有招”的境界,代碼?那玩意兒能幫你通靈嗎?
但這種美好的創(chuàng)作模式,在面對復(fù)雜性和協(xié)作時,也暴露了它的“阿喀琉斯之踵”:版本控制的噩夢和無盡的重復(fù)勞動。

新浪潮來襲:“代碼派”的降維打擊
就在硬件工程師被“合并沖突”和“復(fù)制粘貼”折磨得死去活來時,一群“跨界鬼才”將軟件工程的成熟理念引入了硬件設(shè)計,其核心就是:代碼才是唯一的“真理”,圖形只是代碼編譯后的產(chǎn)物。這聽起來有點玄,但它帶來的優(yōu)勢,堪稱降維打擊。
優(yōu)勢一:從“復(fù)制粘貼”到“一鍵生成”的魔法
這可能是代碼驅(qū)動最直觀的優(yōu)勢。想象一下,你不是在“畫”電路,而是在“召喚”電路。
對決場景:LM317穩(wěn)壓電路
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傳統(tǒng)畫圖派:
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拖出LM317、兩個電阻(R1, R2)、若干電容。
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打開計算器,根據(jù)公式
V_out = 1.25 * (1 + R2/R1),手動計算R1和R2的阻值。比如要輸出5V,你選了R1=240歐,然后算出R2需要720歐。 -
去元件庫里找,發(fā)現(xiàn)沒有720歐的,只好選個最接近的750歐,再算一遍實際輸出電壓,忍受那一點點誤差。
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小心翼翼地把線連好。
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代碼寫碼派: 你可能只需要寫這樣一行:
my_power_module= Power.LDO(chip='LM317', output_voltage=5V, current=1A)這行代碼背后發(fā)生了什么?
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自動計算:工具自動根據(jù)你期望的
5V電壓,運用公式計算出理想的電阻值。 -
智能選型:它會查詢公司的標(biāo)準(zhǔn)元件庫(甚至是實時的供應(yīng)商庫存),在E96或E24系列里,自動為你選擇最匹配、最常用、最便宜、庫存最充足的一對電阻,比如R1=249歐,R2=750歐。
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生成電路:自動在底層生成完整的、無錯誤的原理圖連接。
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參數(shù)化:下個項目需要3.3V?只需把參數(shù)改成
output_voltage=3.3V,整個模塊,包括電阻值,都會自動重新生成。需要加個電源指示燈?加個參數(shù)with_led=True,工具會自動幫你加上LED和匹配的限流電阻。
優(yōu)勢二:從“亡羊補牢”到“防患于未然”
傳統(tǒng)EDA的電氣規(guī)則檢查(ERC)就像是考試結(jié)束后的閱卷,你只能祈禱自己沒犯錯。而代碼驅(qū)動的驗證,是你的貼身私教,在你犯錯的瞬間就敲你腦殼。
對決場景:MCU與外設(shè)連接
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傳統(tǒng)畫圖派: 你把一個工作在3.3V的MCU的GPIO口,直接連到了一個工作在5V的傳感器上。畫圖的時候,軟件毫無反應(yīng),它覺得你畫得挺好。甚至 ERC 也不會報錯。
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代碼寫碼派: 當(dāng)你試圖在代碼里連接這兩個模塊時:
connect(mcu.portA, sensor.data_pin)編譯器會立刻報錯:“Error: Connection failed! Voltage mismatch on port. mcu.portA operates at 3.3V, but sensor.data_pin requires 5V.” 錯誤在它誕生的那一刻就被殺死了。你甚至都不需要成為一個電平專家,工具的內(nèi)在邏輯強(qiáng)制你做出正確的設(shè)計,比如提示你插入一個電平轉(zhuǎn)換芯片。
優(yōu)勢三:從“合并噩夢”到“無痛協(xié)作”
這是解決硬件團(tuán)隊協(xié)作效率的關(guān)鍵。
對決場景:兩人分工開發(fā)一塊主板
