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PCB设计软件综述

PＣB设计软件综述（２011版）

（1）

201１－06-3０17：

3６:

５7   作者:

周雪花   来源:

e－wｏrks　  

关键字：

PCＢ

0引言ﻫ    ﻫ   PＣB（ＰｒｉntedCiｒcuiｔBoard），中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。

自从人类第一次连接碳片和硅片形成可工作电子产品以来PCB一直是电子行业的支柱。

PCＢ设计从开始的手工绘制到现在越大规模元件库，强大自动布局布线等功能,越来越方便我们工程师进行线路板设计工作。

PＣB设计具体的可以分为几个部分的,即原理图设计、PCBｌａyoｕt、电路模拟仿真、CAＭ工程软件、抄板软件等。

在ＰCB设计软件中，一般都包含了原理图设计和PCＢ设计两大模块，一些强大的PCB设计软件甚至将以上的模块都包括在内。

本文当中，我们主要讲的PCB设计软件，指的是原理图设计和PCBlayout这两部分。

   ﻫ   　每个产业之所以会盛兴衰败都一定有它的时空背景存在,PCB产业发展到目前为止也是有一段历史的轨迹可循。

从开始的众家厂商在自己擅长的领域发展，到后期不断地修改和完善，或优存劣汰、或收购兼并、或强强联合,现在在国内被人们熟知的厂商屈指可数：

Aｌtium、Ｃadeｎcｅ、Ｍenｔor、Zukeｎ、Cａdｓofｔ以及国产的上海青越等。

下面将分厂家对目前的主流PCB软件进行介绍。

ﻫ   

1ＡltiumProtｅl　系列

   ﻫ   衡量一个软件的优劣,其中一个很现实的标准就是看它的市场占有率,也就是它的普及和流行程度,那么AltiｕmProtel当之无愧地排在众多ＰＣB设计软件的前面。

Pｒoｔel系列，较早就在国内开始使用,基本上所有高校的电子专业都开设相关课程，甚至许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PRＯTEL。

Altium曾声称中国有7３%的工程师和80%的电子工程相关专业在校学生正在使用其所提供的解决方案，而目前正版率只有３%左右。

当然,关于触目惊心的盗版问题，e-woｒks也深表痛心，确实目前也没找到较好的规避方案，但是可以看出该软件在国内应用的广泛性。

ﻫ

图1　AｌtumDesigｎer

   Proteｌ是PROＴEＬ（现为Ａlｔium）公司在1985年推出的PＣB设计软件，从最初的ＰrotｅｌfoDＯS,再升级为ＰrｏｔｅlforWindｏws，然后在1９98年，推出protel9８，在1９9９年推出了划时代的protel99及其升级版protel9９　se,在2002年推出protelDXP……此后Alｔium从定点软件产品发布向连续流发布方式转移,基本上每年都有新版本发布，后有发布以AlｔｉuｍDｅｓigner+季节命名的版本，最新版本是2011年3月新发布的ＡｌtiumＤesigｎeｒ　１０。

   ﻫ   目前，使用Protｅl　99sｅ进行ＰCB设计工作的人员,数量还相当巨大。

ｐrｏtel99ｓｅ对ＰCB设计行业的贡献相当巨大。

无论是广泛使用的Ｐrotｅｌ99还是后续的各个版本,均提供了一个集成的设计环境,包括了原理图设计和ＰCB布线工具,集成的设计文档管理，支持通过网络进行工作组协同设计功能。

自ProtｅｌDXP/ＤXP2004开始,提供了全新的FPGA设计的功能；自AltiuｍDesigner６.0开始,将设计流程、集成化PCＢ设计、可编程器件（如FＰGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起；自Altｉum　Desigｎer6.８开始，添加了三维PCＢ可视化和导航技术，通过该功能，设计师可以随时查看板卡的精确成型,以及与设计团队的其他成员共享信息;在发布AltiumDｅsignｅｒ１0时，同时推出基于互联网的ＡlｔiｕmVaｕltｓ和AlｔiumLivｅ。

ＡlｔiｕmVａulｔs构成了Altiｕm智能数据管理技术的核心，它存储并管理电子设计数据；ＡｌtiumＬivｅ是一款适用于下载、交易和共享电子设计内容的在线环境。

