Что такое P-CAD и зачем он нужен? Все просто - это пакет программ, предназначенный для разработки конструкторской документации при производстве радиоэлектронных устройств с использованием технологии печатных плат (ПП, Printed Circuit Board, PCB).

Другими словами - это программы для рисования схем и печатных плат. К пакету можно подключать некоторые другие утилиты для наращивания функциональности, (автотрассировщик, моделирование электронных схем), но нам пока это не интересно. Пакет состоит из трех главных программ:

Library Executive (Cmp.exe), предназначена для создания и редактирования библиотек электронных компонентов (микросхем, резисторов, транзисторов и т. д.). Файл библиотеки имеет расширение lib. Библиотекарь позволяет вызывать графические редакторы для редактирования схемного обозначения компонента (Symbol Editor) посадочного места на печатную плату компонента (Pattern Editor).

Schematic (Sch.exe) - программа для рисования принципиальных электронных схем. На этой схеме мы видим символьные начертания компонентов, соединенные цепями, что особенно наглядно для понимания её функционирования.

PCB (Pcb.exe) - программа для рисования печатных плат. На чертеже мы видим контур печатной платы и посадочные места компонентов на ней, соединенные цепями.

Каждый электронный компонент (например, транзистор), состоит из трех основных составляющих:

Component - основная информация о компоненте, связывающая его символическое обозначение на принципиальной схеме (Symbol) и посадочное место на печатной плате (Pattern). Это самая важная часть компонента, и довольно непростая для понимания. В аналогию для component информации можно поставить netlist - как Component связывает Pattern и Symbol (о них далее), так и netlist связывает принципиальную схему и печатную плату. Основная часть информации Component состоит из списка выводов (можно просмотреть и отредактировать через Library Executive\Source Browser\название библиотеки\Components\двойной щелчок на имени компонента\кнопка Pins View...), где указаны в виде таблицы номера контактных площадок на PCB (Pad #, контактные площадки принадлежат паттерну, это другая часть электронного компонента в библиотеке), обозначение выводов (Pin Des), принадлежность к вентилю компонента (Gate # - один компонент может состоять из нескольких вентилей, например, K155ЛА3 состоит их 4-х вентилей - логических элементов И-НЕ), номеров выводов символа (Sym Pin #), имена выводов (Pin Name - эти имена видны на принципиальной схеме, обычно имена указывают на назначение выводов), эквивалентность выводов по отношению к вентилю (Gate Eq), эквивалентность выводов по отношению друг другу (Pin Eq - например, входы у логического элемента И-НЕ эквивалентны, поэтому у этих эквивалентных входов будут одинаковые номера Pin Eq), тип вывода (Elec. Type). Кроме того, в Component входит другая информация - тип компонента, стиль, способ нумерации вентилей, префикс номера компонента, количество вентилей, количество выводов. Нет лучшего способа разобраться в структуре Component (а сделать это придется), кроме как просматривая уже готовые компоненты (поставляемые в библиотеках вместе с P-CAD) в качестве примера.

Pattern - внешний вид, расположение выводов, тип контактных площадок компонента на печатной плате. Pattern-ы составляют часть чертежа печатной платы (редактируемого в PCB). Один pattern может быть привязан к нескольким компонентам в пределах одной библиотеки. Редактируется pattern с помощью Pattern Editor. Свои паттерны проще создавать, копируя уже существующие из готовых библиотек в свою библиотеку проекта, а затем редактировать эти копии.

Symbol - схематическое обозначение компонента, появляющееся на принципиальной схеме (редактируемой в Schematic). Один symbol может быть привязан к нескольким компонентам в пределах одной библиотеки. Редактируется symbol с помощью Symbol Editor. Свои символы также проще создавать, копируя уже существующие из готовых библиотек в свою библиотеку проекта, а затем редактировать эти копии.

Проект в P-CAD состоит из принципиальной схемы (файл с расширением SCH, редактируется в редакторе Schematic) и рисунка печатной платы (файл с расширением PCB, редактируется в редакторе PCB). Эти файлы лучше разместить в специальном каталоге проекта вместе с библиотекой компонентов (в ней нужно собрать все радиодетали, которые Вы используете в проекте). В этом же каталоге в процессе работы будут появляться другие сопутствующие файлы (список цепей, команды для автотрассировщика, результаты тестов DRC, backup-файлы и т. д.) - все будет находиться в одном месте, что очень удобно.