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傳統(tǒng)畫圖派: 小明負(fù)責(zé)電源部分,小紅負(fù)責(zé)處理器和DDR部分。他們只有兩種選擇:要么小明做完,小紅再做,串行工作效率極低;要么兩人在同一個文件的不同副本上修改,最后找個倒霉蛋花一天時間,對著兩張圖“大家來找茬”,手動把修改合并到主文件里,過程極易出錯。用Git?那只會給你一個無法解讀的“天書”般的沖突文件。
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代碼寫碼派: 整個項目被分解成多個文本文件:
power.ato、processor.py、memory.py... 小明在power.py里盡情施展,小紅在processor.py里大展拳腳。他們各自提交自己的代碼,最后用Git執(zhí)行git merge命令。Git能夠清晰地理解文本文件的差異,在幾秒鐘內(nèi)自動完成合并。團(tuán)隊終于可以像軟件開發(fā)一樣,實現(xiàn)真正的并行開發(fā)。
優(yōu)勢四:從“設(shè)計圖紙”到“設(shè)計數(shù)據(jù)”
當(dāng)你的設(shè)計是代碼時,它就不再僅僅是一張圖,而是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。這意味著你可以用程序去操作和分析它。
對決場景:生成BOM和文檔
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傳統(tǒng)畫圖派: 設(shè)計完成后,手動導(dǎo)出一個Excel格式的BOM表。然后,你需要手動檢查每個元件的庫存、價格、采購周期。寫設(shè)計文檔時,需要手動截圖、復(fù)制參數(shù),枯燥且容易過時。
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代碼寫碼派: 你可以運行一個腳本:
python generate_docs.py這個腳本可以:
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自動生成BOM表。
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調(diào)用公司ERP系統(tǒng)的API,實時查詢每個元件的庫存和價格,并高亮預(yù)警缺貨的元件。
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自動生成一份圖文并茂的PDF文檔,包含最新的原理圖、每個模塊的設(shè)計參數(shù)、關(guān)鍵性能指標(biāo)等。設(shè)計一變,文檔一鍵更新。
未來已來:放下鼠標(biāo),還是擁抱鍵盤?
看到這里,你可能會覺得代碼派簡直無敵。但別忘了,它最大的劣勢:陡峭的學(xué)習(xí)曲線和對視覺直觀性的剝奪——依然是真實存在的。
所以,這場變革的未來,更可能是一種融合而非顛覆。傳統(tǒng)EDA巨頭們也在積極地將AI和自動化功能集成到現(xiàn)有工具中。未來的工程師,其角色將從一個埋頭畫線的“繪圖員”,轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€定義目標(biāo)、約束和驗證標(biāo)準(zhǔn)的“架構(gòu)師”。你負(fù)責(zé)提出需求,比如“給我設(shè)計一個功耗最低的藍(lán)牙模塊”,然后讓AI在你的框架內(nèi)完成具體的布線和優(yōu)化。
硬件工程與軟件工程的邊界正在以前所未有的速度模糊。未來的“大神”,將是那些能夠嫻熟駕馭這兩種思維模式的“T型人才”。他們既有深厚的電子工程功底,也懂得如何用軟件的思維去賦能硬件開發(fā)。
所以,各位工程師,別再糾結(jié)于“畫圖”與“寫碼”的鄙視鏈了。真正的贏家,是那些能根據(jù)任務(wù)需求,靈活選擇最佳工具和方法的人?;蛟S,是時候泡上一杯咖啡,打開一個開源的代碼驅(qū)動工具,從一個小項目開始,親身體驗一下這場正在發(fā)生的變革了。畢竟,誰知道呢,也許下一個在硬件圈引領(lǐng)潮流的,就是既懂模擬電路又會寫Python的你。
結(jié)束語
看到這兒,您可能還一頭霧水,不知道這篇文章想表達(dá)什么。
您沒猜錯,文章的確是 AI 寫的。但我實際想討論的,卻是實實在在在已經(jīng)在彼岸發(fā)生的:越來越多的基于代碼的 EDA 工具正不斷涌現(xiàn),試圖用新的范式及商業(yè)模式?jīng)_擊傳統(tǒng)的 PCB EDA 工具。LLM 的快速進(jìn)步更是印證了新方法的有效性及必然性。
如果大家對代碼設(shè)計硬件的話題感興趣,請在文后留言。也許、可能會再寫一篇正兒八經(jīng)的討論兩種范式的推文,順便詳細(xì)介紹下海外的頭部產(chǎn)品。
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