導語：如何才能寫好一篇計算機輔助電路設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】計算機 電路設計 輔助 方法

之前在進行電路設計的時候，主要就是靠人工將一些電子元件通過導線然后連接起來，對于一些比較簡單的電路，這樣的方法還是可行的，但是現在的電路設計越來越復雜，在進行人工連接電路的時候就顯得無從下手。所以人們才開始采用印制電路板的方式來進行電路的連接，傳統的手工方式制作的話，工作量是比較的大，而且制作的周期也比較的長，往往很小的電路板也需要很長的時間才能夠經過很多人制作出來，而且在后期如果要進行修改的話也比較的麻煩。隨著計算機技術的應用，就能夠很好的去解決這些問題。在通過計算機進行輔助電路設計的時候，往往之前需要很多人才能完成的工作，現在也只需要一個人就可以完成，而且在進行電路設計的時候，時間的周期也縮短了很多。

一、計算機輔助電路設計的一些優點

在采用計算機輔助電路設計的時候，主要就是利用了計算機模擬代替了之前的通過搭接來對電路進行試驗的方法，這樣的話在電路的設計階段，就可以減少很多去驗證電路的工作量，使得在進行電路設計的過程當中，進程會比之間快了很多?，F在很多的專業軟件上面都有很多的參數數據庫和圖形數據庫，在設計當中需要用到的電子元件基本上這些數據庫當中都能夠提供，如果有些電子元件在數據庫當中沒有的話，那么也可以在設計之間先設計好這樣一個電子元件的模型放入到相應的數據庫當中，在設計當中如果需要的話那么也就可以很方便的直接拿出來用。同時在進行印刷電路板設計的時候，也可以采用相應的印刷電路板設計的專業軟件，而這些專業的軟件是可以進行自動布線布局以及后期處理的作用。而在進行圖紙的繪制時，也可以采用相應的軟件來進行制版。這樣的話對于電路設計的周期就可以縮短很多，而且成本的費用也可以節約不少。

二、計算機輔助電路設計的具體方法

（一）設計電路圖。在設計一個電路，要想使得它能夠去完成一定的作用和功能，就應該先要設計好一個比較完整是電路原理圖。在使用計算機復制電路設計的時候，采用計算機技術來設計電路的原理圖是非常方便的，而且在設計的過程當中對于一些不合理需要修改的地方進行修改的時候也非常的方便，同時在設計好了電路的原理圖之后，在通過相關的專業軟件進行自動的布線布局，對于最后制作成線路板的版圖也非常的方便。首先就是要在計算機當中打開進行原理圖設計的專業軟件，在打開了專業的設計軟件之后就應該要新建一個文件，然后還要加載一些原理圖設計的數據庫。如果在這些電子元件庫當中沒有設計所需要的電子元件，那么就需要使用電子元件的生產軟件，制作出相應的電子元件，然后就可以按照之前的電路設計的構思，調用數據庫當中的電子元件來進行電路原理圖的設計。在設計的當中，對于那些有電氣性能連接的電子元件，就應該要用線把這些電子元件的管腳連上，而對于設計當中的總線電路，則可以才有一個總線來進行連接，這樣的話就減少在設計當中連接的線條比較多的麻煩。但是如果需要在總線的兩端分出很多的線條，那么就需要對這些線條進行相應的標注。而有些的線路上如果是有節點的話，那么就必須要把這些節點連接起來，不然的話計算機系統就會認為這些線路是沒有連接在一起的。

在原理圖的設計完成了之后，就應該要建立相應的網絡表。在原理圖和印制線路版圖的之間，是需要靠網絡表來進行連接的，要想將原理圖最終變成相應的線路板版圖就需要通過網絡表來完成。首先要打開印制線路版圖的相關軟件，然后加載成功相應的數據庫。在禁止布線層當中畫好相應的印制線路版圖的基本外形，然后就對自動布線的設置進行相應的調整，使得印制線路版圖能夠很好的達到設計的相關要求。在通過相應的網絡表，通過自動布局的命令來擺好那些相應的組件，還應該要通過自動布線的命令來進行布線，這個過程是需要一定的時間才能夠完成的。在完成了上述過程之后，在通過人工來對電路圖當中一些不合理的地方進行調整，是電路圖的設計能夠合理。在全部完成電路設計之后，就可以生產電路板。

（二）設計電路板的版圖?，F在很多電路板廠在生產電路板的時候，基本上都是根據用戶自己設計的印制線路版圖來進行生產的。如果是那些已經成型了的電路板，還想要多生產一塊或者是很多塊的話，就可以直接利用計算機來進行輔助的設計，在生成了印制線路版圖之后在進行電路板的生產。針對一些線路比較簡單的電路，可以采用刻度尺度量的方法來將印制線路版圖輸入到計算機當中，首先要在線路當中的某一角設置一個原點，然后其他的點則是可以用這點來進行參照，然后來用刻度尺進行度量。針對一些線路比較復雜，電子元件比較多的電路，如果還是采用刻度尺來進行度量輸入的話，那么就需要很多的時間，而且精確度也不是很高。這種情況下，就可以采用掃描儀將印制線路版圖輸入到計算機當中。通過這種方法，就可以省去很多的麻煩，而且還可以減少一些差錯，所以采用掃描儀將印制線路版圖輸入到計算機當中，在提高電路質量的同時還可以提高工作的效率。

三、結束語

在社會的科學技術不斷發展的時候，計算機輔助電路設計的方法也在不斷的發展和更新，所以電路的設計者也應該要不斷的學習新的技術和知識，使自己可以得到相應的提高，才能夠更好的滿足科學技術的發展需要。

參考文獻：

[1]葉勇盛.計算機輔助電路設計教學方法研究與實踐[J].職業教育研究，2010，03：90-91.

[2]侯云濤.APFC電路的計算輔助設計與仿真研究[D].西北大學，2003.

[3]張尚韜.計算機輔助電路分析程序設計（CAA）[J].福建信息技術教育，2008，01：25-28.

篇2

關鍵詞：電子電路設計教學；軟件實際應用

隨著計算機技術的發展進步，計算機軟件的開發應用發展空間也越來越廣闊。計算機軟件對于電子線路設計而言，其重要性不言而喻，可提供給電路設計更合理的參數方案，無論是教學應用中亦或社會應用中，均占有極高的比重和地位。目前，已有諸多設計者在設計和研究電路的過程中，利用電腦仿真技術來分析調試電路設計，充分證實計算機軟件是實現電子電路設計的關鍵工具。

一、電子電路設計教學和計算機軟件的發展現狀

在計算機技術迅猛發展的當前，幾乎任何行業的發展都離不開計算機軟件的開發利用，特別是電子電路設計領域，應用各類計算機軟件進行電路設計既快捷便利，又能有效驗證電子線路的功能及連接。而隨著計算機軟件的普及應用，其類型功能等越來越完善，也得到了廣泛的認可。在實際的電路設計中，無論設計亦或搭建線路，都需要電路圖繪制、結構調動、電路及元件設計等電子領域共同參與，這就表明需要用到的計算機類型也不盡相同，也是促進計算機軟件完善發展的內在動力。

目前，我國大多數高校開設的電子電路設計課程主要以“理論+實踐”為主，這種課程模式提供給學生學習電路設計更廣闊的發展空間。而使用計算機軟件輔助教學，讓學生掌握軟件使用方法，可利于學生通過軟件工具設計電子電阻，搭建和調試其線路。在電路設計教學中應用輔助軟件，最具有代表性的實例即模擬電子技術實驗教學，其不但能使學生獲得基礎性知識，通過課堂的實踐練習更加深入認知電路設計和仿真軟件應用，也可在課程后期實踐中，更進一步融合電子電路知識與軟件知識。從這個角度來看，進行電子電路教學，對電路設計結合計算機軟件意義非凡，也是我國電子電路技術發展的基礎前提。

