ECAD和MCAD軟件的區(qū)別

在設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品時(shí)，有許多工具可以讓設(shè)計(jì)人員的工作變得更加輕松。完整的設(shè)計(jì)可以在虛擬世界中使用復(fù)雜的細(xì)節(jié)進(jìn)行建模，以允許設(shè)計(jì)人員檢查其設(shè)計(jì)是否有效，以及零部件在制造時(shí)是否會(huì)全部裝配在一起。過去，通過電路原型和外殼模型以驗(yàn)證設(shè)計(jì)，但現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可以在幾秒鐘內(nèi)完成這些檢查?，F(xiàn)在，借助合適的軟件，可以快速、簡單地進(jìn)行調(diào)整，而且成本很低。設(shè)計(jì)人員可用的兩個(gè)基本工具是電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ECAD）和機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（MCAD）軟件包。

您可能想知道，什么是ECAD工具？什么是MCAD軟件？但最重要的是，它們之間有什么區(qū)別？在這篇博客中，我們將討論ECAD與MCAD。顯然，ECAD軟件側(cè)重于物理設(shè)計(jì)的電氣部分，而MCAD則側(cè)重于機(jī)械部分。如今，這兩套軟件相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)協(xié)作工作流程，每個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員均可共同開發(fā)新產(chǎn)品。ECAD/MCAD集成意味著電子設(shè)計(jì)工程師可以在其PCB設(shè)計(jì)軟件中執(zhí)行MCAD任務(wù)，對于機(jī)械設(shè)計(jì)師來說反之亦然。在介紹這些工具的工作原理之前，我們應(yīng)該先了解每種軟件的工作原理。

什么是ECAD？

ECAD軟件允許電氣設(shè)計(jì)師根據(jù)其電路設(shè)計(jì)原理圖創(chuàng)建印刷電路板（PCB）布局，生成其PCB的虛擬表示形式，以3D模型顯示元件布局，并生成/顯示2D電路板制造文檔。不同的軟件包具有不同的功能，有些軟件迫使您使用多個(gè)程序來完成各種設(shè)計(jì)任務(wù)。

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的元件尺寸庫，輔以定制或非常規(guī)零部件的電氣和機(jī)械數(shù)據(jù)，提供了在PCB物理尺寸內(nèi)定義的所需電路板放置信息。計(jì)算機(jī)輔助線路布線與手動(dòng)和計(jì)算機(jī)優(yōu)化相結(jié)合，可加快布局設(shè)計(jì)過程。自動(dòng)規(guī)則檢查功能還可以在一定程度上確保在設(shè)計(jì)進(jìn)入仿真階段之前電氣布局布線是正確的。通過仿真工作流程完成設(shè)計(jì)后，可以將設(shè)計(jì)置于完整的電氣和DFM審查階段。

使用已設(shè)計(jì)電路板的3D模型，電氣設(shè)計(jì)師可以快速檢查零部件之間是否存在物理干擾、是否會(huì)阻礙任何已規(guī)劃的熱管理氣流，或者配套電路板或外殼之間是否存在潛在碰撞。他們還可以在制造過程中檢查設(shè)計(jì)是否與任何自動(dòng)元件放置設(shè)備兼容。對于復(fù)雜的多板設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)已完成裝配的可視化并確保電路板上的元件可與其他電路板連接，這是一項(xiàng)重大優(yōu)勢。

什么是MCAD？

MCAD軟件允許設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建物理結(jié)構(gòu)，例如機(jī)械部件、設(shè)備外殼和安裝元件。該軟件可以將零部件的虛擬表示形式生成為3D圖像并提供2D制造文檔。

參數(shù)化和直接建模技術(shù)允許設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建和修改結(jié)構(gòu)作為2D規(guī)劃或3D表示形式。多結(jié)構(gòu)可以在已完成的虛擬機(jī)械設(shè)計(jì)中單獨(dú)開發(fā)和裝配。該工具允許設(shè)計(jì)人員檢查裝配件之間是否存在干涉或結(jié)構(gòu)間隙。

仿真工具允許設(shè)計(jì)人員計(jì)算設(shè)計(jì)的機(jī)械性能、強(qiáng)度和剛性等因素，并測試是否符合環(huán)保要求。

ECAD/MCAD軟件集成

ECAD軟件的另一個(gè)好處是在協(xié)作設(shè)計(jì)期間，在設(shè)計(jì)的不同功能區(qū)域或方面工作的多位團(tuán)隊(duì)成員可以將其零部件整合到一起。通過結(jié)合ECAD和MCAD的結(jié)果，設(shè)計(jì)人員能夠在虛擬環(huán)境中裝配電氣和機(jī)械零部件，并查看其是否適合。