   ﻫ   当然也有工程师对Proｔｅl系列软件存有抱怨，比如运行时占据大多数系统资源、对系统配置要求较高、菜单过于繁琐、不适合高速PCB设计、公司企业特别是外企使用较少等等，但因它是绝大多数国内工程师的"第一次亲密接触"的软件，还是有相当多的工程师可能出于恋旧情节或者先入为主的原因，对Altium　Prｏteｌ情有独钟,即使是Aｌtium有升级版本，也不会随意更换。

总之,这是一款很不错的适合从企业到个人的PCB设计软件。

ﻫ   ﻫ   【关于Atium】

   Ａｌtium（前称Proｔel国际）有限公司由Ｎｉck　Mａtrin于１９85年始创于澳大利亚塔斯马尼亚岛的霍巴特，开发基于计算机的软件,来辅助进行印制电路板（PCB）设计。

2003年建立中国代表处，加强中国转售商网络。

ﻫ   ﻫ2Ｃaｄence产品ﻫ   ﻫ   Ｃadeｎce公司的产品是concept／alｌｅgｒｏ和收购来的oｒcad。

Cadenｃｅ公司将orcad的强项原理图设计captuｒeＣＩＳ和CＡDENCＥ原来的原理图设计ｃonｃeｐtHDL，PCＢ工具ａllｅｇro及其它信号仿真等工具一起推出并统称为CADENCEPSD，现在叫SPB。

ﻫ图２　CadencｅSＰB

   ﻫ   2．1CａdenceAlｌｅgｒoﻫ   

   ＣａdｅnｃeAllｅgro现在几乎成为高速板设计中实际上的工业标准，最新版本是２011年５月发布的Alｌegｒo１6.５。

和它前端产品Captuｒe的结合，可完成高速、高密度、多层的复杂PCB设计布线工作。

为了推广整个先进　EDA市场,Allｅgro提供了ＯｒＣＡD　PＣB　Editoｒ、　PＡDＳ、　P-CAD　等接口,让想转换ＰCＢLayout软件的使用者，对于旧有的图档能顺利转换至Allegrｏ中。

Ａｌlｅgro有着操作方便、接口友好、功能强大（比如仿真方面,信号完整性仿真、电源完整性仿真都能做。

）、整合性好等诸多优点，在做pcｂ高速板方面牢牢占据着霸主地位，这个世界上60%的电脑主板4０%的手机主板可都是拿Aｌｌｅgｒｏ画的，广泛地用于通信领域和ＰC行业,它被誉为是高端ＰCB工具中的流行者。

ﻫ   ﻫ   CａdenceＡllｅｇrｏ系统互连设计平台通过IＣ、封装和PCB之间的约束驱动的协同设计,实现降低成本并加速上市时间。

ＳPB（Siｌicon-paｃｋage－board）产品线目前已经包含在Alleｇro平台内，所有产品名已经变更。

   ﻫ   2.2Ｃａdｅｎce　ＯrCAＤＣapture ﻫ   ﻫ   OrCADCapturｅ是被称为全球最多人使用的线路图绘图程序+画原理图的最厉害的软件，之所以被推荐是应该它的库比较多，元件不需要你建，而且易与其它软件（如:

Ansofｔ、Mentｏ的软件）集成，各种工具交互比较容易。

它针对设计一个新的模拟电路、修改现有的一个PCＢ的线路图、或者绘制一个HDＬ　模块的方框图,都提供了所需要的全部功能,并能迅速地验证您的设计。

　OrCADCａpｔure作为设计输入工具,运行在PＣ平台，用于　FPGA　、PCB和OrCADPSｐiｃｅ设计应用中，它是业界第一个真正基于Ｗｉndoｗs　环境的线路图输入程序，易于使用的功能及特点已使其成为线路图输入的工业标准。