二、電子電路設計教學中輔助軟件的應用

（一）Portues軟件的應用

目前，在電子電路設計的教學中，Portues軟件的應用較為普遍，此軟件具有強大的輔助設計功能，作為仿真教學軟件之一，在科技水平大幅度提高的今天，逐漸受到電子電路專業師生的青睞。Portues軟件的應用需通過在界定頁面演示后，根據仿真實驗結果所得結論制定或優化相關解決方案。這種仿真模式能提高軟件利用效率，得出一系列仿真波形和圖像，實現更深入的修改。通常來說，在傳統的設計過程中，設計者需要將初始的原理圖做成實際測試版進行調試，發現問題后，需要進行電路板的修改和完善。使用該軟件則可避免這一環節，只要通過該軟件就能分析原始電子電路設計，并自動生成其研究結果。從這個角度來說，該軟件具有操作便利、功能全面的優勢，并及時調整電子電路設計過程中產生的數據，在學生實訓實驗的過程中，也有利于解決電子電路設計教學中的問題。同時，該軟件的檢測手段更科學，可完全取代傳統落后檢測模式，且能夠大大降低實驗成本，對提高教學效率減少設計時間作用巨大。

（二）CAD軟件的應用

CAD軟件在電子電路設計教學中的應用，與其他軟件相比具有研究不同圖像的特點，在教學中應用相對廣泛。而在電子電路教學不斷發展的今天，該軟件不但有利于電路制圖，也有益于核算相關數據和繪制幾何圖形。教師在利用該軟件進行電子電路設計教學時，可根據電子電路設計類型的不同，展示不同設計的方案及措施。而且，學生利用該軟件進行實踐，可了解到電子電路設計中的各種問題，并更便捷快速地解決面臨的問題，使學生在實踐中不斷累積經驗，提高自身動手能力及解決問題的能力，進而避免這些問題對教學的干擾。另外，CAD軟件本身擁有元件整理庫，故能在教學中設置電子電路設計的相關元件，還能直接及時地給出解決電路設計中所存問題的方案。在教學中利用該軟件輔助，可有效減少制作原理圖像的時間，使學生深刻記憶制作設計的圖像。但需要注意一點，即教師要詳細說明模擬元件與真實元件的區別，以免學生在實踐操作中受到不安全因素的威脅。

（三）EWB軟件的應用

EWB軟件是技術型仿真軟件，其中涉及大量高科技元件與電路模型。從仿真軟件角度來說，EWB軟件的使用功能十分強大，能夠進行整體的電子電路分析，并可提出相關問題。該軟件與其他軟件相比，更具適用性，可以實現不同的電子電路設計。因此，當教師利用該軟件輔助教學時，應注重強調其不同所在，既要讓學生充分利用軟件主要功能，也要了解相關拓展功能。例如，系統的掃描分析電子電路形式時，該軟件在仿真各種函數的同時，也可模擬電路生成。另外，在學生利用軟件中涉及的高科技元件和功能完善原始電子電路設計的過程中，教師應詳細地向學生介紹并解釋相關軟件的生成，以確保學生能夠全面掌握軟件使用方法，進而開展高效的學習。在電子電路設計中只有不斷了解EWB軟件，將其全面融入其中才能展現其精準程度與時效性。

三、結束語

通過上文分析可知，輔助軟件應用于電子電路設計教學中，無疑是對電路設計和功能檢測教學方法的最佳補充。教師在備課期間，應對各種輔助軟件運用特點進行合理比較，以便擇取更具備教學價值的軟件進行教學，實現對電路參數的全面講解，培養學生獨到電力工程設計見地，進而為其將來就業發展奠定良好基礎。

參考文獻：

[1]李葉明.淺析Multisim仿真軟件在電子電路實驗教學中的運用[J].都市家教（上半月），2015，（4）：268-268.

[2]顧玲芙.各類軟件在電子電路設計教學中的運用[J].電子制作，2013，（20）：132-132.

[3]顧學俊.分析各類軟件在電子電路設計教學中的應用[J].電子測試，2015，（7）：130-131，122.

篇3

關鍵詞： 微電子學專業微電子技術課程教學改革

在當今的信息時代，微電子學的應用已經深入國民經濟的各個領域。微電子技術的發展需要大量的多種多樣的人才，既需要設計和制造的人才，又需要科研和教學的人才，也需要管理和市場開發等方面的人才。因此，微電子學專業與其他專業一樣要培養高素質的專門人才，在業務素質方面，要培養出既具有扎實的理論基礎又具有很強的技術意識和技術能力的人才，培養出具有微電子背景的理工科復合型專業人才，以適應現代化建設和社會發展的需求。

一、課程現狀

由于受傳統辦學模式的影響很深，學生的學習能力、適應環境的能力還不強。

1.課程設置和教學內容在一定程度上脫離實際需要。許多課程的內容和實施計劃與其他本科專業有相當的雷同，這對基礎相對薄弱的學校學生來說可謂是難上加難，導致掌握的基礎知識不堅實。

2.工程教育的非工程化現象嚴重，學生能力的培養與當前電子技術實際需要的技能結合不緊密；教學內容重復，層次不分明，銜接不科學，注重每門課程理論體系的完整性，但輕視課程之間的橫向聯系。

3.重視教材的編寫，輕視專業建設和課程的開發。

4.授課方式單一，重視教師的主導作用，輕視學生學習的主動性、自主性，實施“以講為主”的教學方法仍然偏重，不利于學生能力的培養。

5.實踐性教學環節薄弱，許多學校對許多課程的教學實施手段與要求相距甚遠。

二、教學內容的改革

1.微電子學專業的學生必須掌握電子線路的基本概念理論和方法，必須系統地學習電路分析基礎、模擬電子技術基礎和數字電子技術基礎等電子線路的基礎知識。但是這些基礎課程與微電子專業課程的內容有許多重復之處，比如：《電子線路》教材中的內容與微電子學專業的《集成電路設計原理》等課程中的內容有許多重復。為了避免重復，需要有合理的開課時間安排，如《電子線路》課程應安排在《集成電路設計原理》之前，這樣有利于合并課程中相互重疊的部分，既節約課時，又保證學生的系統學習。隨著大規模集成電路和電子計算機的迅速發展，電子電路分析與設計方法發生了重大的變革，以電子計算機輔助分析與設計為基礎的電子設計自動化技術已廣泛應用于電子電路、集成電路與系統的設計之中，它改變了以定量估算和電路實驗為基礎的傳統設計方法，成為現代電子系統設計中的關鍵技術之一，是必不可少的工具與手段。因此，微電子技術專業課程內容應該增加計算機輔助分析與設計，可以與集成電路課程緊密結合起來，以適應教學改革的需要。

2.加強計算機的訓練與應用，EDA設計技術是微電子技術的重要技術之一，集成電路的整個設計過程都普遍使用計算機輔助或電子自動化設計技術的工具，以計算機為基礎，因此培養的學生必須具有很強的計算機應用和電路開發能力。學生在本科四年學習過程中要結合不同時期的學習內容，不斷地進行計算機訓練。不僅在硬件方面，而且在軟件方面，都要進行嚴格的訓練。在學習《計算機基礎》、《B語言》、《微機原理及應用》、《算法與數據結構》等計算機基礎課程期間，要結合上機訓練和編寫基本的程序，使學生熟悉計算機的基本原理和基本軟件的使用。同時，要不斷地更新和補充教學內容，把最新的技術內容引入教學中，對學生進行培養訓練。

三、教學方法的改革

工程性、系統性和適用性強是該課程的顯著特點。大部分學生在學完這門課程后，只是了解了一些專業術語，掌握了一些基本原理及方法，但理論知識運用不夠靈活，稍微復雜的電路圖就看不懂了，也不會分析和調試電路，更談不上設計和制作電路。長期以來，學生對這門課程的學習普遍感到比較吃力，甚至一些學生由于在學習該課程時產生了畏懼感，在以后的學習中凡是遇到跟模擬電路有關聯的課程都不自覺地帶有畏難情緒，從而影響了后續相關專業課程的學習，許多老師反映難教，教學效果比較差。所以必須對傳統的教學手段進行改進。

