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KiCad 9.0.0 发布

作者: KiCad 华秋发行版开发团队
发布日期: 2025-02-25

华秋发行版合并了 KiCad official 9.0.0 的全部更新。并包含额外以下功能:

  1. 微软拼音输入法导致 KiCad 卡死
  2. Windows 支持暗黑模式(与 Windows 颜色设置一致)
  3. 增加云端器件库(参数、符号、封装)
  4. 自带 DFM 插件
  5. 自带询价和一键下单插件
  6. 增加了 KiCad 插件的国内镜像

不久的未来,华秋发行版会为大家带来更多惊喜,敬请期待。

更多关于华秋发行版的介绍可以参考:KiCad 华秋发行版

KiCad 华秋发行版下载链接:点击查看

版本 9 的变化

KiCad 用户论坛的持续更新帖中记录了 KiCad 9 的绝大多数新功能与可用性改进。本文精选部分重大更新(非完整列表),此外还包括数百项错误修复、性能优化及其他改进。完整更新清单请访问 GitLab 里程碑页面查看: https://gitlab.com/groups/kicad/-/milestones/31#tab-issues

数据统计

代码仓库贡献情况

KiCad 9 的开发凝聚了数百位开发者、翻译人员、库文件贡献者和文档编写者的智慧结晶。代码与翻译相关的独立提交达 4,870 次,与版本 8 基本持平。年度开发周期持续为用户提供定期大版本更新,同时吸引着新贡献者与赞助商的加入。

官方库文件改进

2024 年对 KiCad 库团队来说又是一个重要年份。在六位新加入的库管理员协助下,官方库新增近 1,500 个原理图符号、750 个封装和 132 个 3D 模型,并对现有元件进行了数千项优化改进。团队处理了超过 2,309 个合并请求,随着更多成员的加入,问题响应速度显著提升,待处理请求积压量持续减少。我们欣喜地看到众多贡献者加入库团队,共同推动库资源的快速发展。

通用改进

Jobset(预定义 output jobs)

Mark Roszko 贡献了一项新功能,可在原理图与 PCB 设计中应用预定义的"任务"集合(例如绘图、导出及运行 DRC 检查)。独立的任务集文件具有可复用性,用户可创建跨项目通用的输出流程以保持设计一致性。该任务集既可通过命令行执行,也可在 KiCad 图形界面中直接运行。

文件内嵌

Seth Hillbrand 实现了一项功能,可将原理图、PCB 布局、封装及符号中原本链接至外部文件的各种元素进行内嵌。这一改进使得用户能够创建完全自包含的 KiCad 文件,无需依赖任何外部资源(如字体或 3D 模型)。

图框

图1 图框

数据手册

图2 数据手册

3D模型

图3 3D模型

字体

图4 字体

贝塞尔曲线工具

John Beard 在原理图与 PCB 编辑器中新增了贝塞尔曲线绘制工具。与圆弧工具类似,PCB 编辑器会显示辅助引导线,默认情况下曲线段之间会保持相切关系(退格键操作逻辑与圆弧工具一致)。目前原理图编辑器暂未支持交互式编辑辅助线(圆弧工具也存在相同限制)。此前版本已支持贝塞尔曲线的导入与编辑功能,现在用户可直接在编辑器中创建贝塞尔曲线。

支持多通道设计

Tomasz Wlostowski 贡献了多通道设计支持功能。该功能允许用户通过重复某一通道的 PCB 布局元素,快速生成完全相同的副本设计。

器件类(Component Class)

James Jackson 新增了器件类功能,允许将不同符号与封装分组至特定类,并为这些类别应用专属设计规则。器件类可在原理图编辑器中通过符号设置,并自动关联至对应符号的封装。规则区域关联的指令标签现可设置"元件类"字段,位于该规则区域内的符号将自动归属至指定元件类。用户也可直接在符号属性中设置元件类别:

符号规则区域分配器件类

图5 为符号规则区域分配器件类

符号可同时归属多个器件类,其类别来源包括:符号自身直接定义、所属子单元定义、或所在规则区域指令标签定义。

单个符号的多重类别归属

图6 单个符号的多重类别归属

在 PCB 编辑器中,器件类将关联至符号对应的封装:

带元件类别的封装

图7 带元件类别的封装

新增两个 DRC 表达式/函数用于查询元件类别:

(condition "A.ComponentClass == 'CLASS_1,CLASS_2'")

检测元件类别完整列表,复合类别以逗号分隔并按字母顺序排列

(condition "A.hasComponentClass('CLASS_1')")

检测是否包含特定器件类

(condition "A.memberOfFootprint('${Class:CLASS_1}')")

检测某个元件是否属于特定组件类中的一个封装

原理图、符号及封装编辑器支持表格

得益于 Jeff Young 的贡献,原理图、符号库及封装库编辑器现已支持表格编辑功能,使其功能与 PCB 编辑器保持一致。同时新增多项表格编辑特性。

原理图编辑器中的表格

图8 原理图编辑器中的表格

自定义 ERC/DRC 错误、警告和排除注释。

Jeff Young 添加了一项功能,让您可以使用以下文本变量从文本框和字段中创建 ERC/DRC 错误和警告:

${ERC_WARNING <custom title>}
${ERC_ERROR <custom title>}
${DRC_WARNING <custom title>}
${DRC_ERROR <custom title>}

符号中的ERC字段

图9 符号中的ERC字段

自定义ERC错误的符号

图10 自定义ERC错误的符号

鼠标滚轮操作

John Beard 在 PCB、原理图、封装及符号编辑器中新增了鼠标滚轮操作功能。主要功能通过 Shift+Alt+滚轮触发,次要功能通过 Ctrl+Alt+滚轮触发。

当前功能绑定为文本递增操作:滚轮控制最右侧"分段"(主要功能)与次右侧分段(次要功能)。例如,在"B2"上使用 Shift+Alt+滚轮可切换至"B1"或"B3",Ctrl+Alt+滚轮则切换至"A2"或"C2"。该机制采用启发式算法,在常规场景中表现良好。得益于鼠标悬停位置检测能力的提升,符号编辑器的"编辑引脚"对话框现可根据双击或按'E'快捷键时鼠标的位置(悬停在编号或名称区域),自动将输入焦点定位至对应字段。

  • 各编辑器应用场景:
  • 封装编辑器:焊盘编号与文本编辑
  • PCB 编辑器:文本编辑
  • 符号编辑器:引脚编号/名称(根据鼠标位置)及文本编辑
  • 原理图编辑器:标签与文本编辑

持续完善的文档体系

Graham Keeth 为 KiCad 9 的文档更新付出了巨大努力。得益于他的工作,KiCad 9 的绝大多数新功能与变更已形成完整文档。除新增内容外,Graham 还通过更新截图、优化文本及修正错误全面提升文档质量。与此同时,文档翻译团队也在积极更新多语言版本,确保更多语言的用户能获取最新文档资源。

其他全局性改进

  • 命令行功能增强,包括新增光线追踪 3D 图像生成等多项能力。
  • 鼠标滚轮缩放方向反转选项
  • 图像参考点支持
  • 库编辑器树形面板新增"全部展开/折叠"右键菜单项
  • 支持为单一网络分配多个网络类别
  • 检查器报告面板支持右键复制内容
  • 新增可映射快捷键的文本对齐操作
  • ERC/DRC 排除项可添加注释说明
  • ERC/DRC 对话框右键菜单支持移除已忽略的检测项
  • 检查器窗口内容支持右键复制
  • 原理图/PCB/工作表编辑器支持从剪贴板粘贴图像作为参考图

原理图及符号编辑器

选择过滤器

得益于 Jon Evans 的贡献,原理图与符号库编辑器现已支持对象选择过滤功能,该功能此前已在 PCB 及封装库编辑器中实现。

原理图及符号库编辑器中的选择过滤器

图11 原理图及符号库编辑器中的选择过滤器

图纸引脚/层次标签同步工具

核心开发团队新成员 Ethan Chien 贡献了图纸引脚/层次标签同步管理工具。该工具可同步管理图纸引脚及其关联的层次标签,无需在图纸与原理图之间反复切换。

网络类规则区域

James Jackson 新增了对原理图网络类规则区域的支持。该功能允许用户绘制特定形状,并将网络类标识自动附加至该形状所定义的所有网络。

原理图规则区域

图12 原理图规则区域

设计模块(Design Reuse)

