“在海外硬件工程師的世界里,一場(chǎng)關(guān)于設(shè)計(jì)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(jì)思維的碰撞。本文將帶您深入這場(chǎng)對(duì)決的核心,揭開這條“鄙視鏈”背后的技術(shù)真相。”
?不知從何時(shí)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(gè)BGA而沾沾自喜,隔壁的軟件小哥已經(jīng)開始對(duì)著黑漆漆的命令行窗口,聊起了“硬件即代碼”的哲學(xué)。一場(chǎng)關(guān)于電子設(shè)計(jì)未來的“圣戰(zhàn)”似乎已經(jīng)打響,一邊是堅(jiān)守“所見即所得”的圖形界面(GUI)陣營(yíng),另一邊則是高舉“代碼優(yōu)先”大旗的新銳勢(shì)力。
“像素為王”的黃金時(shí)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(gè)器件庫,右手一個(gè)工具欄,從庫里拖出個(gè)電阻,再拽出個(gè)電容,然后用“畫筆”工具把它們優(yōu)雅地連接起來。整個(gè)過程行云流水,直觀且富有美感。
對(duì)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(jí)的精確控制更是設(shè)計(jì)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(duì)復(fù)雜性和協(xié)作時(shí),也暴露了它的“阿喀琉斯之踵”:版本控制的噩夢(mèng)和無盡的重復(fù)勞動(dòng)。

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(shí),一群“跨界鬼才”將軟件工程的成熟理念引入了硬件設(shè)計(jì),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(diǎn)玄,但它帶來的優(yōu)勢(shì),堪稱降維打擊。
優(yōu)勢(shì)一:從“復(fù)制粘貼”到“一鍵生成”的魔法
這可能是代碼驅(qū)動(dòng)最直觀的優(yōu)勢(shì)。想象一下,你不是在“畫”電路,而是在“召喚”電路。
對(duì)決場(chǎng)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(gè)電阻(R1, R2)、若干電容。
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打開計(jì)算器,根據(jù)公式
V_out = 1.25 * (1 + R2/R1),手動(dòng)計(jì)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(gè)最接近的750歐,再算一遍實(shí)際輸出電壓,忍受那一點(diǎn)點(diǎn)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(dòng)計(jì)算:工具自動(dòng)根據(jù)你期望的
5V電壓,運(yùn)用公式計(jì)算出理想的電阻值。 -
智能選型:它會(huì)查詢公司的標(biāo)準(zhǔn)元件庫(甚至是實(shí)時(shí)的供應(yīng)商庫存),在E96或E24系列里,自動(dòng)為你選擇最匹配、最常用、最便宜、庫存最充足的一對(duì)電阻,比如R1=249歐,R2=750歐。
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生成電路:自動(dòng)在底層生成完整的、無錯(cuò)誤的原理圖連接。
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參數(shù)化:下個(gè)項(xiàng)目需要3.3V?只需把參數(shù)改成
output_voltage=3.3V,整個(gè)模塊,包括電阻值,都會(huì)自動(dòng)重新生成。需要加個(gè)電源指示燈?加個(gè)參數(shù)with_led=True,工具會(huì)自動(dòng)幫你加上LED和匹配的限流電阻。
優(yōu)勢(shì)二:從“亡羊補(bǔ)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(cuò)。而代碼驅(qū)動(dòng)的驗(yàn)證,是你的貼身私教,在你犯錯(cuò)的瞬間就敲你腦殼。
對(duì)決場(chǎng)景:MCU與外設(shè)連接
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傳統(tǒng)畫圖派: 你把一個(gè)工作在3.3V的MCU的GPIO口,直接連到了一個(gè)工作在5V的傳感器上。畫圖的時(shí)候,軟件毫無反應(yīng),它覺得你畫得挺好。甚至 ERC 也不會(huì)報(bào)錯(cuò)。
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代碼寫碼派: 當(dāng)你試圖在代碼里連接這兩個(gè)模塊時(shí):
connect(mcu.portA, sensor.data_pin)編譯器會(huì)立刻報(bào)錯(cuò):“Error: Connection failed! Voltage mismatch on port. mcu.portA operates at 3.3V, but sensor.data_pin requires 5V.” 錯(cuò)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(gè)電平專家,工具的內(nèi)在邏輯強(qiáng)制你做出正確的設(shè)計(jì),比如提示你插入一個(gè)電平轉(zhuǎn)換芯片。
優(yōu)勢(shì)三:從“合并噩夢(mèng)”到“無痛協(xié)作”
這是解決硬件團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率的關(guān)鍵。
對(duì)決場(chǎng)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(gè)文件的不同副本上修改,最后找個(gè)倒霉蛋花一天時(shí)間,對(duì)著兩張圖“大家來找茬”,手動(dòng)把修改合并到主文件里,過程極易出錯(cuò)。用Git?那只會(huì)給你一個(gè)無法解讀的“天書”般的沖突文件。
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代碼寫碼派: 整個(gè)項(xiàng)目被分解成多個(gè)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(dòng)完成合并。團(tuán)隊(duì)終于可以像軟件開發(fā)一樣,實(shí)現(xiàn)真正的并行開發(fā)。
優(yōu)勢(shì)四:從“設(shè)計(jì)圖紙”到“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)”
當(dāng)你的設(shè)計(jì)是代碼時(shí),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(duì)決場(chǎng)景:生成BOM和文檔
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傳統(tǒng)畫圖派: 設(shè)計(jì)完成后,手動(dòng)導(dǎo)出一個(gè)Excel格式的BOM表。然后,你需要手動(dòng)檢查每個(gè)元件的庫存、價(jià)格、采購周期。寫設(shè)計(jì)文檔時(shí),需要手動(dòng)截圖、復(fù)制參數(shù),枯燥且容易過時(shí)。
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代碼寫碼派: 你可以運(yùn)行一個(gè)腳本:
python generate_docs.py這個(gè)腳本可以:
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自動(dòng)生成BOM表。
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調(diào)用公司ERP系統(tǒng)的API,實(shí)時(shí)查詢每個(gè)元件的庫存和價(jià)格,并高亮預(yù)警缺貨的元件。
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自動(dòng)生成一份圖文并茂的PDF文檔,包含最新的原理圖、每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)參數(shù)、關(guān)鍵性能指標(biāo)等。設(shè)計(jì)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(huì)覺得代碼派簡(jiǎn)直無敵。但別忘了,它最大的劣勢(shì):陡峭的學(xué)習(xí)曲線和對(duì)視覺直觀性的剝奪——依然是真實(shí)存在的。
所以,這場(chǎng)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(dòng)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(gè)埋頭畫線的“繪圖員”,轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)定義目標(biāo)、約束和驗(yàn)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(jì)一個(gè)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。或許,是時(shí)候泡上一杯咖啡,打開一個(gè)開源的代碼驅(qū)動(dòng)工具,從一個(gè)小項(xiàng)目開始,親身體驗(yàn)一下這場(chǎng)正在發(fā)生的變革了。畢竟,誰知道呢,也許下一個(gè)在硬件圈引領(lǐng)潮流的,就是既懂模擬電路又會(huì)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(cuò),文章的確是 AI 寫的。但我實(shí)際想討論的,卻是實(shí)實(shí)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(duì)代碼設(shè)計(jì)硬件的話題感興趣,請(qǐng)?jiān)谖暮罅粞?。也許、可能會(huì)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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硬件工程師的 “鄙視鏈” 新動(dòng)向:寫代碼的,憑啥瞧不起畫圖的?
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