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从零构建高效硬件协作流：KiCad + Git 实战指南

你有没有遇到过这样的场景？

“我改了电源部分的原理图，同事也刚好在调整同一张页，结果合并时发现网络标号对不上，最后花了一整天才理清谁动了哪根线。”

或者更糟——“昨天还好好的工程，今天打开 KiCad 提示文件损坏，备份居然还是上周的！”

这些不是段子，而是无数硬件团队在协作开发中踩过的坑。随着项目复杂度飙升，单打独斗的时代早已过去。现代电子设计不再是“画完图→发给同事→等反馈”的线性流程，而是一个需要版本追踪、并行开发、协同审查的系统工程。

幸运的是，我们不必重复造轮子。Git这个软件界的“时间机器”，完全可以为硬件设计所用。结合开源 EDA 工具KiCad，我们能构建出一套媲美软件开发体验的硬件协作体系——每一次修改可追溯、每一处变更可对比、每一个版本可回滚。

本文不讲空话，只聚焦一件事：如何让 KiCad 原理图真正跑在 Git 的轨道上？我们将一步步拆解项目结构、配置策略、协作流程，并给出实战级建议，帮助你把“混乱共享”变成“有序协同”。

理解 KiCad 文件本质：为什么它适合 Git？

很多人误以为 PCB 和原理图是“二进制黑盒”，没法做版本控制。其实这是误解。尤其是从 KiCad v6 开始，核心文件已全面转向人类可读的 JSON 结构，这正是 Git 发挥作用的关键前提。

关键文件类型一览

重点来了：.sch和.kicad_pcb虽然看起来像“打包文件”，实则是分段 JSON 文本。当你修改一个电阻值或移动一条走线，Git 只会记录那几行变化的内容，而不是整个几百 KB 的文件都被标记为“已变”。

这意味着什么？意味着你可以用git diff看到类似这样的输出：

@@ -45,7 +45,7 @@ "fields": [ { "id": 0, - "text": "R1", + "text": "R2", "name": "Reference" },

是不是很像代码 diff？没错，这就是我们想要的效果。

Git 初始化：别跳过这个关键步骤

很多团队一开始就错了——他们直接把整个 KiCad 工程拖进 GitHub Desktop，点了“Create Repository”，然后就开始 commit。结果没几天就发现仓库里塞满了临时文件、备份副本和编辑器缓存。

真正的第一步，其实是.gitignore。

一份实用的.gitignore模板

# KiCad 临时与备份文件 *.bak *.tmp *.pro.bak *.sch-bak *.kicad_pcb-bak backup/ __tmp/ # 自动生成文件 *.net *.xml *.dcm *.lib # 仿真相关 .simulation/ .spice/ # 操作系统隐藏文件 .DS_Store Thumbs.db # 编辑器缓存 .idea/ .vscode/ *.swp *~

💡 提示：这份模板可以直接保存为全局.gitignore并通过git config --global core.excludesfile ~/.gitignore启用。

有了干净的忽略规则后，再初始化仓库：

cd your-kicad-project/ git init git add . # 添加所有应被跟踪的文件 git commit -m "chore: Initialize project with initial schematic and PCB"

接着推送到远程平台（如 GitHub/GitLab）即可完成基础搭建。

分支策略：别让多人编辑毁掉你的原理图

KiCad 不支持实时协同编辑（不像 Figma 那样能看到对方光标），所以必须靠流程规避冲突。最有效的办法就是：按功能切分支。

推荐工作流：Feature Branch + Pull Request

假设你们正在开发一块主控板，任务包括：
- 实现 CAN 总线通信
- 设计电源管理系统
- 添加调试接口

每个功能都应独立开发：

# 从 main 拉出新分支 git checkout main git pull origin main git checkout -b feat/can-interface

然后你在 KiCad 中完成原理图绘制，保存后提交：

git add . git commit -m "feat: Add MCP2515 and TJA1050 for CAN bus support" git push origin feat/can-interface

之后登录 GitHub，创建一个Pull Request (PR)，邀请同事评审。只有通过审查后，才能合并进main。

这种方式的好处非常明显：
- 主干始终稳定；
- 每个变更都有上下文说明；
- 审查过程可发现潜在电气错误（比如忘了接去耦电容）；
- 即使某个功能延期，也不影响整体进度。

当冲突真的发生：怎么安全地合并原理图？

尽管我们尽力避免，但有时两人还是会碰巧改了同一个.sch文件。这时候 Git 会报错：

Auto-merging comms.sch CONFLICT (content): Merge conflict in comms.sch

别慌，这不是灾难，而是常态。

如何处理文本级冲突？

打开冲突文件，你会看到类似内容：

<<<<<<< HEAD "text": "UART_TX", ======= "text": "TXD", >>>>>>> feat/can-interface