ﻫ   ﻫ   可利用ＯrCAD　Caｐtｕre来连结Ｃadｅncｅ　OrCAＤPCB　Editor、Aｌlegｒo或其它的Lａyｏｕt软件,来完成PＣB设计。

ﻫ   

   注意：

Cadence公司的产品这几年变化很快,存在了Orcad/SPB/ＰSＤ等多个系列,很多人初学者就会困惑Ｏｒｃａｄ、SPB和PSD是什么？

其实三者都是Cadｅｎce公司基于ｃａpture和allｅgro的PＣB设计套件，区别仅在于软件配置。

Orcad的配置是低端产品，存在价格低的优点,但是在Orｃａd中Ａllegro的功能比较弱，只有各项基本功能而没有ｃonstrａinmanａｇer,如果需要SＩ或者cｏｎstraｉnmanager呢，就需要另外的增加配置了。

ＰＳD是SPＢ的早期叫法。

   【关于Ｃadencｅ】

   　Ｃaｄｅnｃe公司成立于1９８8年5月,总部位于美国加州圣荷塞市。

Ｃadeｎce公司的电子设计自动化产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计,功能验证,IＣ综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计,ＩＣ物理验证，ＰCＢ设计和硬件仿真建模等。

1992年进入中国大陆及香港市场,然后陆续建立了北京、上海、深圳、香港四个办事处以及北京研发中心、上海研发中心。

ﻫ   ﻫ3Ｍenｔor产品

   Ｍentｏｒ公司的产品是boardｓtation（ＥN）和expediｔionpcb（ＷG）以及收购来的pads（powｅrＰＣB）。

PCＢ工具MＥNTOR已经逐渐的在整合到一起，最高端的就是Board　SｔａｔionRE和WG的ＰCB工具ExpeditionＰCB无缝切换,说起ＰCB工具不得不提的就是teaｍPＣB平台，他们可以让几个PCＢ工程师在不同的客户端共同设计一个ＰCＢ,这样可以大大的提高产品设计进度。

ﻫ图3Mentor　PＡDS

   3.1MentoｒENﻫ   

   MｅntorEN　即　MentorBoａｒdStaｔion，是Mｅntor　Gｒａphics推出的高端专业原理图和PCB设计软件，既支持Unix系统也支持Wｉndｏｗs系统（Ｗin2０00　和Ｗin　XP）,其中EN是Ｅntｅrｐrise的简写。

EN的原理图是BＡ，超级繁琐,但是功能还是很强大的。

是只考虑工期不考虑成本,总是做8层~１2层ｐcb的通讯和军工研究所的首选，也有很多大型电ＩT公司，如Ｉnｔel,朗讯，伟创力，西门子,波导使用MentｏrEN进行PCＢ设计，但国内会使用的MentoｒＥN的工程师并不是很多，而且其学习难度较大,不建议自学。

ﻫ   

   ３．2MeｎtorＷＧﻫ   

   MentorWG　即　MentｏrExpedｉｔioｎ，是ＭeｎtｏｒGraｐhicｓ公司推出的基于Wiｎｄows界面的高端ＰＣB设计工具，同时也被工程师们认定是拉线最顺畅的软件,被誉为拉线之王,它的自动布线功能非常强大,布线规则设计非常专业;是最好的布线工具。

另外,　ＭenｔｏｒＤxＤesignｅｒ（ViｅｗDraw的升级版本）　是ＭentorGrａphics公司推出的原理图输入工具,其功能强大,界面友好,可以支持多种　PＣBＬaｙout工具,如：

MentoｒExｐedition，Mentor　Boaｒd　Ｓtatiｏn,ＰowerPCＢ,CadｅnｃｅAｌｌegｒo，和Ｚuken等。

Meｎtoｒ　DxＤesｉｇｎer+MeｎtorWＧ是ＭentoｒGrａpｈicｓ公司如今推荐的原理图和PCＢ设计流程。

ﻫ   

   3.３ＭeｎtorＰADS系列

   ﻫ   ＰowerＬoｇic和ＰowerPCB产品被ＭentorGraｐhics公司收购后,更名为PADS系列，版本升级升的非常快,先前的有PAＤS2００5、ＰAＤＳ2007PAＤS，目前最新的版本PAＤＳ9.4，不过也有工程师反映运行最稳定还是PAＤS　20０5，包括:

原理图工具ＰADSLoｇic、PCB工具ＰADＳＬayｏｕt和自动布线工具PADS　Ｒouｔer。

ＰAＤS系列低端的PCB软件中最优秀的一款，其界面友好、容易上手、功能强大而深受中小企业的青睐，在中小企业用户占有很大的市场份额。

ＰＡＤS最大的优势就是手机产品设计,虽然说他功能简单，但是山寨机基本上都是用它搞定的,国内的设计公司有80%都是用它。

不足是其本身没有仿真，做高速板时,要结合其他专用仿真工具，如hyperlynｘ，另外原理图绘制元件库很少。

   ﻫ   【关于Mｅntor】ﻫ   ﻫ   MentorＧraｐhｉｃs（明导国际）成立于1981年，总部位于美国俄勒冈州威尔逊维尔。

Menｔｏｒ是电子设计自动化技术的领导产商，它提供完整的软件和硬件设计解决方案,让客户能在短时间内，以最低的成本,在市场上推出功能强大的电子产品。

MｅntorGｒaphics拥有世界级的研发部门，在全球有６７个办事处，与世界知名的电子产品制造商、供应商及半导体产商结成战略联盟,开发新的设计解决方案服务于现代高科技。

中国总部设立于上海金茂大厦,分别在北京和深圳设有销售据点。

4ZUKEN产品

Zukｅｎ公司的高端产品是Ｃr5０00，低端产品是CADＳTAＲ。

图4　ZUKENcａdsｏft

４.１ＺukｅnCR500０

　ＣR5000的原理图工具是SＤ（Sｙstem　Design）,　PCＢ工具是BD（BoarｄＤesiｇｎ）目前最新版本是11.０。

除了日资和与日本有业务往来的企业外还有很多公司用zuken的软件，国内的一些研究所以及一些老的电视机企业在用,ＬG也在用ZUKＥN的工具,特别是NＯKＩA全线手机设计工具都用了ZUKＥＮ的软件,还有日系的数码相机都是用CR5000设计的。

　　　据使用过的工程师反映ＣR50０0的优点有:

手工layout设计方面,ＣR5000非常棒，包括走线,铺铜,DRC，快捷键,鼠标手势等，特别是圆弧线很好用,渐变平滑过渡走线;有专门的拼板工具;可以直接的给不同网络设定颜色,这个功能在查看走线趋势和分析走线时很实用;可以自动绕等长线;虽然CＲ5000环境配置比较繁琐，但配好后很好用，很少出问题。

　　当然也反映有些不足：

入门难；价格高（好像每个Lｉcenｓe就要10万美元；升级频繁（按说这个不算缺点吧，但是每升一次级就要就要交一次钱）；供用户自己编辑或二次开发的能力不是十分强大；做封装库效率稍底,尤其是做pin很多的syｍｂol时;技术支持和售后服务不是很理想。

　4.2ZukenＣADＳTＡR

　CＡDSTＡR安装文件小，特别是由原理图转到PCB时，功能确实强大,可以原理图和PCＢ之间随意跳转，而且成功转出网络表后出错的机会就没有了，因为他对原理图的正确要求非常高。

用户能够对零部件和元件的版本进行管理,储存ＰCＢ设计中包含的零部件资讯，安装复杂层堆栈以满足埋孔和盲孔技术需求，并执行阻抗受控布线工作。

最新版本为CADＳTAR12.0还具有扩展式ODB++生产输出功能,可使用多种颜色标注网路，并在设计编辑器中添加了现场可编程门阵列（FPGA）设计整合功能及全面整合零部件库管理器。

另外,PWS是ZUKＥN下线产品,但是一直还在升级,因为老的客户还在继续使用。

【关于Zuken】

ＺUKENINC.（株式会社图研）公司成立于１97６年,总部设在日本横滨，是ＥDＡ行业唯一一家专门从事PCB/MCM/Hybrｉｄ和IC封装设计软件开发、销售和提供支持服务的著名厂商。

ＺUKＥＮ公司是行业中唯一能够提供电路设计、逻辑仿真、系统后分析、生产加工、工艺设计和测试一体化全面解决方案的　ＥDA厂家。

ZＵＫEN公司在全球十几个国家和地区设有2８个分公司和办事处,在日本本部、美国和英国设有三个软件研发中心，　ＺUKEN公司于19９3年８月在中国北京设立办事处，并根据业务发展于2000年6月设立上海办事处。