PCB是否將外殼的連接點(diǎn)安裝在正確的位置？

螺絲孔是否對齊，安裝在PCB上的元件是否有足夠的間隙？

填充后的PCB是否適合外殼，或者元件是否會(huì)接觸外殼或過大而無法放入其中？

規(guī)劃的氣流是否在正確的位置通過外殼穿過PCB，以最大限度地提高任何散熱器的效率？

PCB上產(chǎn)生的熱量是否會(huì)根據(jù)需要傳導(dǎo)到外殼？

施加到外殼上的振動(dòng)或機(jī)械沖擊是否會(huì)對安裝在PCB上的元件產(chǎn)生不利影響？

已完成設(shè)計(jì)的3D可視化將顯示所有電氣和機(jī)械零部件的物理交互方式，為這些問題提供快速直接的答案。這種將ECAD集成到MCAD（反之亦然）的方式優(yōu)點(diǎn)在于，可以在數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、調(diào)整設(shè)計(jì)并驗(yàn)證結(jié)果。

問題在于，設(shè)計(jì)人員總是得到不兼容的工具。從一款工具中導(dǎo)出可供另一款工具使用的格式的數(shù)據(jù)，這通常是一個(gè)復(fù)雜的過程，并且可能會(huì)使錯(cuò)誤蔓延到數(shù)據(jù)集中。然后，手動(dòng)檢查每款工具是否具有一致的數(shù)據(jù)，耗時(shí)占用了使用這些工具節(jié)省的時(shí)間。直到裝配線上的某個(gè)人發(fā)現(xiàn)其PCB不適合剛開始制造的新產(chǎn)品的外殼時(shí)，才可能發(fā)現(xiàn)任何錯(cuò)誤。

近年來，工具制造商之間一直在努力開發(fā)ECAD/MCAD協(xié)作的正式標(biāo)準(zhǔn)。因此，自動(dòng)化過程現(xiàn)在存在于工具中，支持設(shè)計(jì)信息的雙向通信，支持雙方的增量更改，以便在團(tuán)隊(duì)之間有效共享和驗(yàn)證。

集成設(shè)計(jì)過程

必須記住，這兩個(gè)過程不能按順序或孤立地完成。來自一種方法的數(shù)據(jù)將影響另一種方法。例如，ECAD軟件過程可以確定PCB的基準(zhǔn)物理尺寸，并確定影響外殼設(shè)計(jì)的任何熱管理和振動(dòng)限制。同時(shí)，MCAD過程可能會(huì)確定PCB尺寸或元件放置是否有任何限制，以滿足任何外部尺寸要求或其他因素，例如氣流入口和出口的放置。

對設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來說，在外殼設(shè)計(jì)方面擁有自由支配權(quán)很不尋常，這使其能夠通過使用任何電路板尺寸來優(yōu)化PCB設(shè)計(jì)。通常，外殼設(shè)計(jì)會(huì)限制PCB設(shè)計(jì)，而PCB設(shè)計(jì)又會(huì)影響電子電路設(shè)計(jì)。具有兩種類型的電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的集成工作流程使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠協(xié)作并共同設(shè)計(jì)最佳解決方案。

這確實(shí)意味著設(shè)計(jì)人員不局限于在磚狀外殼中使用矩形PCB。相反，這些工具開辟了像傳統(tǒng)簡單設(shè)計(jì)一樣快速、廉價(jià)地創(chuàng)建復(fù)雜形狀的可能性。

小結(jié)

電子和機(jī)械設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過一個(gè)集成解決方案并行工作，現(xiàn)在可以在數(shù)天內(nèi)完成過去在虛擬環(huán)境中需要數(shù)個(gè)月才能完成的任務(wù)。ECAD軟件解決方案將優(yōu)化電氣和電子元件放置的設(shè)計(jì)過程。MCAD解決方案將優(yōu)化機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)過程。兩者的集成以及數(shù)據(jù)的自動(dòng)共享可以徹底改變整個(gè)設(shè)計(jì)過程。這種能力讓公司充滿信心，一旦其承諾制造PCB和外殼，不僅會(huì)完成放置設(shè)計(jì)，而且裝配后的產(chǎn)品也會(huì)按預(yù)期工作。

Altium Designer全套ECAD-MCAD軟件協(xié)作和集成工具深受電路設(shè)計(jì)師、PCB布局工程師和仿真工程師信任。當(dāng)您完成設(shè)計(jì)并準(zhǔn)備投入生產(chǎn)時(shí)，Altium 365平臺(tái)支持您輕松協(xié)作和共享您的項(xiàng)目。

審核編輯：湯梓紅