1.授課。學生注意力的高低，是評判教學成功與否的一個重要指標。微電子技術課程知識點多、內容抽象，學習過程中困難大。傳統的教學手段以板書和理論分析講授為主。這樣的教學過程，學生在學習時聽起來、看起來枯燥乏味，注意力常常不集中，對于該課程中很多抽象的概念難以理解，講課效率低下。而多媒體課件融圖、文、聲為一體，動靜結合，把看、聽、說、寫、想結合在一起，圖文并茂、視聽結合，富有吸引力，能引起學生的無意注意，使學生的注意力穩定集中，可以更好地增強聽課效果。教師交替使用幾種授課方法可有效引導學生將注意力集中到教學中來，從而保證教學質量。

2.開展課堂討論。把時間留給學生，充分調動學生的學習自主性在教學過程中，專門抽出時間留作課堂討論，以學生獨立自主學習為前提，以課外文獻閱讀為討論內容，通過科研專題討論的形式，為學生提供充分自由的表達、質疑、探究、討論問題的機會，將自己所學知識應用于解決實際問題。這樣可調動學生的積極性，促使他們自己去獲取知識以及發現問題、提出問題、分析問題、解決問題，從而開發學生的智力，培養自學能力及創新能力。

3.實驗和仿真。在集成電路設計及CAD技術教學內容中加入實踐環節，在講授理論知識的基礎上增加VHDL模擬、電路模擬、器件模擬、工藝模擬的實驗教學內容，充分利用學校的EDA實驗資源，在實驗中利用可視化的技術使原本抽象、實驗難度大、成本高或無法演示的內容形象化、可視化，使復雜、枯燥的內容變得直觀、有趣、容易理解，從而充分調動學生的積極性，增強實驗效果，適時進行簡練清晰的解說，給學生留下深刻的印象，使學習變得輕松而愉快，提高學生的學習興趣，深化理論學習，為后續課程的學習和走上工作崗位打下堅實的基礎。在集成電路制造工藝講授過程中，盡可能地組織學生參觀各類先進的半導體制作工藝相關實驗室，提高學生對制作工藝的感性認識，培養學生以后從事微電子行業的興趣。

隨著計算機硬件的飛速進步和軟件技術的迅猛發展，虛擬仿真技術成為當前流行的新型教學手段。傳統的實驗教學手段，由于實驗室購置的設備和儀器，特別是微電子專業的實驗設備價格高昂、操作復雜、容易損傷，同學們很難得到上機鍛煉的機會。而使用基于虛擬仿真技術的教學方式，過程簡單靈活，交互方式多樣，結果直觀明了，既能培養學生的動手能力和分析、綜合能力，又能提高學習興趣，激發學生的創造性。虛擬仿真技術在微電子專業教學中的應用主要體現在兩個方面：一是在電路設計方面，基于電子設計自動化EDA技術實現對電子線路（包括集成電路與版圖）的模擬仿真；二是在微電子工藝與器件方面，基于半導體工藝和器件的計算機輔助技術TCAD實現對微電子制造工藝和半導體器件結構及工作過程的仿真與演示。使用仿真軟件所提供的強大功能，包括軟件所具有的可升級性，在課堂和實驗中通過軟件設計微電子電路、工藝和器件，在屏幕上模擬其功能，可使教學概念清晰，內容生動，過程可視，還能夠大幅節省實驗設備的購置和維護費用，經濟高效。

4.課程設計。課程設計可以培養學生綜合分析、實際動手能力，同時能夠培養學生獨立解決問題、探索創新能力及組織所學知識的能力，更為重要的是這些設計能增加學生學習的趣味性。教師要組織帶有研制產品意義的綜合性應用課題，指導學生小組做設計。學生可以事先對自己的設計方案進行仿真研究，然后實施，從而節省設計時間，節約體力和精力。課程設計應激發學生的科研興趣，活躍學生的思維，開闊學生的知識面，促進學生對所學知識的綜合運用，培養學生獨研究的能力，提升實驗教學的整體質量和水平。例如以研制有新技術指標要求的集成溫度傳感器為課題，讓學生首先利用計算機做電路綜合、模擬調整、仿真、版圖設計與驗證并制備出掩模版，然后投片到芯片測試，根據測試結果分析問題，必要時返回進行第二次、第三次設計和投片。這個階段要增加工藝制備實踐的環節，注意工藝技術的培養。當然，要在畢業設計的有限時間中成功地研制出一個新的微電子產品是不大可能的，但是，把這種有創新意義的課題讓學生去實踐，對培養學生的創新能力會起很大的作用。

四、結語

目前，我國人才供求結構中存在著嚴重的“所供非所求，所教非所需”的不對稱現象：一方面，我國對集成電路設計師的需求達幾十萬，人才缺口很大，另一方面，我國每年卻有大批的大學生畢業后找不到工作，造成巨大的就業壓力。要解決這一問題，高校教育要針對我國集成電路制造和設計人才缺乏的現狀探索新型的高水平、復合型的集成電路人才培養模式，面向市場，及時了解微電子產業的人才需求情況，根據市場需要，及時調整教學體系，確定人才培養方向，探索新的教學模式，有效提高教學質量，培養適合時展需要的人才。

參考文獻：

［1］倪振文，王俊年等.電子信息專業實踐教學體系改革的研究［J］.實驗室研究與探索，2004.

［2］黃翠柏.計算機仿真技術在電子技術教學中的應用［J］.中國科技信息，2011.

［3］張德時.信息技術環境下高校學生多元化學習模式研究［J］.中國成人教育，2011.

［4］汪慧蘭.微電子技術課程設置與改革初探［J］.內蒙古電大學刊，2008.

篇4

【關鍵詞】EDA；電子系統；CPLD/FPGA；VHDL

1.引言

電子設計自動化（Electronic Design Aut-omation）的縮寫即是EDA。EDA技術是把計算機技術應用在電子設計過程的一門技術，從而實現了電子設計的自動化進行，現今EDA技術已經廣泛用于電子電路的設計仿真以及集成電路版圖設計、印刷電路板的設計和可編程器件的編程等工作中。EDA技術是一門綜合的學科，它代表了未來電子設計技術的發展方向，打破了軟硬件之間的隔閡。

我們依據計算機輔助技術介入程度的不同，將電子系統設計分為以下三類：

1.1 人工的設計方法

此種設計方法從提出方案到驗證方案等等均需要由人工來完成，并且方案的驗證必須搭建實際的電路來完成驗證。這種人工的設計方法缺陷在于：開銷特別大，但是效率卻極低，并且周期比較長，還有一點就是現在的產品不是單單靠人工就能夠完成的。

1.2 計算機輔助設計CAD

1970年以來，計算機開始被應用于Ic版圖設計以及PCB布局布線，后來發展為可對電路功能和結構進行設計，并且在原來的基礎上增添了邏輯仿真、自動布局布線等等的功能?？梢赃@么說CAD技術的應用取得了可喜的成果。但我們也不能過于樂觀，因為各種各樣的軟件層出不窮，每一種設計軟件只能夠解決一部分的問題，這就造成了軟件不能完全脫離人去設計，智能化程度不能夠滿足人們的需求。

1.3 EDA電子設計自動化

1990年以后是EDA時代的到來。伴隨著電子計算機的不斷發展，計算機系統被廣泛的應用于電子產品的設計和電子產品的測試以及電子產品的制造等各環節當中。由于電子產品的性能不斷提高以及精密度的增加，產品的更新所需要的時間越來越短。相應的，電子產品的設計和電子產品的測試以及電子產品的制造也必須跟上更新的步伐。同時EDA也是CAD向前發展的必然產物，是電子設計的核心內容。

2.EDA的基本特征

作為現今社會電子設計最前沿的技術，電子設計工程師可以通過EDA從協議、算法等等開始對電子系統進行設計，這樣可以使計算機完成大量的工作，并實現了從電路設計以及性能分析至設計出PCB版圖整個過程完全在計算機上實現自動化處理。EDA設計工程師采用從系統設計入手，對功能方框圖進行劃分以及對結構進行設計。設計工程師對系統硬件功能的完成需要依靠EDA軟件和硬件描述語言。

另一方面，電子設計的仿真和調試是在高層次上進行完成的，這樣做的好處是方便在初期發現一些錯誤，主要是結構設計上的，這樣可以有效地減少設計資源的浪費，同時避免了做大量的邏輯功能仿真工作，使設計能夠取得一次性成功。又由于電子產品日趨復雜，集成度又顯著提高，現存的中小型規模的集成電路已經不能夠滿足我們的要求，這就導致了電子電路設計由小規模芯片轉向了大規模甚至超大規模芯片，產生了具有高集成度和低功耗等功能的可編程ASIC器件。

