The Art and Science of PCB Design¶

课程简介¶

• 机构： MIT
• 课程编号： IAP PCB 2026
• 方向： PCB、EDA 与硬件验证
• 评级： S
• 角色： 主线
• 难度： 提供方未标准化（请按先修判断）
• 最近复核： 2026-07-28

MIT 的《The Art and Science of PCB Design》通过八个 KiCad 与 Altium 实验、视频、讲义和代码建立 PCB 设计主线；课程许可开放，但制板成本和部分视频访问需另行核对。

为什么选择这门课

主线课程，资源完整、教学设计清晰，适合作为该方向的优先选择。

学习前准备

• 建议先完成方向基础：电路分析
• 建议先完成方向基础：电子实验与测量

可验证的学习成果

• 解释PCB、EDA 与硬件验证中的核心模型，并说明主要假设与适用边界
• 独立完成代表性推导与题目，并用量纲、极限情形或数值结果交叉检查
• 完成可复现实验或实现，保留原始数据、参数、版本和验证记录

工时与节奏

13 周，每周 11 小时。 这是维护者规划估计，依据课程角色与公开练习、实验密度生成，不是提供方工时承诺。先试学两周，分别记录授课、练习、实验和复盘时间；若实际偏差超过 25%，据实调整剩余计划。

安全等级

低能量实验。 仅开展隔离、限流、低能量实验；通电前检查额定值、接地、短路风险和紧急断电方式。

课程资源¶

软件、硬件与成本

软件

• 维护者建议的开源/免费验证路径：KiCad（原理图、PCB 与 ngspice）、gerbv 与 Git
• 资源清单包含公开代码覆盖；复现时固定解释器、依赖、工具链、数据集和 PDK（如适用）版本

硬件

• 资源清单包含实验覆盖；优先借用或共享仅在设计检查通过后使用课程指定元件、打样 PCB、限流电源、数字万用表与示波器。仅在提供方实验手册明确要求后核对规格、许可与安全条件

成本说明

建议软件栈可开源或免费使用；这不是提供方要求或物料清单。开发板、元件、打样和仪器的实际清单与费用以提供方实验手册、地区和当地可得性为准，采购前优先借用、共享或仿真。

公开资源完整度

资源与访问条件

“官方页已列出”表示核验日从成功访问的官方来源页发现该链接，不保证目标文件在所有地区或账号状态下都能直接打开。访问不代表获得再分发权；下载、改编或公开发布前，应重新核对提供方页面、目标链接及其中第三方材料的许可。

实践与验收¶

实践闭环

《The Art and Science of PCB Design · MIT IAP PCB 2026》可制造低压测试板设计审查

这是维护者为《The Art and Science of PCB Design · MIT IAP PCB 2026》建议的自学项目，不是课程官方作业。为PCB、EDA 与硬件验证设计一块不高于 5 V 的被动/小信号测试板，完成规则检查、BOM、制造输出、可测试性和可选限流上电计划。

来源： 维护者建议项目

交付物

• 需求、接口/额定值、电源树、风险、原理图和设计评审清单
• PCB 源文件、封装/3D 核对、DRC/ERC 配置与版本化库
• Gerber/钻孔/坐标/BOM 等制造输出及原始检查报告
• 一份可测试性与上电报告，含测试点、预期读数、预算和失败复盘

验收

• ERC/DRC 为 0 个未解释错误，所有接口、电源和器件额定值有可追溯检查
• 覆盖连接器反插、未装器件、短路、开路和探针可达性边界
• 用独立 Gerber 查看器与网表比较交叉核对层、钻孔和连通性
• 故意移除一个去耦/测试点或改变封装，证明评审清单能捕获回归

复现要求

• 提交原理图、PCB、库、BOM、制造与评审源文件
• 固定 EDA 版本、设计规则、库提交哈希与生成命令
• 保存原始 ERC/DRC/制造检查、可选上电数据和自动报告

安全边界： 低能量实验 — 若制作，仅限隔离、限流且不高于 5 V；核对器件/连接器额定值，断电焊接和接线，首次上电限流；禁止市电、电池组、大电流或高温负载。

风险、缺口与边界

这门采用 CC BY-SA 许可的课程包含八个 KiCad 与 Altium 实验；制板和物料清单仍有成本，Panopto 链接也需要人工检查访问情况。

完成证据

• 按周学习日志：投入时间、问题、错误订正、决策、下一步，并链接本周可复现产物
• 设计审查包：需求与约束、方案权衡、可编辑源文件、适用的 ERC/DRC/时序/稳定性检查、导出物与复现实验
• 代码仓库：固定依赖和工具链、最小运行命令、测试或波形/基准、预期输出与许可说明
• 实验包：原理图/装置设置、校准记录、原始数据、不确定度、安全检查、失败记录与从原始数据重建图表的步骤