连接本地ECAD和MCAD设计元件

组件如何在 ECAD 与 MCAD 之间来回传递

CoDesigner 的默认行为是通过你的 Altium Workspace 以 Parasolid 模型的形式在 MCAD 与 ECAD 之间来回传输组件。

对许多组件而言，这已经足够，能够在两个设计环境中准确表示该组件。然而，在某些公司这可能还不够——他们可能要求 MCAD 与 ECAD 工程师都使用为各自软件设计的原生组件模型。真正的、工具专用的组件模型不仅能在对应设计环境中更准确地表示组件，也可能对生成精确输出（例如制造文件和最终物料清单）至关重要。

所有 MCAD 与 ECAD 设计软件工具对于组件模型的存储方式都有各自的方法。为使每个设计域都能使用原生组件，CoDesigner 支持在不同设计域之间链接组件的方法。

在深入了解原生组件模型链接之前，先理解默认的组件模型传输方式以及链接模型的命名方式非常重要。

传输机电一体化 3D 模型

MCAD CoDesigner 通过在 Altium Workspace 中 Push 与 Pull 设计变更来在 ECAD 与 MCAD 之间传输设计。当你在 CoDesigner 中从 ECAD 执行 Push 时，你推送到 Altium Workspace 的并不是 PCB 文件，而是一个特殊的 ECAD-to-MCAD 数据包。该数据包包括：板数据、层几何信息、Parasolid 格式的组件 3D 模型（了解更多关于 MCAD 中 3D 模型如何命名），以及（如已启用）铜箔几何信息。

当在 ECAD 或 MCAD 中执行 Push 时，CoDesigner 会先在本地子文件夹 <DesignName>-EDM 中准备数据包。在 MCAD 端，EDM 文件夹也用于存储 MCAD 数据。随后，该数据包会被传输到你的 Altium Workspace 中一个名为 Mechatronic 3D Models 的特殊文件夹。该文件夹仅供 MCAD CoDesigner 用于存储 ECAD-to-MCAD 数据。

Mechatronics 3D Models 文件夹由 MCAD CoDesigner 用于存储 ECAD-to-MCAD 数据。

默认的组件传输机制

对于在 ECAD 中放置的组件/模型：

• 在 ECAD 中放置的组件会在 MCAD 中变为一个零件 （其中 包含一个参数，用于标识其为 ECAD 组件）。
• 在 ECAD 中放置的 3D 模型（作为 3D Body 对象）会not传输到 MCAD。 如果你希望 ECAD 3D 模型被推送到 MCAD，它必须属于某个 ECAD 组件。了解更多关于 创建 ECAD Workspace 组件 以及添加 3D 模型。
• 若要使组件在 ECAD 与 MCAD 中都可移动，它必须在 ECAD 中以组件形式放置。

对于在 MCAD 中放置的零件：

• 在 MCAD 中放置的零件 会在 ECAD 中变为 FreeBody 对象。ECAD 中的 FreeBody 对象不是组件，而是 ECAD 3D Body 对象 ，因此不会从 ECAD 再推送回 MCAD。

• 如果已配置 MCAD-to-ECAD Native Component Linking，且 Workspace 库中存在对应的 ECAD 组件，则在 MCAD-to-ECAD 传输期间，MCAD 中放置的零件可自动替换为等效的 ECAD 组件。

• 如果未配置 MCAD-to-ECAD Native Component Linking，ECAD 工程师可以将 MCAD 模型从板上复制到一个新的 ECAD 组件中，然后用该 ECAD 组件替换 MCAD 模型。下面的幻灯片概述了该流程。 

同步组件位置变更

要能够同步组件位置变更，MCAD 零件必须在 ECAD 中以组件形式存在。

• 如果组件源自 ECAD，则会自动满足该条件。
• 如果零件源自 MCAD，默认行为是将该零件以 FreeBody 形式 Pull 到 ECAD，这意味着 ECAD 中的位置变更不会同步。要在 ECAD 中进行位置变更，你必须：
  • 在 ECAD 中用组件替换该 FreeBody，或
  • 将 MCAD 零件链接到等效的 ECAD 组件，以便在 Pull 到 ECAD 时自动替换。
• ECAD 组件可以包含紧固件、散热器等项目。如果 BOM 在 ECAD 中生成，请将 ECAD 原理图符号作为 ECAD 组件的一部分，以便它能自动包含在 BOM 中。