3.EDA的應用

隨著EDA技術的迅猛發展，EDA技術主要在以下兩個方面發揮了巨大作用。首先，在科研方面的應用：

主要是應用仿真工具，比如PSPICE、VHDL等，利用這些工具進行電路的設計以及電路的仿真；還用虛擬儀器對產品進行測試；在儀器中應用CPLD/FPGA器件；從事一些ASIC或者PCB的設計等等，總之EDA技術在科研方面獲得了廣泛的應用。取得了顯著地經濟和社會效益。其次，在教學方面的應用：可以這么說幾乎設置有電子信息這個專業的院校，無論理工科還是文科類的高校，幾乎都設有EDA的課程，設置這門課程的目的在于，讓同學們了解EDA的原理，能夠學會利用HDL對系統邏輯進行描述，同時掌握用其進行仿真實驗的操作方法，達到無論是做畢業設計還是以后參加了工作，都能夠進行簡單的設計。為此我國每2年舉辦一次大學生電子設計的競賽，這也是在考察學生的EDA技術水平，可以這么說，EDA技術已經是電子領域里不可或缺的一門技術。

4.EDA的常用軟件

EDA軟件很多，大體上分為PCB設計軟件、IC設計、電路設計以及仿真工具等，下面簡單介紹在我國應用比較多的幾個軟件。

4.1 電子電路設計以及仿真工具

電子電路設計以及仿真工具有：SPICE、EWB等等。

（1）SPICE工具是由美國加州大學研發出的電路分析軟件，由于其廣泛的被使用，同時功能足夠強大，被認為是國際上對電子電路性能模擬的一個標準，具有文本輸入和電路原理圖的圖形輸入兩種功能。

（2）EWB工具是加拿大Interactive Image Technologic Ltd公司研發的電子電路仿真工具。這款軟件可以提供多種類型的虛擬儀器，可以像操作實際儀器一樣對其進行操作。并且軟件可以提供的元器件種類繁多，器件比較齊全，它在功能上模仿了SPICE，但是沒有SPICE那么多的分析功能。

4.2 PCB設計軟件

PCB設計軟件包括Protel、Cadence PSD、OrCAD、PowerPCB等等，其中Protel在我國應用最廣泛，它是由澳大利亞Protel Technology公司研發的電路板設計軟件。許多理工類高校都設有這么課程，而且電路公司幾乎沒有一個不使用它的，它能夠全方位的對電路進行設計，并且Protel具有易于使用、界面友好等優點，電路設計和PCB設計是其最有代表性的功能。

5.EDA的發展前景

21世紀后，大規模的FPGA、CPLD器件的涌出，使得EDA軟件持續更新，EDA技術取得了更大的發展。如果想參與世界范圍電子市場的競爭，提高競爭能力，那么EDA技術是需要熟練掌握的，只有這樣電子企業才能夠生存和發展下去。

參考文獻

[1]李雪梅，張建輝.電子EDA技術及發展與應用[J].樂山師范學院學報，2004（05）.

[2]顧青華.談電子EDA技術的應用與發展[J].信息與電腦（理論版），2010（08）.

篇5

關鍵詞:EDA技術；通信電子線路；構成；應用

1EDA技術概述

1.1EDA技術內涵

EDA技術是電子設計自動化技術的簡稱,是計算機輔助技術、計算機輔助制造技術、計算機輔助測試技術以及計算機輔助工程等項目的融合。在EDA技術應用過程中,將計算機作為基礎,借助硬件描述語言完成設計文件,能結合設計需求對設計文件進行集中的編輯和處理,運行邏輯編譯單元、化簡單元、分割單元、綜合單元和估化單元等,確保布局布線效果的最優化,也能有效建立仿真模型。在EDA技術中,要對特定的目標芯片進行適當的適配編譯,保證編程下載效果的最優化[1]。

1.2EDA技術構成

在EDA技術組成結構中,主要分為兩個非常重要的軟件包。第一個軟件包主要是適配器,基本作用就是將綜合器產生的表文件配置在對應的目標器中,產生最終下載文件。需要注意的是,適配器的選定目標期間范圍要結合實際情況進行確定,不能超過綜合器中制定的目標器件。第二個軟件包是綜合器,設計人員在EDA技術應用過程中要集中完成固定系統項目,針對原理圖和狀態圖形進行綜合性描述,發揮綜合器對硬件系統進行編譯和轉化的優勢,生成描述功能性的文件,落實相關需求。另外,在硬件結構參數給定的基礎上,能實現綜合器的全面工作,并且有效建立硬件和軟件的連接,能將電路中的高級語言直接轉化為低級語言描述。EDA技術能在提高電路設計工作實際效率和應用效果的同時,確保電路設計可操作性的完整性,也能促進電子工程技術的全面發展[2]。

2通信電子線路中EDA技術的應用分析

將EDA技術應用在通信電子線路中,不僅僅是為了提高工作的實效性,也是為了進一步升級其實際質量,踐行智能化發展要求和運行目標,積極創設系統化的管控和技術應用措施,也為管理效果的全面優化奠定堅實基礎。

2.1射頻電子線路應用EDA技術

在EDA技術的工具包中,主要涉及的模塊分為以下三種,分別為芯片輔助設計軟件、系統設計軟件和可編程芯片設計軟件。其中,射頻電子線路就是通信電子線路設計中的關鍵模塊,需要設計人員給予高度關注,并且對技術應用類型以及應用機制展開深度挖掘和研究。在射頻電子線路中,要借助軟件結構對編制相關設計文件,借助計算機的相關工具對其進行編輯,踐行自動邏輯編譯的具體操作,應用分割操作對數據和信息進行整合,并且將復雜的程序結構化簡,有效綜合數據模塊和信息單元,建立健全有效的仿真模型和計算體系,從而有效設計布線方案[3]。只有保證每一個工序的完整性,才能有效升級設計流程的完整程度。從而對目標芯片的邏輯映射以及適配編譯等項目進行集中整合,確保編程下載效果的完整性,升級設計效果和設計要求。在實際設計項目中,要利用專業化仿真設計軟件對不同單元的電路進行整合,升級設計效果、仿真實效性以及驗證完整性。需要注意的是,在建立電子仿真元件模型的過程中,由于模型具有典型性,且內部元件參數存在離散特征,因此,會受到電子裝配工藝以及電路連線分布參數的影響。設計人員要對線路進行安裝、測試以及系統化調整,保證整個流程符合實際需求的基礎上,最終投入生產。另外,在實際從設計項目中,也要對電路原理圖和硬件電路制作圖進行整合,將設計元素都在板圖中表現出來,借助設計對電路的性能和正確性展開全面檢查,從而完成設計圖,發揮仿真軟件檢測電路連接效果的優勢,修正基本問題,優化運行效率[4]。除此之外,設計人員也要對設計過程中的EDA技術功能性進行集中整合,若是板的實際尺寸不足,就會增加不同器件的密充效果,對布線規則也提出了更高的要求,使得設計難度增大,需要設計人員結合實際問題進行集中整合。

2.2分頻器線路系統應用EDA技術

在電子線路中,分頻器是基礎項目,需要通信電子線路結合實際情況對分頻器類型進行集中處理,設計線路也要結合半整數分頻和整數分頻進行集中整合,亦或是在同一個電子線路中使用多種分頻形式,從根本上提高整體設計結構的完整性和有效性,利用更加系統化的管理機制和控制措施,升級管理效果[5]。在應用EDA技術的過程中,要對分頻器設計結構進行整合,優化分頻器設計方式的完整性。EDA技術也能將電子系統接收的信號設定為時鐘信號,對敏感信號建立四分頻處理,最終輸出常規性信號,確保復位信號的完整性,配置對應的計數器后,能對信號轉化項目進行整合,落實設計目標。需要注意的是,在實際設計過程中,要對系統中的允許程序進行標注處理。

3結語

總而言之,EDA技術是電子設計技術中的核心項目,是融合了智能技術和計算機技術的項目,在電子線路設計機制和板管理體系中的重點,相關設計人員要升級技術結構和管控措施,優化工作效率的同時,建立健全完整的處理效果,實現技術結構的全面升級,也能為通信電子線路的可持續發展奠定堅實基礎。

參考文獻

[1]黃小英.探析通信電子線路中EDA技術的應用[J].信息通信,2014,44(10):214-214,215.

