电子计算机辅助设计 (ECAD) 软件：提升电子元件设计的效率
在当今竞争激烈的商业环境中，效率至关重要，任何失误都可能导致严重的后果。 电子计算机辅助设计（ECAD）软件的出现，彻底改变了电子元件的设计方式。它不仅提高了效率，还降低了出错的风险。
传统的铅笔和纸手工设计方法不仅耗时，而且需要大量的人力和资源。 采用 ECAD 软件，可以实现设计流程的自动化，使得电子元件的设计、编辑、组装和模拟变得更加精确和高效，从而加速产品的审批流程。
最终，企业能够以更快的周转时间生产出高质量的电子元件。 本文将深入探讨 ECAD 软件的功能及其为企业带来的诸多优势。
什么是 ECAD 软件？
ECAD 软件是一种强大的工具，用于设计和修改电路及电子系统的二维和三维布局及图表。 它不仅用于创建电路，还用于组装、模拟和整合这些电路。 与 CAD 软件有所不同，CAD 软件专注于特定组件或装配的设计，而 ECAD 软件则侧重于整个电子系统的设计，包括通过电路连接的各种组件。
例如，可以使用 ECAD 软件设计计算机的印刷电路板（PCB）。 电气设计师根据电路设计的原理图创建 PCB 布局，并使用 3D 模型生成 PCB 组件的三维表示。
市场上存在多种 ECAD 软件，每种软件都具有不同的功能。 选择适合组织特定需求的软件至关重要。 ECAD 软件的一些关键功能包括：
- 利用图表定义电子元件及其之间的连接信号。
- 跟踪连接路径，以确保连接的准确性。
- 提供布局功能，用于创建 PCB 轮廓并将组件放置其中。
- 实现 3D 组装，创建 PCB 的三维模型，从而检测系统内部的干扰并管理电子元件的散热。
- 自动化电子元件的布线过程。
- 多板功能，允许设计和布局多个 PCB，使它们作为一个系统协同工作。
- 规则检查，用于将 PCB 设计与公司或行业标准进行比较，并突出可能影响 PCB 性能的问题。
- 制造输出功能，用于生成可用于生产 PCB 层的 ECAM 可交付成果。
- 协作功能，方便团队成员在设计上进行协作、添加评论并提供反馈，从而改进设计。
为了确保数据交换的顺利进行并获得准确的结果，可能还需要使用其他相关技术：
- ECAE（电气计算机辅助工程）软件：利用 ECAD 软件生成的几何图形构建分析模型，并模拟 PCB 的性能。
- ECAM（电气计算机辅助制造）软件：利用 ECAD 软件的导出数据，并为 PCB 层的生产创建工具路径。
ECAD 与 MCAD：主要区别
ECAD 软件主要用于设计电子元件，而 MCAD 软件则专注于机械零件的设计。 在当今技术驱动的世界中，许多产品都需要机械和电气特性。因此，电气和机械团队可以在同一平台上协同工作，并根据规范创新组件。
这种协同工作模式使两个团队能够共同检查每个组件的装配是否匹配。 对于组织来说，这是一个额外的优势。 此外，还可以对组装后的产品进行三维分析，以确保所有组件都符合要求。
ECAD 软件的应用
ECAD 软件在众多领域都得到了广泛应用，尤其是在电子产品设计和制造方面。以下是一些主要应用领域：
- PCB 设计：印刷电路板是许多电子设备的核心，ECAD 软件可以将原理图转化为 3D 布局，并在所需的电路中添加和组装每个组件。
- 文档：产品在投入生产之前需要通过分析测试。ECAD 软件可以根据输入参数和布局生成详细的文档，这有助于分析每个设计细节。
- 有限元分析（FEA）：ECAD 软件可以将二维信息转化为三维对象，从而进行有限元分析。
为何需要 ECAD 软件？
使用 ECAD 软件设计电子元件非常简单，它可以处理大部分繁琐的工作，从而确保最终产品的质量。它避免了使用铅笔和纸张手动绘制电路的传统方法。
下面我们将重点介绍在组织中使用 ECAD 软件所带来的好处：
简化设计流程
与手动创建电路相比，使用 ECAD 软件可以大大简化设计流程。它不仅提高了效率，还保证了设计的质量和准确性。用户可以利用软件的各种工具和功能，如拖放操作，进行组件设计，同时还可以通过逼真的三维视图进行创新。
节省时间
从头开始设计电子元件可能既困难又耗时。而 ECAD 软件提供了大量的预构建组件，用户只需定义设计要求和基本参数即可直接使用。软件中的各种选项可以帮助用户快速思考和行动，从而节省设计时间，并提高生产力。
提高产品性能
设计过程并非仅仅是创建组件并将其组装到模型中，还需要对产品进行测试，以确保整个电路的电流正常。手动测试非常耗时，而 ECAD 软件可以帮助用户轻松地测试产品。 通过在最终确定制造文档之前快速纠正软件中的问题，可以有效地提高产品质量。
更高的透明度
ECAD 软件可以根据材料、颜色等保持每个组件的透明度，从而提供产品的完整可视化效果。 通过三维可视化，用户可以从各个角度检查产品，发现设计中的错误，并在细节上进行改进。
成本效益
从最初的头脑风暴到最终产品的制造，需要大量的人力、机器和成本。而 ECAD 软件可以帮助企业节省大量的资金和精力。它通过生成无错误的设计来节约资源，这些设计可以直接投入生产，而无需进行重大更改。
如果您希望利用这些优势，并正在寻找合适的 ECAD 软件，那么以下是一些值得考虑的选项：
Altium 电路制造商
Altium CircuitMaker 是一款专为电子产品设计而开发的原理图软件。其强大的引擎和简化的界面可以帮助用户更好地进行设计，而不会出现任何问题。 Altium 为您提供了创建电子产品的灵活性，它支持 16 个平面层、16 个信号，并且对尺寸没有任何限制。其社区库包含数千个组件和一个强大的 Octopart 数据库，为您的设计提供支持。