在 MCAD 中删除组件

在 MCAD 中对组件所做的位置与方向变更会传输到 ECAD，但组件删除不会从 MCAD 传输到 ECAD。此行为允许 ECAD 工程师在设计早期就将板 Push 到 MCAD，然后继续完善设计并添加更多组件。MCAD 工程师可以在其板实例上工作，例如调整板形状和关键组件的位置，并在准备就绪时将这些变更 Push 回 ECAD。当 ECAD 工程师从 MCAD Pull 最新变更时，他们在 ECAD 设计中新增的组件不会被标记为“需要移除”。 

元器件模型的命名方式

当 CoDesigner 在从 ECAD 推送到 MCAD 的过程中将每个元器件转换为 Parasolid 模型时，会按以下方案进行命名：

<Footprint Name>_<ComponentDesignItemID>_<ItemRevision>

以下特殊字符以及其他控制符号会被替换为下划线（_）：

\, /, :, %, [whitespace], |, [, ], *, ", ', \t

用于元器件模型的默认命名方案。

控制元器件模型的命名

从 CoDesigner 2.6 开始，你可以在 Workspace 中配置元器件模型的命名方案，具体如下。CoDesigner 支持四种选项，用于控制在元器件首次从 ECAD 传输到 MCAD 时的命名方式：

1. <FootprintName>，然后 <ComponentID>（默认选项，也是添加此控制项之前的工作方式）
2. <ComponentID>，然后 <FootprintName>
3. <FootprintName>，然后 <CustomComponentProperty>
4. <CustomComponentProperty>，然后 <FootprintName>

在 Workspace Settings 的 MCAD CoDesigner 部分配置 Naming of component models 选项。

选择 Naming 选项；如果其中包含自定义元器件属性（参数），请定义参数名称。

这些选项可简化在 MCAD 中与元器件的交互：MCAD 工程师可以在 Component ID 中加入有意义的信息（例如料号），或者 ECAD 工程师可以在 ECAD 元器件库中添加自定义元器件属性。

MCAD 模型会根据在 Workspace 中配置的命名选项来命名。

对嵌入式元器件的支持

对更小、更高集成度电子产品的需求不断增长，再加上这些设备内部更高频率的信号，推动了对更优电路制造与装配方式的持续研究。能够同时实现更高密度并更好支持高频信号的一种技术，是将元器件嵌入到印制电路板结构的层内。

从 MCAD CoDesigner 3.11 版本开始，CoDesigner 支持将包含嵌入式元器件及其相关腔体（cavity）的板级设计从 ECAD 传输到 MCAD。

在 ECAD 中，用于定义腔体形状的 region 对象包含一个 Cavity Height 属性，用于定义介质层中所需开槽（cutout）的高度。ECAD PCB 编辑器会自动将该高度在创建腔体所在的介质层中向上延伸，直到层叠中的下一铜层，从而得到实际的 Extended Cavity Height。

在 MCAD 中，腔体形状在板件（board part）上以拉伸草图（extruded sketch）的方式定义，拉伸高度设置为 Extended Cavity Height。请注意：嵌入式元器件位置的更改会从 MCAD 同步到 ECAD，但腔体编辑不会同步。如果在 MCAD 中重新放置了嵌入式元器件，则无需重新放置腔体。当受影响元器件的位置从 MCAD→ECAD→MCAD 同步时，腔体的位置变化会被自动处理。

了解更多：设计带嵌入式元器件的 PCB with Embedded Components。

配置 MCAD-to-ECAD 与 ECAD-to-MCAD 的原生元器件链接

默认行为是：当设计从 MCAD 或 ECAD 域执行 Pushed 时，CoDesigner 会将元器件转换为 Parasolid 格式模型并存储到已连接的 Workspace 中。当该设计被 Pulled 时，CoDesigner 会以目标工具所需的格式为每个元器件构建模型。