[2]楊樹紅.通信電子線路中EDA技術的實踐運用淺析[J].山東工業技術,2015,34(23):123-124.

[3]劉南.電子線路實驗教學探索與研究[C].2015年全國高等學校電子信息科學與工程類專業教學協作會議論文集.2015:172-176.

[4]苗澎,唐路,田玲,等.“通信電子線路”課程實驗教學方法探討[J].電氣電子教學學報,2016,38(03):110-112.

[5]李燕龍,陳曉,黃坤,等.創新驅動下實驗方法研究--以OFDM通信系統設計實現為例[J].大眾科技,2016,18(08):18-22.

篇6

關鍵字:EDA 電子設計自動化 設計工具 應用領域 發展趨勢

一、EDA技術的概念

EDA是電子設計自動化(Electronic Design Automation)的縮寫。由于它是一門剛剛發展起來的新技術，涉及面廣，內容豐富，理解各異，所以目前尚無一個確切的定義。但從EDA應用的層面來看,可以理解為:EDA技術是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果，進行電子產品的自動設計。從EDA技術的幾個主要方面的內容來看，可以理解為：EDA技術是以大規模可編程邏輯器件為設計載體，以硬件描述語言為系統邏輯描述的主要表達方式，以計算機、大規?？删幊踢壿嬈骷拈_發軟件及實驗開發系統為設計工具，通過有關的開發軟件，自動完成用軟件的方式設計電子系統到硬件系統的一門新技術?？梢詫崿F邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優化，邏輯布局布線、邏輯仿真。完成對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作，最終形成集成電子系統或專用集成芯片。

二、EDA在各個領域的應用

EDA技術發展迅猛，逐漸在教學、科研、產品設計與制造等各方面都發揮著巨大的作用。包括在機械、電子、通信、航空航天、化工、礦產、生物、醫學、軍事等各個領域，都有EDA的應用。目前EDA 技術已在各大公司、企事業單位和科研教學部門廣泛使用。例如在飛機制造過程中，從設計、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到EDA技術。

在教學方面：幾乎所有理工科（特別是電子信息）類的高校都開設了EDA課程。主要是讓學生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語言編寫規范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用EDA工具進行電子電路課程的實驗并從事簡單系統的設計。一般學習電路仿真工具（如EWB、PSPICE）和PLD開發工具（如Altera/Xilinx的器件結構及開發系統），為今后工作打下基礎。

在科研方面：主要利用電路仿真工具(EwB或PSPICE、VLOL等)進行電路設計與仿真；利用虛擬儀器進行產品調試；將OLI／FPGA器件的開發應用到儀器設備中。例如在CDMA無線通信系統中，所有移動手機和無線基站都工作在相同的頻譜，為區別不同的呼叫，每個手機有一個唯一的碼序列，CDMA基站必須能判別這些不同觀點的碼序列才能分辨出不同的傳呼進程；這一判別是通過匹配濾波器的輸出顯示在輸人數據流中探調到特定的碼序列；FPGA能提供良好的濾波器設計，而且能完成DSP高級數據處理功能，因而FPGA在現代通信領域方面獲得廣泛應用。

在產品設計與制造方面：從高性能的微處理器、數字信號處理器一直到彩電、音響和電子玩具電路等，EDA技術不單是應用于前期的計算機模擬仿真、產品調試，而且也在PCB的制作、電子設備的研制與生產、電路板的焊接、ASIC的流片過程等有重要作用?？梢哉f電子EDA技術已經成為電子工業領域不可缺少的技術支持。

三、EDA技術的發展趨勢

從目前的EDA技術來看，其發展趨勢是政府重視、使用普及、應用文泛、工具多樣、軟件功能強大。

中國EDA市場已漸趨成熟，不過大部分設計工程師面向的是PC主板和小型ASIC領域，僅有小部分（約11%）的設計人員工發復雜的片上系統器件。為了與臺灣和美國的設計工程師形成更有力的競爭，中國的設計隊伍有必要購入一些最新的EDA技術。

在信息通信領域，要優先發展高速寬帶信息網、深亞微米集成電路、新型元器件、計算機及軟件技術、第三代移動通信技術、信息管理、信息安全技術，積極開拓以數字技術、網絡技術為基礎的新一代信息產品，發展新興產業，培育新的經濟增長點。要大力推進制造業信息化，積極開展計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）、計算機輔助工藝（CAPP）、計算機機輔助制造（CAM）、產品數據管理（PDM）、制造資源計劃（MRPII）及企業資源管理（ERP）等。有條件的企業可開展“網絡制造”，便于合作設計、合作制造，參與國內和國際競爭。開展“數控化”工程和“數字化”工程。自動化儀表的技術發展趨勢的測試技術、控制技術與計算機技術、通信技術進一步融合，形成測量、控制、通信與計算機（M3C）結構。在ASIC和PLD設計方面，向超高速、高密度、低功耗、低電壓方向發展。外設技術與EDA工程相結合的市場前景看好，如組合超大屏幕的相關連接，多屏幕技術也有所發展。中國自1995年以來加速開發半導體產業，先后建立了幾所設計中心，推動系列設計活動以應對亞太地區其它EDA市場的競爭。

在EDA軟件開發方面，目前主要集中在美國。但各國也正在努力開發相應的工具。日本、韓國都有ASIC設計工具，但不對外開放 。中國華大集成電路設計中心，也提供IC設計軟件，但性能不是很強。相信在不久的將來會有更多更好的設計工具有各地開花并結果。據最新統計顯示，中國和印度正在成為電子設計自動化領域發展最快的兩個市場，年復合增長率分別達到了50%和30%。

EDA技術發展迅猛，完全可以用日新月異來描述。EDA技術的應用廣泛，現在已涉及到各行各業。EDA水平不斷提高，設計工具趨于完美的地步。EDA市場日趨成熟，但我國的研發水平沿很有限，需迎頭趕上。

四、結語

EDA技術是以大規模可編程邏輯器件為設計載體，以硬件描述語言為系統邏輯描述的主要表達方式，以計算機、大規?？删幊踢壿嬈骷拈_發軟件及實驗開發系統為設計工具，通過有關的開發軟件，自動完成用軟件的方式設計電子系統到硬件系統的一門新技術。EDA技術的應用廣泛，現在已涉及到各行各業。EDA市場日趨成熟，但我國的研發水平沿很有限，需迎頭趕上。

參考文獻:

[1]擦光輝．CPLD／TPGA的開發與應用[M]. 北京：電于工業出版社，2002.

[2]杜玉遠．EDA設計快速入門圓．電子世界，2004,(1):24

[3] ALTERA公司,DATA BOOK[M].北京:清華大學出版社,1998

篇7

【關鍵詞】機電產品;一體化設計;計算機輔助技術

機電一體化技術是建立在機械技術、微電子技術、計算機信息技術、自動控制技術、傳感技術、電子技術和伺服驅動技術等現代高新技術群體基礎上的一種高新技術。它突出的特點是將機械產品中融入了過去所沒有的新技術,將電子元件信息處理及自動控制功能整合到機械設備中,因此得到了一種在過去依靠單一技術無法實現的效果。

一、機電一體化工程

機電一體化設計要突出以下特點。在設計產品時,只依賴一種技術無法實現的情況下,要進行電子與機械技術有機的結合開展設計,在設計產品中實現了機電一體化時要對技術方案開展評估,在電子元件與機械設備匹配的情況下,選擇最優的技術方案。

機電產品的性能必須通過機電配合才能實現這兩種技術相互聯系、相互補充。只依靠電子元件或者淚L械裝置無法完成,要考慮機械裝置和電子元件控制,即軟、硬件相互結合,才能實現多種技術共存。另外,在設計產品的同時要考慮產品成本、可靠性、精度、市場需求情況等要求。