Программы Schematic и PCB связаны друг с другом через список цепей схемы (netlist, файл с расширением net) - после того, как схема нарисована в Schematic, делается экспорт списка цепей в файл (Utils\Generate Netlist...), и затем для начала подготовки чертежа печатной платы в PCB нужно загрузить этот список цепей (Utils\Load Netlist...). При этом в рабочее поле редактора PCB загрузятся pattern-ы используемых в схеме компонентов.

Выполнение проекта и получение конечного результата обычно состоит из следующих основных шагов:

1. Подготовка библиотеки компонентов для Вашего проекта. Для этого нужно воспользоваться Library Executive и набором готовых библиотек. Читайте подсказку, экспериментируйте, и см. советы 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 21, 24, 26, 27, 35 (ссылка [2]) - они могут Вам помочь. Готовую библиотеку разместите в каталоге проекта, и регулярно бэкапьте этот каталог (с сохранением разных версий), что позволит исправить досадные ошибки.

2. Рисование принципиальной схемы. Самое приятное занятие, осваивается очень легко. Все, что нужно не забыть перед началом работы - настроить в Schematic используемую библиотеку (а она у нас будет только одна - та, что вы создали на шаге 1), см. совет 2 [2]. См. также советы 10, 11 [2]. При изменениях в библиотеке и её компонентах пользуйтесь инструментом Utils\Force Update...

3. Рисование печатной платы. В редакторе PCB рисуете в слое Board контур печатной платы. Затем загружаете netlist, предварительно выгруженный в Schematic. После этого загрузятся pattern-ы используемых компонентов, разместите основные компоненты (например, коннекторы) вручную, зафиксируйте их, остальные компоненты разместите вручную (ориентируясь на схему и синие линии цепей) или автоматически. Сохранять и редактировать файлы лучше в формате ASCII, поскольку только с такими файлами работает автотрассировщик SPECCTRA, и такой формат удобен для чтения человеком. См. также советы 8, 14, 15, 16, 17, 20, 21, 22, 23, 25, 28 (ссылка [2]).

4. Предварительный прогон тестов DRC (Design Rule Check) на предмет устранения нарушений зазоров, целостности цепей, количества компонентов.

5. Трассировка дорожек. Программное обеспечение для автотрассировки уже достигло хорошего качества трассировки (особенно хорош трассировщик SPECCTRA, лучше всего применять именно его), но все равно процесс требует вмешательства человека - для задания правил трассировки, ручной доразводки неразведенных цепей и цепей со специальными требованиями. Освоить все тонкости управления автотрассировщика довольно сложно, но это в большинстве случаев не требуется, если немного поэкспериментировать. Обычно процесс разводки с участием автотрассировщика состоит из итерации следующей последовательности действий:
- запуск автотрассировщика
- просмотр результатов трассировки, анализ причин, по которым некоторые цепи не разведены (обычно конфликты прокладки проводников возникают из-за недостаточного места или слишком жестких правил разводки)
- ручная корректировка расположения компонентов с целью разрешения конфликтов прокладки трасс, ручная разводка проблемных участков (хорош инструмент Route\Advanced - зоны зазоров при прокладке и сам предлагает путь для трассы)
   Эти действия постоянно повторяют, пока вся плата не окажется разведенной. В процессе помощь оказывает фиксация некоторых уже проложенных дорожек, при этом автотрассировщик их не перекладывает. См. советы 18, 19, 20, 22, 23, 25 (ссылка [2]).
   Если 100% разводимость платы в SPECCTRA не получается даже после ручной оптимизации (перестановка компонентов, ручная трассировка и т. д.), то как крайнее средство можно попробовать подредактировать в DO-файле параметры grid wire и grid via. Это делается через меню Route\Autorouters, раздел Do File кнопка DO Wizard..., в левой части открывшегося окна выбираем нужный параметр, а в правой редактируем его значение, после чего нажимаем кнопку Modify и далее OK. Не забываем сохранить DO-файл (в окошке Route Autorouters нажимаем кнопку Save). Обычно помогает уменьшение параметра grid wire с 50 до 25 мил - выбираем параметр grid wire 50.000000, в правой части, в выпадающем списке Wire выбираем 25, параметр Layer оставляем без изменений (то есть qrid wire 25.000000 распространится на все слои), жмем Modify и OK.