这种方法能在 ECAD 与 MCAD 设计空间中准确呈现每个元器件。其缺点是：该模型并不能完全按该工具所需的方式来表达元器件。例如，当设计被 Pulled 到 ECAD 时，元器件将不包含焊盘、丝印以及 PCB 元器件通常包含的其他实体；也不会与原理图符号关联，或与供应链关联。更好的方式是：能够将一侧使用的模型/元器件链接到另一侧等效的原生模型/元器件。

为满足各设计工具使用原生元器件的需求，CoDesigner 支持在 MCAD 与 ECAD 元器件之间建立链接。链接在 Workspace 中定义，Workspace 充当 ECAD 与 MCAD 域之间的桥梁。CoDesigner 使用这些设置来建立 MCAD-to-ECAD 与 ECAD-to-MCAD 的元器件链接，使得在拉取（Pull）板时，源模型/元器件可在目标域中被原生模型/元器件替换。

该图展示了 Altium 365 Workspace 中的元器件链接设置；在本地部署的 Workspace 中设置相同。

► 了解更多：如何登录并在 configure the settings for CoDesign

MCAD 与 ECAD 模型的要求

在两侧使用原生元器件意味着 MCAD 与 ECAD 中存在不同的元器件模型。要实现这一点，3D 模型必须在 MCAD 与 ECAD 两侧都 geometrically the same。

Geometrically the same 的含义是：

• MCAD 模型与 ECAD 模型中的原点位置相同。
• 模型的 XYZ 轴方向相同（注意：XYZ 轴可以朝任意方向取向）。
• 模型外形尺寸范围应大致相同（不要求完全一致，但要接近）。

Notes:

• 顶层/底层放置由模型原点相对于电路板的位置来定义。强烈建议 not 使用原点位于 MCAD 中穿过电路板中间平面之下的 MCAD 模型。
• 确保每个模型由单一零件（part）构成，而不是装配体（assembly），并且不包含多个原点。如有任何疑问——在导入后检查两侧的模型。
• MCAD 与 ECAD 中模型的格式可以不同（例如，在 PTC Creo 中使用 Creo 零件，而在你的 Altium 设计软件中使用 STEP 模型）。
• 模型细节层级可以不同，例如 MCAD 中使用精细模型、ECAD 中使用简化模型。注意：如果使用简化模型（例如长方体），其边界范围与原点必须与精细模型一致，才能保证模型放置正确。

3D 模型取向指南

MCAD 元器件模型的原点与取向常常并不适合在 ECAD 中放置。只要 MCAD 与 ECAD 模型具有相同的原点以及相同的轴取向，这就不会成为问题。

下图展示了同一模型先在 Creo 中打开，然后在 Altium PCB 库编辑器中打开。该元器件模型在设计时将原点放在前方垂直平面的中心（当元器件按 PCB 安装方向摆放时）。

如图所示，MCAD 零件的原点位于前方垂直平面的中心。

当它首次放入 PCB 库编辑器时，模型会按下图所示方向放置。

随后可通过选中模型并在 Properties 面板中调整 Orientation 设置，或使用 Tools » 3D Body Placement 子菜单中的取向命令来重新定向。

只要 MCAD 与 ECAD 模型共享相同的原点与轴取向，CoDesigner 就能在 MCAD 与 ECAD 之间推送与拉取设计时正确管理这些取向变化。

► 了解更多：在 Altium 设计软件中 Orienting and Positioning a 3D Model

Altium 设计软件中 3D 模型的处理方式

你可能注意到，上面显示的 Properties 面板标题为 3D Body，并且 3D Model Type 为 Generic。Altium 的 PCB 编辑器包含基础 3D 形状，称为 3D Body objects，可放置并调整尺寸以创建物理元器件的表示。3D Body 对象的形状类型可以是：Extruded、Cylinder 和 Sphere。

3D Body 对象也可作为容器来承载真实 3D 模型，只需将 3D Model Type 设置为 Generic。当类型设置为 Generic 时，可将以下类型的 3D 模型加载到 3D Body 对象中：STEP（*.Step 和 *.Stp）、Parasolid（*.x_t 和 *.x_b）以及 SOLIDWORKS Parts File（*.SldPrt）。

在 ECAD 元器件中使用 MCAD 3D 模型

3D 模型可来自多种渠道，包括元器件制造商网站和第三方网站，详见下文。支持复杂的元器件形状；如有需要，还可在 PCB 库编辑器中定义额外的吸附点（snap points）。