機電一體化的設計通常要經過開發設計階段和適應性設計階段等。開發設計是在沒有任何參照的情況下開發設計產品,并滿足性能要求,設計人員要有豐富的想象力和扎實的理論基礎及市場經驗。適應性設計階段,對原有的產品設計,進行修改,完善功能和局部改進,使開發設計產品的性能、功能有所提高。另外,通過改變外型尺寸、速度、精度等參數來增加產品性能比,來滿足用戶的需要。在進行機電一體化設計時要充分利用計算機技術,如用Auto cad程序設計及借助計算,分析、模擬、優化等設計方案,來提高產品設計的效率及精度。在設計時要充分考慮產品的用途、性能、成本等因素,要設計出經濟實用、可靠、技術新、消耗少的產品來滿足市場需求。

二、機電一體化設計探討

機電由于專業上的差異,因此在設計方法上有很大的不同。傳統的機械設計往往是在前人的經驗基礎上,著重于形象思維。因而較多的工作是在圖紙的設計上,并力求在圖紙設計階段不斷論證完善。而電路設計建立在實驗的基礎上,組成線路的元器件比較規格化、標準化、并且在一個電路板上換幾個元器件比較容易。決不象機械改變其中的零部件周期長、浪費大。因此機電設計有一定的靈活性,電設計更注重的是邏輯思維。

由于機電之間的差異,所以在現代科技迅猛發展的今天,特別是機電一體化產品的研制,傳統的方法是很難適應的。因此討論機電一體化設計方法有一定的現實意義。

1、相似物理模型

電子學、機械學都是建立在物理學的基礎上,而縱觀自然科學的發展過程兩者之間有血緣關系。早期的力學研究推動了電路理論研究,電子學的許多概念都殘留有機械學的痕跡。如MKB機械振動系統可以模擬成為LCR電路系統。此外旋轉運動系統、熱傳導系統、液壓系統等基本上也都能摸擬成LCR電路系統、其狀態方程一致。所以對于機電一體化模型,我們可以據此相似原理把一個電系統或一個機系統均抽象成一個物理系統處理,這對實體系統的分析非常簡便。再用狀態變量法抽象出數學模型即狀態變量方程。然后再借助于計算機分析、計算、處理或直接控制。

2、系統尋優原則

機電一體化的核心是如何融為一體因此機電一體化設計應從整體上研究,其總體指標、功能應力求以最簡單的手法實現復雜的功能。亦即要從系統角度優化使機電有機結合到恰到好處。作為一門學科,二個單一技術有時也許是很平常的,但多種這樣的技術的融合,往往會導致驚人的結果。如美國阿波羅登月計劃,沒有一項突破性技術,卻是一項卓越的成功的系統工程。所以系統總體設計之初,總的功能指標的實現途徑、保證方法的尋優是機電一體化設計的關鍵。機電一體化系統設計應把

3、相似簡圖分析法

無論是電路設計還是機械設計其主要表達形式都是工程圖紙。分析兩者之間的異同,顯然電路注重功能分析,機械更注重結構分析。電路主要原理上亦即邏輯上能走通.參數的修改調整方便靈活。尤其是集成電路的發展更加明顯。而機械是在形象思維的基礎上大量結構的組合,修改比較麻煩。顯然電路的這種兩單符號的表達與功能分析法是比較有利的。其原因是其標準化工作好。如元器件都有一定的規范。尤其集成電路的發展使電路濃縮,使電路模塊化,更利于設計與分析。而機械除了緊固件及其中某些液壓與氣動元件外,大都只是設計上的標準化。即便是其中的液壓與氣動元件也沒形成系列化。因此筆者認為研究機電一體化設計方法有必要在逐漸促使機械部件標堆化的基礎上創立一種類似電路元器件或液氣元件的相似簡圖。這樣便能簡潔明了的表達機電一體化系統方案,易分析,修改,便于優化設計。

三、結束語

機電一體化技術和產品將是今后技術裝備中十分重要的部分,微電子技術的突飛猛進帶來了不少奇跡,但是這一新技術潛在的最大成就,將是機械技術與微電子技術的融合。從總體水平上看,我國機電產品設計、制造、測試水平與先進工業國家相比還有相當大的差距。尤其是產品的設計工作已成為整個生產體系中的薄弱環節,遠遠不能適應產品結構的改變、產品更新換代的周期縮短以及產品競爭加劇的趨勢,許多技術密集型的機電產品難參與國際競爭。國外專家們曾預言,到了八十年代中期以后,若企業仍不在計算機輔助技術系統領域投資,則到了九十年代以后其產品將會完全喪失競爭能力。所以,我們必須充分利用對外開放的有利條件,引進國外先進技術,加速我國計算機輔助技術的發展,促進機電產品設計一體化技術的應用。

【參考文獻】

篇8

【關鍵詞】信息處理 控制子系統 設計

一、信息處理和控制子系統設計過程

信息處理與控制子系統的設計是圍繞著執行子系統的功能需求而進行的，信息處理與控制子系統設計的主要內容有：

1.確定控制子系統的整體方案。構思控制子系統的整體方案必須深入了解被控對象的控制要求。關鍵問題有：（1）控制方式及其與計算機的匹配條件。對于一個機電一體化系統，要實現某些功能可采用多種控制方案、多種控制方法。計算機系統的主要作用是實現一定的控制策略和完成一定的信息處理。當控制系統的功能和主要性能指標確定后，對計算機的基本要求也就隨之確定了。由于工業控制計算機有多種類型，每種類型又包含多種產品，往往有多種方案可以實現同一控制目標。（2）應考慮驅動部件的類型和執行部件（機構）的類型。（3）應考慮對可靠性、精度和快速性有什么要求。（4）應考慮微機在整個控制系統中的作用，是設定計算、直接控制還是數據處理。微機應承擔哪些任務，為完成這些任務，微機應具備哪些功能，需要哪些輸入/輸出通道，配備哪些外圍設備。（5）畫出控制子系統組成的初步框圖，作為下一步設計的依據。

2.確定控制算法。應對控制子系統建立數學模型，確定其控制算法?？刂扑惴Q定了控制系統的優劣。應根據不同的控制對象、不同的控制指標要求選擇不同的控制算法。對于復雜的控制系統，其算法也較復雜，使控制較難實現。為此需進行某些合理簡化，忽略某些次要影響因素，使控制算法簡化，以獲得較好的控制效果。

3.控制子系統總體設計?？刂谱酉到y要綜合考慮硬件和軟件措施，解決微型機、被控對象和操作者三者信息交換的通路和分時控制的時序安排問題，保證系統能正常地運行。通過總體設計，畫出系統的具體構成框圖。

4.軟件設計。微機控制系統的軟件主要分為系統軟件和應用軟件，軟件設計主要指應用軟件的設計?？刂谱酉到y對應用軟件的要求是具有實時性、針對性、靈活性和通用性。系統的硬件和軟件需合理結合。在機電一體化系統中，哪些功能用硬件實現、哪些功能用軟件實現等都是設計時應考慮的重要問題。對于運算與判斷、處理等功能適宜用軟件來實現，而其余不少的功能既可用硬件來實現，又可用軟件來實現。為了合理組成控制系統的硬件和軟件，通常根據系統的經濟性和可靠性綜合最優來確定。

二、信息處理與控制系統硬件設計

1.電子部件設計

電子系統的標準部件設計與機械部件設計過程大為不同。對于簡單部件，如電容器、電阻器、電位計和變壓器等，可以像機械設計那樣，將部件設計理解為確定其所有基本性質的過程。部件完全被單個元件的（機械）結構所定義，每個元件又由其形狀、尺寸、材料、表面質量所描述。當然，電磁性質對于材料的選擇是非常重要的。對于像半導體和集成電路這樣的復雜功能部件，對基本設計性質的確定并不能充分地解釋所有可直接處理的設計性質。隨著超大規模集成電路部件上晶體管數量的驚人增長，電子部件設計只能在計算機輔助下，采用層次化、面向系統的方法來進行。電子部件主要由專業化公司設計，在許多方面都實現了高度標準化，如部件值及公差、功能說明、機械封裝（如雙列直插式封裝、表面貼裝技術封裝）、溫度范圍等。只有在一些特殊情況下，機電設計者才需要自行設計電子部件。