这表示当前分支（HEAD）想保留"UART_TX"，而feat/can-interface分支想改成"TXD"。

你需要手动决定哪个命名更合理，删掉标记线，保存文件，然后重新添加提交：

git add comms.sch git commit # 提交合并结果

⚠️ 注意：不要仅依赖文本合并！必须回到 KiCad 中打开该页，确认网络连接是否完整、无悬空引脚。

更危险的是“语义冲突”

Git 能检测语法冲突，但无法判断电路逻辑是否正确。例如：

• A 添加了一个新的3V3电源网络；
• B 修改了 LDO 输出名为VCC_3V3；
• 合并后两者未连接，导致部分芯片断电。

这类问题只能靠人工审查或自动化检查来捕捉。

提升效率的三大实战技巧

技巧一：按模块拆分原理图页

不要把所有电路画在一张大图上。推荐做法：

• mcu.sch—— 微控制器及启动电路
• power.sch—— 电源树与稳压模块
• comms.sch—— UART/SPI/CAN 接口
• io.sch—— 外部接口与按键指示灯

这样不仅能降低并发编辑概率，还能让 PR 审查更有针对性。

技巧二：使用图形化 diff 工具看变更

虽然git diff能显示文本差异，但对工程师来说不够直观。推荐搭配Meld或KDiff3使用：

git config --global diff.tool meld git difftool comms.sch

你会发现，工具会高亮显示新增的元件、删除的连线、修改的标签，甚至颜色区分不同分支的改动区域——比翻原始文件快十倍。

技巧三：小步提交，意义明确

每次 commit 应对应一个清晰的设计意图。避免出现：

❌commit -m "update"
❌commit -m "fix stuff"

而是写成：

✅commit -m "fix: Correct VCC connection on JTAG header"
✅commit -m "refactor: Split power domains into separate sheets"
✅commit -m "docs: Add revision history to README.md"

遵循 Conventional Commits 规范，长期积累下来，你的git log就是一份活的设计文档。

加入 CI：让机器帮你做 ERC 检查

你以为 Git 只是用来存文件？错。结合 GitHub Actions 或 GitLab CI，你可以实现自动化的电气规则检查（ERC）。

例如，在.github/workflows/kicad-check.yml中定义：

name: Run ERC on: [pull_request] jobs: erc_check: runs-on: ubuntu-latest steps: - uses: actions/checkout@v3 - name: Install KiCad CLI run: sudo apt-get install kicad - name: Run ERC run: kicad-cli sch erc --file main.sch

一旦有人提交可能导致“悬空输入”、“短路网络”的原理图，CI 会立刻失败并提醒：“请先解决 ERC 错误”。

这种机制极大减少了低级失误，尤其适合新人融入团队时保驾护航。

实际案例：我们是怎么做的？

在我参与的一个医疗设备主板项目中，五人团队分布在三个城市，全部使用 KiCad + Git 协作。

我们的实践要点如下：

1. 统一命名规范：所有网络标号前缀标准化（如VDD_,I2C_,GPIO_）
2. 每日同步主干：每人每天早上先git pull --rebase origin main
3. 强制 PR 审查：任何提交都不能直接推到main
4. 发布打标签：每版硬件发布时执行：
   bash git tag -a v1.2.0 -m "Release for EVT2 testing" git push origin v1.2.0
5. 文档随行：每次重大变更附带更新CHANGELOG.md，说明修改原因与影响范围

这套流程运行半年，共产生 300+ commits、80+ PRs，零因版本混乱导致返工。

最后几点忠告

1. 永远不要手动编辑.sch文件
   即使它是文本格式，内部引用关系复杂，手改极易出错。一切操作请通过 KiCad GUI 完成。

2. 定期清理仓库碎片
   长期迭代后，可用git gc压缩历史，提升性能：
   bash git gc --aggressive --prune=now

3. 大文件外链管理
   3D 模型（.step）、高清图片等不要提交进 Git。建议使用 Git LFS 或外部存储链接。

4. 培训先行
   新成员入职第一天，必须掌握基本 Git 操作与分支流程。可以录一段 15 分钟的教学视频，省下后续无数沟通成本。

写在最后

把 KiCad 接入 Git，不只是技术选择，更是一种工程文化的转变。它要求我们像对待代码一样对待原理图：每一次修改都要有记录、有理由、有审查。

这条路刚开始可能有点慢——要学命令、设规则、开 PR。但坚持一个月你会发现：再也不用问“现在最新版是哪个？”；再也不怕误删设计；团队协作变得透明而有序。

未来或许会有“原生支持协作的 EDA 工具”，但在那一天到来之前，KiCad + Git 就是我们手中最强大的组合。

如果你正准备启动下一个硬件项目，不妨现在就建个 Git 仓库，写好.gitignore，然后郑重地写下第一行 commit message：

feat: Create blank KiCad project for IoT gateway

时间会证明，这是一个值得的开始。

你已经在用 Git 管理 KiCad 了吗？欢迎在评论区分享你的协作经验或踩过的坑。