Altium PCB 库编辑器中的复杂 3D 模型，已定位在 PCB 封装上。

► 了解更多：Working with 3D Bodies

► 了解更多：Creating a Workspace Component

从 ECAD 中提取 3D 模型以用于 MCAD

Altium 的设计软件中提供的许多元器件已经包含真实的 3D 模型。如有需要，可以从 ECAD 元器件中将这些模型提取出来，用于你的 MCAD 软件。

对受管元器件执行此操作的方法如下：

• 在 Components 面板中找到所需元器件。
• 右键单击该元器件，并从快捷菜单中选择 Edit。
• 元器件将打开以供编辑，单击封装上方的编辑图标以打开封装进行编辑。
• 封装将打开以供编辑，选择 Tools » Extract 3D Models 命令以提取 3D 模型。
• 将打开 Generate 3D Model files from PCB Libraries 对话框，配置你偏好的目标选项，然后单击 OK 以提取模型。

下面的视频演示了此过程。

如有需要，可以从 Altium 元器件中提取 3D 模型。

解决有问题的模型

每种 ECAD 与 MCAD 工具在模型转换方面都有各自的方法，对导入和转换存在不一致或不准确描述的模型时，支持程度也不同。为帮助解决这种情况，CoDesigner 会将 Parasolid Text 格式的单实体模型直接从 ECAD 传输到 MCAD，不进行变换，也不进行转换（因为转换有时可能导致模型损坏）。

如果某个模型在 ECAD 与 MCAD 之间 Push-Pull 时引发问题，请将其从 ECAD 元器件中提取出来（如上所述），导入到你的 MCAD 软件中，并另存为 Parasolid Text（确认其能在 MCAD 中正确打开），然后再将其导回到 ECAD 元器件中。

从 MCAD 元器件链接到 ECAD 元器件

典型的设计流程是在 ECAD 中放置元器件。不过，也希望机械工程师能够在初始板定义周期中，作为一部分直接在 MCAD 中放置关键元器件（例如连接器）。当元器件在 MCAD 中放置时，它是一个 3D 模型；当该模型被推送到 ECAD 时，CoDesigner 的默认行为是将其作为自由 3D 实体（free 3D body）传输。

通过在共享 Workspace 中启用并配置元器件识别功能，可以覆盖此默认行为。完成后，每个 MCAD 3D 模型都可以链接到一个等效的 ECAD 元器件。当将板卡拉取到 ECAD 时，不再使用 MCAD 3D 模型，而是用一个完整定义的 ECAD 元器件封装实例（包含 3D 模型）来替换它。

配置用于标识 MCAD 到 ECAD 元器件链接的属性，然后单击 Save 以应用更改。

在上方示例图中，链接关系是从名为 PARTNUM  的 MCAD 参数——到名为 PartNumber 的 ECAD 参数。当 MCAD PARTNUM  参数的值与 ECAD 参数 PartNumber 的值匹配时，即建立链接，并放置 ECAD 元器件，而不是放置从 MCAD 推送过来的 3D 模型。

CoDesigner 可通过以下方式将 MCAD 元器件链接到等效的 ECAD 元器件：

从 MCAD 模型	到 ECAD 元器件	关于此组合的说明
在 MCAD model property used for mapping and recognition 字段中：	在 ECAD component parameter used for mapping and recognition 字段中：	启用 Recognize models placed in MCAD and use true electrical components in ECAD instead 选项，按下文所述配置选项，然后单击 Save。
输入 Custom Parameter Name	输入 Custom Parameter Name	在 MCAD 模型与 ECAD 元器件中都添加一个自定义参数，并使用相同的参数值。
从下拉列表中选择 MCAD model name	输入 Custom Parameter Name	为 ECAD 元器件添加一个自定义参数，其值为 MCAD 模型的文件名。

ECAD 元器件的存储位置

要使该 MCAD 到 ECAD 元器件链接系统工作，CoDesigner 需要知道到哪里去搜索具有匹配参数的 ECAD 元器件。要使用从 MCAD 到 ECAD 的原生元器件链接，ECAD 元器件必须是存储在 Workspace 中的受管元器件。CoDesigner 将在板卡设计传输所使用的同一 Workspace 中搜索这些元器件。