2.電路設計

在電子系統中，可以進行電路的功能設計而幾乎獨立于其物理實現，其結果就是電路設計（二維）與電子封裝設計（三維）的分離。電路基本上是由具有傳導聯系的功能部件所構成的二維結構。很少從頭開始設計一個電路。對于典型的功能需求，在技術資料中存在著大量的概念原理解，如放大器、振蕩器、濾波器、模/數轉換器、微處理器電路等。電路設計是利用已有元器件創造出新的結構。在設計時，可將設計任務由頂向下地細分為子問題，直至其對應于已知方案解或已知集成部件。電路設計主要基于分析和尺寸確定方法。一旦確定電路圖結構，就可詳細地計算其性能并進行仿真。因而通常的做法是快速提出一個方案解用于電路分析，然后修改該方案直至滿足設計要求。由于一些因素的存在，使得電路功能難以完全獨立于電路圖的物理實現（即封裝），例如：導體尺度限制了能量傳輸和轉換率；電路中的熱功耗完全依賴于機械結構；電磁屏蔽對于微處理器的正常運行極其關鍵；過小的尺寸會引起信號載體間的反饋和串擾；制造公差使得一些規定功能產生了偏差。需要注意的是，以上多數問題都與信號中的能量因素有關，它們實際上是電路設計師和封裝、機械設計師的“接口”問題。與機械設計相比，電子系統的功能設計和物理實現相互之間更加獨立。在描述電子變換功能、部件結構的圖形建模方面，都有相應理論和方法存在，但設計綜合理論非常少。在一定程度上，機械設計理論可以應用于電子部件設計和電子封裝設計。

三、信息處理與控制系統軟件設計

在軟件系統方案設計中，主要問題是生成必需的變換和數據的整體結構。對于一個給定的系統，這個結構通常是唯一的，而其中的程序模塊（如算法）則往往能夠再次應用于其它設計。但是目前，能夠明確軟件模塊的功能和輸入輸出的標準化方法還不存在，這就意味著難于進行功能的分類，軟件模塊的重用也極其有限。所以，軟件設計中的問題通常是“新”的，需要尋求未知解。軟件工程中的設計建模是個薄弱環節。軟件設計非常抽象，只有進入編程階段，設計者才能使用文字和圖表來表達設計的結構和功能。即使在編程階段，設計工作也只能通過程序清單和輸入/輸出數據來進行追溯和記錄。這樣就不可避免地在軟件設計者和外行之間產生了隔閡，因為只有在設計即將完成、程序即將嵌入硬件中時，才能夠對系統的功能進行測試——而這時再想做出任何重大的修改往往就為時已晚了。為了解決這類問題，已經出現了一些方法，例如快速原型設計，即對早期、粗略的程序思想進行功能建模，以期盡快得到用戶反饋、及早發現錯誤，做出修改。但即使應用快速原型設計方法，設計者也有必要大量使用圖形，以便與外行就它的程序功能進行交流。

參考文獻

篇9

關鍵詞：EDA技術 FPGA/CPLD VHDL

隨著計算機技術的出現及快速的更新與發展，以此為基礎并且在其強勁的推動下電子技術得到了遠超以往的飛速發展。如今，現代電子產品幾乎滲透入了人類生產生活中的各個領域。由于其的高性能，大復雜程度，價格的相對低廉及較快的更新換代速度，使得人類社會達到了一個高度發達的信息化社會階段，進一步的促進了社會生產力的發展和社會信息化程度的提高。

作為現代電子設計技術的核心，EDA（Electronic Design Automation）技術是以硬件描述語言HDL（Hardware Description Language）為系統邏輯描述的主要表達方式，以可編程器件PLD（Programmable Logic Device）為實驗載體，依賴功能強大的計算機，在EDA工具軟件平臺上，自動的完成邏輯編譯，邏輯化簡，邏輯分割，邏輯綜合，結構綜合（布局布線）以及邏輯優化和仿真測試，直至實現既定的電子線路系統功能。EDA技術的應用使得設計者的工作僅限于利用硬件描述語言和EDA軟件平臺來完成對系統硬件功能的實現，極大的提高了設計效率，縮短了設計周期，節省了設計成本。

一、EDA技術的發展

回顧自20實際90年代初到如今近30年電子設計技術的發展歷程，EDA工具的發展經歷大致可劃分為三個階段：計算機輔助設計（CAD），計算機輔助工程（CAE）和電子設計自動化（EDA）。

1.計算機輔助設計CAD（Computer Aided Design）階段。

20世紀70年代是EDA技術發展的初期階段，人們開始使用計算機輔助進行IC版圖編輯和PCB布局布線，使設計者從繁瑣，重負的計算和繪圖中解脫出來，由于PCB布局布線工具受到計算機工作平臺的制約，其支持的設計工作有限且性能較差。

2.計算機輔助工程設計CAE（Computer Aided Engineering）階段。

20世紀80年代為CAE階段，此時EDA工具主要以邏輯模擬，定時分析，故障仿真，自動布局和布線為核心，如果說CAD工具代替了設計工作中繪圖的重復勞動，則CAE工具則代替了設計師的部分工作。然而，大部分從原理圖出發的EDA工具仍不能滿足復雜電子系統的設計要求。

3.電子設計自動化EDA（Electronic Design Automation）階段。

20世界90年代，設計工程師逐步從使用硬件轉向設計硬件，從單個電子產品開發轉向系統級電子產品開發，即片上系統集成。這時的EDA工具不僅具有電子系統設計的能力，而且能提供獨立于工藝和廠家的系統級設計能力，具有高級抽象的設計構思手段?？梢哉f，20世紀90年代EDA技術的發展是電子電路設計的革命。

二、EDA技術的特征

EDA技術代表了當今電子設計的最新發展方向，其基本特征是設計人員按照“自頂向下”的設計方法，對整個系統進行方案設計與功能劃分，系統的關鍵電路采用一片或幾片專用集成電路（ASIC）實現。然后采用硬件描述語言（HDL）完成系統行為級設計，最后通過綜合器及適配器生成最終的目標期間，這種設計方法被稱為高層次的電子設計方法。下面介紹與EDA基本特征有關的幾個概念。

1.“自頂向下”的設計方法

過去在較復雜的電子線路設計中，其基本思想是利用“自底向上”方法，用標準集成電路構造出一個新的系統，如同一磚一瓦構造金字塔，不僅效率低，成本高，而且容易出錯。

“自頂向下”的設計方法則是從系統整體進行設計，從頂層進行功能方框圖的劃分和結構設計，在方框圖一級進行仿真，糾錯，并用硬件描述語言對高層次的系統行為進行描述，在系統一級經行驗證。然后用綜合優化工具生成具體門電路的網表。其對應的物理實現級可以是印刷電路板或專用集成電路．由于設計的主要仿真和調試過程是在高層次上完成的。這不僅有利于早期發現結構設計上的錯誤。避免設計工作的浪費。而且也減少了邏輯功能仿真的工作量，提高了設計的一次成功率。

2.ASIC設計

現代電子產品的復雜度日益加深，一個電子系統可能由數萬中小規模集成電路構成，這就帶來了體積大、功耗大、可靠性差的問題，解決這一問題的有效方法就是采用ASIC(Application Specific Integrated Circuits)芯片進行設計。AS1C按照設計方法的不同可分為：全定制ASIC，半定制ASIC。可編程ASIC(@ ~可編程邏輯器件)。

設計全定制AS1C芯片時，設計師要定義芯片上所有晶體管的幾何圖形和工藝規則，最后將設計結果交由IC廠家掩膜制造完成。優點是：芯片可以獲得最優的性能，即面積利用率高、速度快、功耗低。缺點是：開發周期長，費用高，只適合大批量產品開發。

半定制ASIC芯片的版圖設計方法有所不同，分為門陣列設計法和標準單元設計法，這兩種方法都是約束性的設計方法，其主要目的就是簡化設計，以犧牲芯片性能為代價來縮短開發時間。