5　ＣadsｏｆtEAGLＥ

　　EAＧＬＥ软件是ｅ络盟全资德国子公司CadＳoft开发的一款畅销欧美的原理图和ＰCB版图设计工具。

ＥAＧLE软件提供3个主要功能：

原理图编辑器、布局器和和自动布线器，让电子设计工程师按照个人意愿随意"组合"数据，无需在原理图和布线图之间转换。

最新版EＡＧLＥ　软件5.１0.0版本集成了"DｅsiｇnLiｎk"　接口,ＥＡGＬE　DesigｎＬinｋ接口简化设计流程电子设计工程师无需离开设计环境,便可订购超过４0万件电子产品。

图５　Cadｓｏｆt　EAGＬE

　在一个外国工程师的博客里这样写到:

"虽然CadSoft　Eagle在２010年才被各种杂志和组织承认是PCＢ软件，但是它现在已是名副其实的前三名。

好的一面是提供非试用版的免费版，虽然确是有一些限制,但是很适合新手。

同时它也是一款市场上为数不多的可以在Ｗiｎdows，Ｌinux和Mac平台上运行的PＣB软件。

"

　该工具的主要特点是价格低、易于上手、安装程序很小（只有十几M）、自带了很多器件库（3Ｄ元器件超级逼真）、自带教材。

据称，一般情况下电子设计工程师一个星期内就可以上手EAＧLE工具,EAGLE深受诸如西门子、博世等公司PCB设计工程师青睐，因为在实际工作中，这些设计的复杂度并不高,而易于上手是该工具受欢迎的主要原因。

也有反应不好的就是PCＢ走线不是特好用。

【关于Cadsoｆt】

　CａｄSofｔ是英国PrｅmｉerFarnell集团的全资德国子公司,PremierFａrｎelｌ集团有限公司向全球电子设计工程师、维修工程师和采购人员提供高品质服务、多渠道的关键产品、资讯、软件和技术解决方案。

ＥＡＧLE　目前在欧美有４万客户,于2011年3月正式进军中国，标准版４5０0ＲMB,专业版1万ＲMB。

６青越锋

　产品用途:

主要用于从事电子电器设备仪器仪表等电子行业电路原理图的绘制、查看、电路板PCB　设计工作以及兼容查看编辑其他工程文件等。

图6青越锋

　　产品模块:

整个软件由四部分组成:

原理图编辑器（Ｓchdoc），原理图库（Schlｉb）,PCB编辑器（Pcbdoｃ）,PCB元件封装库（PCｂｌib）。

更多资料请参看:

近距离接触国产PCＢ电路板设计软件-－青越锋

【关于上海青越】

　　青越软件有限公司是一家从事电子设计自动化（EDA）软件开发的专业公司,自身拥有强大的技术力量团队,公司放眼于无限发展的未来，凭借一流的经营理念,管理模式,和领先的技术优势,战略眼光,以开发推广功能强大的国产EDA软件-青越锋，作为自身坚定不移的长期发展战略。

作为民族软件产业的一份子,青越人深知肩负的历史使命,凭借多年来对行业的潜心研究，凭借自己的不懈努力,青越人推出了完全自主知识产权的EDA软件--青越锋。

　７大公司PCB设计工具的应用方案

IntelＣoｎcepｔ+Allｅgro+SpｅcctraQueｓt

Dell　DＸＤ＋Allegro＋　SQ原理图也有一部分是Capturｅ

　　Huawei　viｅwｄraw+Alｌegro+　ＳpeccｔrａＱuest＋Ｅxpｅｄatｉon

　　ZTE　　　　　Conｃｅpt+Allegro+ＳpecctrａQuest+Expedatiｏn

　　UTConceｐｔ+Ａllegrｏ+　ＳpecｃtraQueｓt手机部用的是ＰＯWERPCＢ

　　CsｉcoCoｎcｅpt+Allegro＋　SｐecctraQueｓｔ

　Ｈｐ　　Conｃept+Alｌegｒo＋ＳpecｃtraＱuest　从Boardstａtion转成Aｌlｌeｇrｏ流程

Moto　Coｎｃept+Aｌleｇrｏ+　SpｅcｃtraQｕest从Boardstatｉon转成Alllegrｏ流程

　Nokia　　mentｏrＢA+　ＺUＫEN　BD

　　　ＣHIPCOＮ（TI）　CＡDSＴＡR

8结束语

　在以上所介绍的主流的设计软件各个软件各有千秋,且都具备完成一般电子设计工作的能力。

软件的挑选固然重要，但用PＣB软件设计ＰCB是一项非常依赖理论知识和经验技巧的任务,况且对于PCＢ设计软件的使用,也符合一般熟能生巧的规律，所以希望大家好好练好基本功,经过数年PＣB设计高手可能就是你。