当使用 Recognize models placed in MCAD 功能时，CoDesigner 会在 Workspace 中搜索具有匹配参数/值的 ECAD 元器件。

从 MCAD 到 ECAD 同步元器件

当 PCB 从 MCAD 推送并在 ECAD 中拉取后，CoDesigner 将：

1. 检查每个 MCAD 元器件与 existing ECAD components 之间是否匹配。元器件首先按已定义的属性/参数对进行匹配，然后按参考位号匹配。若匹配，CoDesigner 会在必要时建议更改元器件的位置及其属性。
2. 对于从 MCAD 传入且在 ECAD 域中为 not present 的每个元器件，检查 Workspace 中是否启用了 Recognize models placed in MCAD and use true electrical components in ECAD instead 选项。
   1. 如果已启用，则检查 Workspace 中的 MCAD model property used for mapping and recognition 设置以确定使用哪个 MCAD 元器件参数，然后读取该 MCAD 元器件参数的值（该值用于在 ECAD 侧查找匹配项）。
   2. 然后检查 Workspace 中的 ECAD component parameter used for mapping and recognition 设置，以确定 ECAD 侧要使用的参数名称。
   3. 然后在 Workspace 中搜索与该参数/值匹配的 ECAD 元器件。
   4. 如果在 Workspace 中找到具有匹配参数/值的元器件，则在 PCB 上放置该原生 ECAD 元器件。这些元器件会在 CoDesigner 面板中标记为 recognized。
   5. 随后 CoDesigner 会额外检查该元器件是否已存在于 ECAD 原理图中；如果存在，则将原理图位号分配给已放置的 PCB 元器件。请注意：必须运行 PCB 编辑器的 Project » Component Linking 命令，才能建立原理图到 PCB 的元器件链接。
3. 如果在 Workspace 中未找到该元器件，则放置来自 MCAD 的 3D 模型。这些会在 CoDesigner 面板中标记为 FreeBody。作为 FreeBody（3D 模型），如有需要，可在 ECAD 中编辑并替换为其他 3D 模型。
4. 如果未启用 Recognize models placed in MCAD and use true electrical components in ECAD instead 选项，或者虽已启用但 MCAD 元器件不包含指定的 MCAD model property used for mapping and recognition，CoDesigner 将放置带有来自 MCAD 的位号的 MCAD 模型。这些会在面板中标记为 Added。

使用自定义参数同步元器件的示例

如果已放置的 MCAD 元件包含在 MCAD model property used for mapping and recognition 字段中定义的自定义参数，CoDesigner 将在 Workspace 中可用的 ECAD 元件里搜索该元件。

在下面的示例中，Workspace 设置将 MCAD 零件参数 PARTNUM 映射到 ECAD 元件参数 PartNumber。当这些参数具有相同的值时，即检测到匹配。

MCAD 零件使用参数 PARTNUM，而 ECAD 元件使用参数 PartNumber。

下图显示已将 PARTNUM 参数添加到该 MCAD 零件；对这个零件而言，其值为 MINI_D-300-0058。

由于在 Workspace 中启用了 Recognize models placed in MCAD and use true electrical components in ECAD instead 选项，PARTNUM 参数及其值会作为板级数据的一部分被 Push 到 Workspace。

当从 ECAD 执行 Pull 时，CoDesigner 将：

• 检测 Workspace 中已启用 Recognize models placed in MCAD and use true electrical components in ECAD instead 选项。
• 检查传入的 MCAD 3D 元件零件中的 PARTNUM 参数，并读取 PARTNUM 参数的值。
• 在 Workspace 元件中搜索包含 ECAD PartNumber 参数且其值相同的元件。
• 如果找到，则放置该 ECAD 元件，而不是加载板数据中包含的 Parasolid 模型。Change list 将显示为 New (recognized)，如下所示。
• 随后 CoDesigner 会额外检查该元件是否存在于 ECAD 原理图中；如果存在，则将原理图位号分配给已放置的 PCB 元件。注意：必须运行 PCB 编辑器的 Project » Component Linking 命令，才能建立原理图到 PCB 元件的链接。