Mike Williams 贡献了原理图设计模块功能的实现。该功能支持用户创建可复用的原理图模块库,未来 KiCad 版本还将扩展该功能,新增可复用的 PCB 布局模块支持。

原理图设计模块

图13. 原理图设计模块

网络类颜色高亮

James Jackson 贡献了一项便捷的易用性改进:新增"网络类颜色标识"显示模式选项。该选项可将网络类颜色以"高亮边框"形式显示在导线外围,而非仅改变导线本身的颜色。

原理图网络类颜色高亮

图14. 原理图网络类颜色高亮

原理图编辑器的其他改进

  • 在符号编辑器中将符号保存到其他库时,现在会保存其所有派生的符号。
  • 符号编辑器中的"另存为"和"复制另存为"命令。
  • 尝试编辑只读库时发出警告,并提供创建可编辑副本的选项。
  • 在符号编辑器中可选择不显示隐藏字段。
  • 网络导航器现在显示原理图中的所有网络。
  • 可选择将符号排除在仿真之外。
  • 导入带模块的 Eagle 原理图。
  • 符号编辑器引脚拖动功能。
  • 符号备用引脚模式指示器。
  • 将派生符号保存到不同的库。
  • 对具有相同名称的局部和全局标签进行 ERC 检查。
  • 对未连接端点进行 ERC 检查。
  • 支持导入 Altium ASCII 原理图文件格式。
  • 可以从层次导航器重命名页面。
  • 可选择将符号排除在仿真之外。
  • 可选择在具有备用定义的符号引脚上显示指示器。
  • 能够将整个页面标记为"不装配"、"从电路板/BOM 中排除"或"从仿真中排除"。
  • 可选择绘制"不装配"指示器。
  • 允许在"编辑参考字段"对话框中更改符号单位。
  • 允许为单一网络分配多个网络类。
  • 引入网络类排序。
    • 允许网络类具有空属性(默认网络类除外)。
    • 有效网络类由网络类优先级顺序中的非空网络类字段构建,始终使用默认网络类参数作为后备。
    • DRC 检查网络类等效性,要求两个项目具有相同的组成网络类集。
    • DRC 测试网络类名称(A.netclass == 'my_netclass')与按优先级排序的组成网络类的逗号分隔列表。
    • 添加 DRC 函数 A.hasNetclass('my_netclass')以测试给定网络类是否分配给某个项目。
    • 原理图和 PCB 网络类着色采用网络的有效聚合网络类。

PCB 及封装编辑器

IPC API

Jon Evans 为 PCB 编辑器创建了基于进程间通信(IPC)的全新接口,该接口将逐步取代现有的 Python 封装接口。相较于旧方案,新接口在稳定性与接口规范一致性方面均有显著提升,并计划在版本 10 开发期间扩展支持原理图编辑器。有关新接口的详细信息,请参阅开发者文档: https://dev-docs.kicad.org/en/apis-and-binding/ipc-api/index.html

敷铜管理器

Ethan Chien 提供了一个新的敷铜管理器功能,可以轻松预览和调整敷铜优先级和其他设置,而无需逐个编辑每个敷铜来验证更改的结果。

敷铜管理器

图15. 敷铜管理器

优化的过孔盖油控制

Jon Evans 新增了板级顶层与底层过孔盖油控制功能,并支持单个过孔自定义设置。相较于 KiCad 旧版本,该改进实现了对过孔盖油的全面控制。

板级过孔盖油

图16. 板级过孔盖油

单个过孔盖油

图17. 单个过孔盖油

预设层对

John Beard 新增了多项层对操作辅助功能:预设配置与快速切换列表。用户可通过"Shift+V"快捷键循环切换已启用的层对组合,以及当前自定义的非预设层对配置。