现在，在您的设计中放置组件变得非常简单。您只需从库中搜索制造商的零件编号或设计参数即可获得准确的组件。如果您没有找到所需的组件，也可以将您的设计零件和组件添加到社区库中。
完成设计后，您可以与您的团队、社区或特定作者分享设计。这将有助于您在与团队合作设计时更好地理解并获得更清晰的想法。Altium 可以作为其他人构建新产品或向产品添加功能的基础。它还提供产品的原生 3D 外观、Push-N-Shove 布线、多页原理图编辑器、拓扑自动布线器和经过 DFM/DRC 验证的输出。您可以下载这款免费的 ECAD 软件来设计您的优秀产品，并享受其简单性。
Fusion 360
Fusion 360 填补了传统 MCAD 和 ECAD 软件之间的空白，帮助您设计具有机械和电气特性的完整产品。Fusion 360 让设计师可以在同一个设计平台内独立地处理同一个项目。
使用 Fusion 360，无需集成第三方软件，无需交换、翻译或导出任何文件，即可为数据管理、机械设计管理和 PCB 设计提供一整套解决方案。您还可以与您的团队合作，以便更好地了解问题并及时解决问题，从而按时完成项目。
该平台提供一个数据集和三维 PCB 数据，包括核心材料、组件和板铜等，使您可以在 MCAD 软件上进行验证、确认和分析，以满足产品规格。此外，集成 ECAD 和 MCAD 软件将为您提供用于仿真、原理图、制造和管理的电子工具，以及用于草图、PCB 集成、钣金和装配的三维设计工具。
使用 Fusion 360，您可以在早期阶段高效地执行 PCB 热仿真。此外，还可以从基于云的平台连接您的整个产品管理。您还可以获得高级功能，如衍生式设计、嵌套、增材制造和加工。他们的计划价格从每月 42 美元到每 3 年 987 美元不等，并提供 30 天退款保证。
Creo
Creo 软件可以帮助您利用增强现实、增材制造、仿真和衍生式设计等新技术来构建更好的产品，从而获得市场份额和竞争优势。Creo 提供了许多功能，涵盖了从机械设计到电子元件等各个领域。
从设计到最终产品，从网格划分到仿真，Creo 以其易于理解的界面帮助您完成每一步。Creo 为您创建的每个设计提供最新的功能，并为不断发展的世界提供技术支持。Creo 通过了解您的业务需求推出了各种软件包。套餐价格为 2480 美元起，并提供免费试用。
SolidWorks
工程师和设计师一直在寻找最好的解决方案和工具来开发高质量的产品，而 SolidWorks 正是这样的一个工具。它可以帮助您设计出优秀的产品，并满足客户的要求。
无论您需要设计简单的还是复杂的组件，您都可以在截止日期内快速准确地完成您的产品。它还提供制造检查和估算工具，以便为产品的生产和成本做好准备。
使用数据管理工具和云连接解决方案可以轻松与团队成员和利益相关者进行交互和协作。此外，分析工具将帮助您消除设计中的错误，并且无论您身在何处，都可以从任何浏览器访问数据。SolidWorks 提供直观的设计界面，可以将电气原理图与三维模型集成，从而防止在开发原理图时执行重复操作。您可以获得一个用于 ECAD 和 MCAD 的通用数据库，从而在文档编制过程中保持一致性并节省时间。您可以免费试用并探索它如何使设计过程轻松自如。
nanoCAD
nanoCAD 是一个现代 CAD 平台，可以让设计师和工程师设计三维模型和电子元件。凭借您将在此软件下获得的各种工具和功能，您可以创建从简单到复杂的逼真设计。
nanoCAD 以 DWG 格式运行，无需转换和翻译。您可以使用 Open API 根据需要轻松开发 CAD 应用程序。此外，您还可以将计算、链接图纸和自动化设计活动与外部数据库集成。nanoCAD API 支持 C、C++、.NET、VBscript、命令脚本、JavaScript、LISP 和 COM。它还提供了一个熟悉的界面，让您在处理组件设计时有宾至如归的感觉。您可以选择一个满足您需求的计划，起价为 200 美元/年。您还可以免费试用所有模块。
IntelliCAD
IntelliCAD 配备专业级软件解决方案，用于设计高质量的产品。它让您可以专注于基本要素，即客户产品的垂直解决方案。它引入了不同语言的广泛 API，以便开发人员可以创建自定义应用程序、垂直解决方案和自定义对象。IntelliCAD 包含许多功能，可以帮助您轻松设计并提高最终产品的性能。
您可以导入 PDF 文件和点文件，如 .txt 和 .csv 文件。插入动态块现在非常简单，只需按 Ctrl 即可连续插入由其参数定义的点。您还可以获得支持单元格和表格样式的表格单元格的编辑功能。此外，clone 命令可以轻松快速地复制实体。此外，您可以自定义视图转换选项，以在视图旋转、平移、视图更改和缩放之间提供简单的动画。您还可以获得组、导入 shapefile、地理地图、多个绘图布局和编辑数组实体等功能。
结论
ECAD 软件拥有强大的功能，可以帮助您高效、轻松地设计、组装和模拟电路及组件，且不会出错。它还可以节省您的时间和资源，同时提高您的生产力，以便您可以按时交付高质量的最终产品。因此，请根据您的要求，从上述列表中选择合适的 ECAD 软件，并高效地设计您的电子元件。