当找到 MCAD 属性/ECAD 参数匹配时，该 ECAD 元件会被标记为已识别。

请注意，从 Workspace 放置的连接器是原生 Altium 元件，包含焊盘和丝印。

不再从 MCAD 传输模型，而是从 Altium 365 Workspace 放置了原生元件。

同步现有元件

当设计变更从 ECAD Push 并在 MCAD 中 Pull 时，CoDesigner 会将现有元件与来自 ECAD 的元件进行匹配，并在必要时建议更改元件位置及其属性。

此外，CoDesigner 会识别那些最初在 MCAD 中放置的元件。这些元件不会被 CoDesigner 设置的特殊属性标记为 ECAD-owned。CoDesigner 不会替换此类元件，原始 MCAD 模型会被保留。不过，它会将相应的 ECAD 特征添加到裸板上：包括孔、丝印以及铜（可选）。

如果在 ECAD 中移动/旋转 MCAD-owned 元件，CoDesigner 会在 MCAD 中保持其正确的方向（相对于电路板）。即使是 Z 轴水平放置的 MCAD 模型也同样适用。

从 ECAD 元件链接到 MCAD 元件

当 PCB 从 ECAD Push 并在 MCAD 中 Pull 时，MCAD CoDesigner 也支持放置原生元件。为此，CoDesigner 会让 MCAD 软件从 MCAD 的数据管理系统中（按模型名称）获取该元件模型，然后将该元件放置到 MCAD 的 PCB 装配体中，而不是使用来自 ECAD 的模型。

这通过将 MCAD 模型名称映射到某个 ECAD 元件参数（或 CoDesigner 3.4 及更新版本中的封装参数）来实现。用于存储 MCAD 模型名称的 ECAD 参数在 Workspace 中指定；CoDesigner 使用该 Workspace 在 MCAD 与 ECAD 设计域之间来回传递板级设计数据。

启用并配置 Use models from data management system 选项，然后 Save 更改。此图显示了一个托管在 Altium 365 上的 workspace。

要配置共享参数/属性：

1. 在浏览器中登录你的 Workspace。（了解如何：登录 365 Workspace；登录 Enterprise Server Workspace）

2. 打开如上所示的 Admin - Settings 页面，并在页面中间选择 MCAD CoDesigner 来配置属性/参数。

3. 勾选 Use models from data management system on MCAD side when creating PCB Assembly 选项以启用该功能，并能够定义 ECAD 参数。

4. 输入 ECAD component parameter used for storing MCAD model name 的名称。注意：该值不区分大小写。

   CoDesigner 也支持从 ECAD 自定义封装参数中获取 MCAD 模型名称（在 3.4 更新中引入），作为自定义元件参数的替代方案。如果 CoDesigner 未检测到指定的元件参数，则会检查封装参数。该功能能更好地支持元件与封装之间的多对多关系。

5. 点击 Save 按钮保存更改。

原生 MCAD 元件在 MCAD 中如何放置

如果启用了 Use models from data management system on MCAD side 选项，ECAD 端的 CoDesigner 会在推送到共享元件管理系统的板定义中包含该参数及其参数值。

该 ECAD 元件包含 MCADModelName 参数，其值为 nn_DF40_2。

MCAD 端的 CoDesigner 会检测到这一点，并请求 MCAD 软件在已连接的 MCAD 数据管理系统中使用该参数值作为模型名称来搜索元件。下图给出了在 PTC Creo 中的示例。

在已连接的 Windchill Workspace 中存在该名称的模型。

CoDesigner 将在 MCAD 中放置原生模型，而不是同样已存储在 Workspace 中的 Parasolid 格式模型。

原生模型已放置到 Creo 的 PCB 装配体上。

ECAD 到 MCAD 的元件链接系统的工作方式是：CoDesigner 请求 MCAD 软件搜索包含 ECAD component parameter used for storing MCAD model name 参数（上方示例图片中为 MCADModelName）的元件。如果该元件在 MCAD 数据管理系统中不可用，MCAD 软件会指示这一点，CoDesigner 将改为放置从 ECAD 传输过来的模型。注意：当启用上述 Use models from data management system on MCAD side when creating PCB assembly 选项（）时，ECAD 元件封装必须包含 3D 模型。