6. Прогон тестов DRC, устранение всех ошибок, повторение этапов трассировки шага 5, пока ни одной ошибки DRC не останется. В процессе подготовки печатной платы может возникнуть необходимость корректировки компонентов в вашей библиотеке, после этого используйте в PCB инструмент Utils\Force Update...

7. Наведение косметики на рисунок печатной платы - устранение изломов, красивое расположение дорожек. Проверяют расположение переходных отверстий (via) и дорожек, чтобы они не контактировали с металлическими корпусами компонентов (например, кварцевых резонаторов). Финальная прогонка тестов DRC.

8. Получившийся файл с расширением PCB у Вас легко примут на любом заводе и с радостью сделают для вас печатную плату. Помните, что весь полезный металл должен отступать от края платы не менее чем на 0.25 мм, иначе соединения может повредить режущий инструмент. Если будет применяться угловое скрайбирование торцов платы, то токонесущие дорожки (особенно тонкие) во избежание их повреждений должны пролегать не ближе 0.5 мм от края платы.

9. Для монтажа необходимо предоставить список используемых деталей вместе с номиналами, типами, количеством и позиционными обозначениями (этот список легко готовится из текстового файла Bill Of Materials report, файл с расширением *.bom), а также сборочных чертежей обеих сторон платы, ну и детали (комплектацию) для монтажа. Если Вы хорошо потрудились над слоями шелкографии (на Top Silk и Bottom Silk у Вас понятно расставлены позиционные обозначения элементов, указывающие, где какую деталь впаивать), то сборочные чертежи получаются автоматически - достаточно распечатать вместе слои Board, Top и Top Silk (получится сборочный чертеж верхней стороны платы) и вместе Board, Bottom и Bottom Silk (получится сборочный чертеж нижней стороны платы. Иногда слои стороны Bottom нужно распечатать зеркально). На толковом заводе (как Зеленоградские "Микролит" и "Резонит") такие распечатки могут сделать без Вашего участия - при мне девушка (не боги горшки обжигают, однако!) это делала в P-CADе.

октябрь 2006
Стоимость подготовки производства печатной платы (это самая дорогая часть работ) зависит от её сложности, и для небольшой схемы из 20-50 деталей может составлять 1200..1600 руб. (около $44..$60 на октябрь 2006 года). Я заказывал платы в компании "Резонит", г. Зеленоград, http://rezonit.ru/pcb/production/home/, тел. (495) 7778080, 7305000, pcb@rezonit.ru. Доставка до Москвы стоит около 200 руб.

август 2008
Стоимость изготовления 3 печатных плат (без монтажа) - 2 стороны, площадь 0.2 кв. дм. (64.8 мм x 30.7 мм), есть маска и шелкография с обеих сторон - 3312.38 руб. (цена включает НДС). Такая высокая стоимость из-за подготовки производства. При изготовлении ещё 100 штук таких же плат по готовым шаблонам каждая плата обойдется в 286 рублей. Существует также такое понятие, как минимальная стоимость заказа мелкосерийного производства. На момент 7 августа 2008 года она составляет 1900 рублей (можете заказать даже одну платку, но меньше 1900 рублей не заплатите).

июль 2009
Резонит совсем испортился, либо просто у него появился шустрый конкурент - http://berelcom.ru/ ("Березка электронные компоненты", или Берелком). Сравните цены - Резонит подготовка производства 1800 руб., Берелком 1455 руб. Цена одной платы (повтора) у Резонит 74.94 руб., у Берелком 24.57 руб. Комментарии излишни - заказывайте платы только в Берелком. Они требуют 100% предоплату (можно оплатить по присланной квитанции через Сбербанк), время изготовления 14 дней, доставка курьером по Москве стоит 300 руб. Монтаж тоже лучше в Зеленограде не заказывать - Микролит (дочурка Резонита) берет за это неприличные деньги. См. также [3].

[Ссылки]

1. PCAD: термины. 
2. Советы при работе с P-CAD 2004. 
3. Подборка статей из журнала Chip News по PCAD, документация по автотрассировщику SPECCTRA. 
4. Где лучше заказывать монтаж печатных плат в Москве (SMD и DIP).
5. Где лучше заказывать изготовление печатных плат в Москве.