在當今全球市場中，設計人員受分立設計原則的過時思想所困擾。他們只想設計能夠在競爭中勝出的優秀產品，而且他們只想獲得一種簡單易用、使自己能夠專著于產品智能設計的解決方案。

　　在更短時間內開發出新一代電子產品的壓力，使設計人員不得不重新審慎評估從概念到制造的整個產品開發過程。在電子技術不斷發展的推動下，生產能在市場中帶來競爭優勢的更小型、更智能、連接性更強的產品意味著現在需要整體權衡產品設計過程的每一個部分。

　　讓產品區別于競爭對手的機械與電子設計特性，過去一直被認為先是各自為政，然后被迫作為一個整體產品協同運行。正是這些元素融合在一起的特殊性創造出當今獨特的互連產品。但這帶來一個問題，即如何將產品融合在一起以提供獨特優勢。

　　現在需要從更廣的角度看待設計過程，這需要跨越所有設計學科，讓所有元素都能協同工作。產品開發過程中日益重要的一個要求是電子設計ECAD與機械設計的動態交互。特別是對尺寸更小、功能性更強的產品套件的持續需求，迫使二者不得不緊密地聯系在一起，無論是物理層面還是就其開發而言。

　　電路板組裝目前一般會容納所有外部硬件設備，如連接器、鍵盤以及顯示器等，而產品的外殼組裝讓這些設備展現在用戶面前。這種物理接口也為內藏的產品設計智能地與用戶見面提供了機會。

　　這兩個領域息息相關。長久以來，電子產品的外殼設計一直都是滿足所容納電子組件的物理特性要求。如今，產品的電子設計與機械設計之間的關系正在朝相反的方向發展，即電子組件的設計現在需要在實體上迎合目標外殼形式(圖1)。這是因為當今具有競爭力的產品(這些產品因其或卓越不凡，或極富吸引力，或讓人耳目一新而各不相同)在更大程度上取決于用戶體驗，而用戶體驗最易受產品外形與功能的影響。用戶體驗的好壞取決于美學、人體工程學和功能表現等要素，而這些要素取決于產品的機械設計與電氣設計。

　　圖1：當今產品中的電子與機械設計方面相互交融、相互依存。

　　隨著設計日趨復雜化、智能化而且聯系更密切，高級設計概念在ECAD領域的系統設計以及MCAD領域的工業設計中應運而生。它們聯合在一起共同決定設備的智能性、設計、功能以及外形如何結合并一起創造所有人都能使用的產品。

　　機械設計如今給電子設計帶來了前所未有的深刻影響，它可以影響或決定主板形狀、尺寸與組件布局，而且在許多情況下還會決定所使用的組件類型，甚至軟件運行方式。這種趨勢給兩者之間的交互賦予了前所未有的重要性，因為現在產品的成功取決于ECAD-MCAD協作的成效，需要的是通力協作而非僅僅是有所聯系的過程。

　　長達25年的協同設計困擾

　　實際上，采用在各自領域設計應用之間傳遞基本尺寸信息的通用文件格式，只能簡單滿足ECAD和MCAD設計的數據傳輸需求。尤其是從MCAD角度來看，MCAD設計在二十世紀七十年代的發展以及八十年代出現的實體建模，為數據交換文件格式的發展開辟了一條稍顯崎嶇的道路。

　　根據MCAD與ECAD應用程序的不同，催生了一種傾向于僅在基本層面存在、依賴于大量文件交換格式的ECAD-MCAD設計流程。在過去，這意味著一個應用的尺寸與對象布局數據經處理后需要通過各種2D和3D文件格式、作為重要事件發送到另一個應用。如果每一步都需要適當的設計修改，則會引發又一次數據交換以確認相關修改，從而最終形成一種妨礙MCAD-ECAD設計協作的繁雜過程。

　　解決上述問題的另一方法，是采用獨立的第三方設計轉換程序來簡化文件兼容性問題(如IDF在MCAD域偶爾獲得支持)，并提高過程的靈活性。這些程序通常以ECAD-MCAD應用的本機格式提供導入/導出選項，而且在某些情況下會與采用對象鏈接(OLE)或編程界面(API)的程序直接連接。

　　但這兩種方法都不盡如人意。在采用基本文件交換設置情況下，由于交換格式自身的限制與不一致性，數據轉換錯誤頻頻出現，而且數據傳輸量很難控制(太多或太少都有問題)。最重要的是，上述過程一般很難操作，且由于數據交換格式不兼容而容易出錯。

　　由于能夠更嚴格定義格式和數據過濾選項以使用戶能指定傳輸所包含的對象，專用CAD轉換程序一般可以提供更好的解決方法。但不幸的是，由于在這過程中所插入的附加轉換層的復雜性，前后各需要兩個步驟。例如，由于與MCAD-ECAD應用具有密切關系，這種方法會使轉換程序具有版本依賴性，從而進一步增加整個設計系統的許可費用。通過將其嵌入到MCAD或ECAD應用，轉換程序的鏈接(OLE、API)版本可以提供集成度更高的解決方案，但代價是對版本的依賴性更高，而且MCAD-ECAD應用必須加載到相同的PC平臺才能建立OLE/API互連。

　　一體化解決方案

　　與為滿足日益增長的需求而不斷發展的其他工程過程一樣，我們需要從更高層面審視這些過程提供的預期結果。事實上，現有解決方案試圖利用旨在把過程融合在一起的繁雜文件格式和應用來消除MCAD-ECAD隔閡。但從過程角度來看，基本的需求是設計和規劃兩個域中正確的尺寸對象，以使整體設計按照預期理想地結合為一體。因此，主要任務其實是間隙檢驗，或者說是材料配合。這部分任務一般在MCAD環境中進行，首先將PCB的3D數據導入MCAD設計，然后由該環境下的沖突檢測決定配合是否成功，必要時則將主板修改數據發回給ECAD域。

　　基本的需求是在兩個域之間數據能可靠、全面和便捷地傳輸途徑。幸運的是，3D數據傳輸協議的開發已經發展到具備相對較新的STEP格式的新層次。STEP是一種針對3D設計與制造過程而設計的協議，不僅具有數據豐富性，而且極其穩定。

　　STEP目前得到了大多數MCAD系統的支持，而且在ECAD域引入雙向支持可以實現一次性消除3D數據轉換問題。STEP文件可以是大文件，但如果 ECAD系統在轉換界面提供一系列智能對象過濾選項，則可以輕松約束文件大小。除了文件兼容性的優勢，此方法還能避免第三方應用帶來的復雜性以及由此產生的費用，并且不受MCAD-ECAD應用程序版本問題的困擾。