层对分配对话框

图18. 层对分配对话框

层对列表

图19. 层对列表

形状修改工具

John Beard 开发了一项形状修正工具。由于电路板内部开槽通常无法加工出锐角,他专门创建了名为"Dog bone"(狗骨)的工具,可根据开槽刀具的直径自动生成符合制造要求的圆角过渡形状。

形状修改

图20. 形状修改

Padstacks

Jon Evans 的贡献使 KiCad 新增了焊盘堆叠功能。该功能支持通孔焊盘在各铜层实现差异化设计:用户可为顶层/内层/底层分别定义不同几何形态的铜箔形状,甚至实现各铜层独立造型的焊盘堆叠结构。

焊盘属性对话框

图21. 显示自定义 pad stack 的焊盘属性对话框

3D查看器中的自定义 pad stacks

图22. 3D查看器中的自定义 pad stacks

交互式定位工具

John Beard 开发的另一实用工具支持用户通过绘制参考线并定义其属性参数,实现对象的精确定位。该功能允许先绘制基准线,再通过设定线条的具体规格(如长度、角度等)来调整目标对象的放置位置。

另一个用途是以更直接的方式操作对象,首先将对象移动到已知位置,然后使用 "精确移动"。它还可以用于在一个轴或另一个轴上设置对齐。

矢量不一定要在任一对象上,这样就可以直接使用其他对象的尺寸作为选区的移动量。

多走线拖拽

Tomasz Wlostowski 更新了推挤布线工具,新增多走线同步拖动功能。尽管与同时布线多条走线存在差异,但这一改进将显著提升含复杂总线结构 PCB 的布线效率。

爬电距离规则

Fabien Corona 针对电气爬电间隙实施了设计规则检查。新规则语法和由此产生的 DRC 错误如下所示。

(rule HV_HV
   (constraint creepage (min 20mm))
   (condition "A.hasNetclass('A') && B.hasNetclass('B')")
)

爬电距离 DRC 错误信息

图23. 爬电距离 DRC 错误信息

3D 模型导出改进

在 Aleksandr Shvartzkop 的努力下,三维模型现在可以导出为 XAO、STL、BREP 和 PLY 文件格式,包括丝印和阻焊层。

新的3D模型导出格式

图24. 新的3D模型导出格式

3D模型导出后的阻焊及丝印层

图25. 3D模型导出后的阻焊及丝印层

PCB 编辑器的其他改进

  • 网络检查面板
  • 光标对齐指示器
  • ODB++导出
  • 在制造层上绘制焊盘轮廓和编号的选项
  • 允许直接将文本粘贴为文本项
  • 在 3D 导出中包含丝印层和阻焊层
  • 筛选要包含/排除在 3D 导出中的模型
  • 将所有层绘制到单个 PDF 文档中,每层单独成页,而不是每层导出单独的 PDF 文件
  • 差分对偏斜和锐角设计规则检查
  • 用于独立检查差分对偏斜规则的可选偏斜 DRC 标志
  • 设计规则失败间隙指示器
  • 走线阻焊层移除
  • 相对位置工具的任意参考点
  • 光标对齐指示器
  • 外部尺寸引线
  • 区域角落倒角
  • 在相对位置工具中使用可以对齐到对象的任意参考点的选项
  • 外轮廓创建工具
  • 多边形简化工具
  • 单独设置过孔每层的环形尺寸
  • 从原理图更新 PCB 时覆盖锁定的封装
  • 允许将用户定义层分组为顶层/底层对
  • 现在支持从命令行界面导出带光线追踪的 3D 模型
  • 扩展 physical_clearance 规则以应用于敷铜和封装 courtyard
  • 改进通孔的渲染
  • 内向尺寸箭头
  • 3D 模型导出改进
    • 铜几何体融合选项
    • 导出内层铜的选项
    • 排除电路板主体或封装模型的选项
    • 网络过滤器(可用于导出单个网络)
    • 使用圆弧近似区域几何以加快处理速度并减小文件大小

其它工具

  • 计算器工具调节器面板中增加了公差计算。

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