　编者按:

选择一个好的PＣB设计工具,对进行PCＢ设计工作可以起到事半功倍的效果。

e－workｓ撰写本文旨在介绍主流的PCB设计软件,给大家在挑选软件时作一个参考。

当然,市面上各式各样的PCB设计软件很多,有些还是免费的,大家在选择的时候，根据本身的条件进行选择,也许一句广告语"没有最好的,只有最合适的。

"，在这也是实用的。

e－woｒksＥDA栏目（）一直致力于帮助学习和提高电子设计技术，如果大家在这方面有任何需要,可以联系我们，也可以进入e-woｒks论坛（）→产品创新数字化　→　EDA和各位学习电子设计自动化的朋友们交流。

1、proteｌ无疑是最早接触的edａ软件了，在大部分大学里都有ｐrｏtel软件的课程,但是不得不承认，ｐrotｅl在eｄa软件家族中的确是最低端的软件之一,制作单面板，两层板尚能得心应手，但是4层就开始感觉到不好用了，更多层就更不必说了，如果面对高频高速的多层板，能用proteｌ做出高质量的板子的人是相当不错的:

）ﻫ　ｐrotel在未来的日子会不会被淘汰不好说,现在使用ｐrotel的人还是有相当的市场的。

学习ＰRＯＴEL是学习高端PCＢ软件的基础。

ﻫ　2、pads即poｗerpcb,我把它称作低端中的无冕之王，它是我认为在所有低端的ｐcb软件中最优秀的一款，好用,易上手，做出的板子质量不会比wg,ａllegro等逊色，现在市场上使用范围最广的一款eda软件,适合大多数中小型企业的需求。

ﻫ　3、orｃａdorcaｄ的pcｂ比ｐrotel还要差,但是orｃａｄ的原理图设计部分capture　ＣIS被业界视为最优秀的原理图工具之一，界面好看，易上手，操作方便,仿真等功能强大,如果和ｄxｄesigｎer相比在使用方面,我觉得是占上风的,只是dx有非常好的管理功能,集成环境,原理图复用等功能。

ﻫ4、ｗgmentoｒ公司的产品,最新出了WG2005，基于windows平台，在中高端的几个软件在功能方面没有很大优劣差别的情况下，只有拉线爽的软件才是好软件,而WG2００5正是拉线最爽的软件,被誉为拉线之王,它的自动布线功能非常强大，布线规则设计非常专业，expedｉｔionPCB是ＷＧ的pcｂ核心部分，WＧ２０05包含了ＤX，ＤC，ＤV,LIB,EXP等部分部分。

　5、eｎ同为meｎｔｏr公司的产品,最新推出的EＮ２0０4,因为是基于ｕｎix平台的产品，而且市面上没有中文教材，软件学习难度较大,令很多人望而却步;它的专业程度决定了它不适合中小型企业，特别是小型企业,因为没有这个需要，一碗水就能熄灭的火干吗要爬山走远路去更远的河里去取,对不对,况且这个软件本来就是为大型企业设计的,因此没有这个需要的朋友不必去费心费力的，如果工作需要的话就另当别论了，原理图是eｐd２004，基本上,它最重要的是集成管理体系。

　　6、allegro高速板设计中实际上的工业标准！

ﻫ　　学ｐrotel９9se吧，有大把的*＊软件，大把的书,大把的资料,大把的人教你。

缺点是它的敷铜功能太弱智,自动走线也太弱智,注定做不了大板。

只画双面板当然是ｐｒoteｌ99sｅ最简单,上手最快了。

　ｐoweｒ　PCB也可以,比ｐrｏｔeｌ高级一点点，可以对付大多数的高速板。

　allｅgro和menｔｏｒ专门做大板,因为它规则严谨,功能强大