3.硬件描述語言

硬件描述語言HDL（Hardware Description Language)是一種用于設計硬件電子系統的計算機語言，它用軟件編程的方式來描述電子系統的邏輯功能、電路結構和連接形式，與傳統的門級描述方式相比，它更適合大規模系統的沒計。設計人員可以利用HDL語言來描述自己的設計思想，然后利用EDA工具進行仿真，綜合到門級網表，最后由ASIC和FPGA實現其功能。

硬件描述語言是EDA技術的中的重要組成部分，發展至今已有幾十年的歷史，并且已經成功的應用到系統的仿真，驗證和綜合等方面。目前世界上已有上百種硬件描述語言，常用的硬件描述語言有AHDL,VHDL和Verilog HDL，其中VHDL和Verilog HDL是當前最流行并且已經成為IEEE標準的硬件描述語言。這兩種硬件描述語言的同特點是可以形式化地抽象表示電路的結構與行為，支持邏輯設計中層次及領域的描述，可借用高級語言的精巧結構來簡化電路的描述，具有電路仿真與驗證機制以保證設計的正確性，支持電路描述由高層到底層的綜合轉換，硬件描述與實現工藝無關，便于文檔管理，易于理解和設計重用。同時VHDL與Verilog HDL又各自具有獨自的特點。Verilog HDL非常容易學習理解，一般可在2～3個月掌握這種設計技術，較適合系統級，算法級，寄存器傳輸級，門級及開關級電路設計。簡言之，Verilog HDL對電路底層細節的描述支持較好，較易控制綜合后的電路結果。而相對的，VHDL雖然較難掌握，但其系統級硬件描述能力強，而且用戶可自定義數據類型，設計靈活。缺點則是對電路細節的描述支持稍差。

4. 系統框架結構。

EDA系統框架結構(Framework)是一套配置和使用EDA軟件包的規范，目前主要的EDA系統都建立了框架結構，如Cadence公司的Design Framework，Mentor公司的Falcon Framework等，這些框架結構都遵守國際CFI組織(CAD Framework Initiative)制定的統一技術標準。Framework能將來自不同EDA廠商的工具軟件進行優化組合，集成在一個易于管理的統一的環境之下。而且還支持任務之間，設計師之間在整個產品開發過程中實現信息的傳輸與共享，這是并行工程和Top—Down設計方法的實現基礎。

三、基于EDA軟件的FPGA/CPLD開發流程

（1）設計輸入（原理圖/HDL文本編輯）：利用EDA工具的文本或圖形編輯器將設計者的設計意圖用文本（HDL）或圖形方式（原理圖或狀態圖）表達出來。這是在EDA軟件上對FPGA/CPLD開發的最初步驟（2）編譯：完成設計描述后便可通過編譯器進行排錯，編譯，變成特定的文本格式。為下一步的綜合做準備。（3）綜合：一般來說，綜合是僅對HDL而言的。這是將軟件設計與硬件的可實現性掛鉤，將軟件轉化為硬件電路的關鍵步驟。綜合后HDL綜合器可生成ENIF、XNF或VHDL等標準格式的網表文件。其從門級開始描述了最基本的門電路結構。（4）行為仿真和功能仿真：利用產生的網表文件進行功能仿真。以便了解設計描述與設計意圖的一致性（可省略此步驟）。（5）適配：適配器也稱結構綜合器，其功能是將綜合后的網表文件針對某一具體的目標器件進行邏輯映射操作。其中包括底層器件配置，邏輯分割，邏輯優化，布局布線。適配完成后，EDA軟件將產生針對此項設計的適配報告和JED下載文件等多個結果。適配報告指明了芯片內資源的分配與利用，引腳鎖定，設計的布爾方程描述情況。（6）功能仿真和時序仿真：在編程下載前必須利用EDA工具對適配生成的結果進行模擬測試。該仿真接近真實器件的運行狀態，仿真過程中已考慮到器件的硬件特性，因此仿真精度要高得多。仿真是在EDA設計過程中的重要步驟。（7）編程下載：若以上的所有過程都沒有發現問題，便可以將適配器產生的下載文件通過編程器或編程電纜載入目標芯片FPGA或CPLD中。（8）硬件仿真與測試：最后是將含有載入了設計的FPGA或CPLD的硬件系統進行統一測試，最終驗證設計項目在目標系統上的實際工作情況，以排除錯誤，改進設計。

四、結束語

EDA技術是電子設計領域的一場革命。目前正處于高速發展階段，每年都會有新的EDA工具問世。雖然EDA作為一套完整的電子技術設計系統較為復雜，但作為工具卻十分方便于用戶的使用。EDA工具大都采用系統級目標設計方法，具有良好的設計界面?？梢暬僮鞣椒跋到y框架結構使得設計者可以把精力主要放在概念設計等頂層設計上，而把大量的具體的層次化設計工作留給EDA系統去做。而我國EDA技術的應用水平長期落后于發達國家，因此廣大電子工程人員應盡早掌握這一先進技術。這不僅是提高設計效率的需要。更是我國電子工業在世界市場上生存，競爭與發展的需要。

參考文獻：

[1]江國強.EDA技術與應用（第三版）[M].電子工業出版社,2010.

篇10

一、EDA技術的含義及應用現狀

在20世紀90年代初從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發展而來的。EDA 技術就是以計算機為工具，設計者在 E-DA 軟件平臺上，用硬件描述語言HDL完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計算機信息技術、微電子技術、電路理論、信息分析與信號處理的結晶，也是現代電子工程的最重要的應用技術。

自從該技術研發至今，已經得到了廣泛的應用，現在對EDA的概念或范疇用得更加寬。包括在機械、通信、電子、航空航天、礦產、化工、醫學、生物、軍事等各個領域，都有EDA的應用，這種技術的應用不僅得到了良好的效果反饋，也為所在的領域的發展起到了極大的促進作用。同時，EDA在教學、科研、產品設計與制造等各方面發揮著重要的作用，因其包含的技術的先進性，致使其相關的產品的研發有很大的技術研究價值。在技術教學方面，現在幾乎所有理工科類的高校都有開設了EDA課程，成為了理工科的學生，尤其是電子類專業的學生必修的科目，也是學生們了解目前的科研方向和市場動向的一個有效的途徑。主要的目的是讓學生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語言編寫規范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用 EDA 工具進行電子電路課程的實驗驗證并從事簡單系統的設計。一般學習電路仿真工具（如multiSIM、PSPICE）和PLD開發工具（如Altera/Xilinx 的器件結構及開發系統）?？蒲蟹矫嬷饕秒娐贩抡婀ぞ撸╩ultiSIM或PSPICE）進行電路設計與仿真，可以在儀器和工具的設計階段有效的解決各種電路的假設與試驗，大大的提高了設計人員的工作效率；利用虛擬儀器進行產品測試，作為流水線的一個重要環節的產品測試，對于該技術的應用也有著非常重要的意義；將CPLD/FPGA器件實際應用到儀器設備中；從事PCB設計和ASIC設計等。在產品設計與制造方面，包括計算機仿真，產品開發中的EDA工具應用、系統級模擬及測試環境的仿真，生產流水線的EDA技術應用、產品測試等各個環節可以大大的提高流水線的作業效率，節省了人工。EDA軟件經過多年的發展，其功能也日益強大，原來功能比較單一的軟件，現在增加了很多新用途，極大的豐富了軟件的作用。如 AutoCAD軟件可用于機械及建筑設計，也擴展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機的模型、電影特技等領域，隨著未來該技術的發展，其應用的范圍必將越來越廣泛。

二、EDA技術的特點

EDA技術之所成為今天電子信息工程中的重要技術，具有“自頂向下（Top―Down）”的設計程序，這種設計程序的最大特點就是改變了以往的軟件程序的設計思維，也就確保設計方案整體的合理化；由于EDA采用高級語言描述，有語言公開可利用、描述范圍廣、可以系統編程和現場編程等特點；該軟件的自動化程度高，所以可以進行各級的仿真、糾錯和調試工作，大大的提高了工作效率和準確度。這些特點也EDA技術得到廣泛的應用的重要原因。

三、EDA技術的作用

EDA技術中的溫度分析和統計分析功能可以分析各種溫度條件下的電路特性，便于確定最佳元件參數、最佳電路結構以及適當的系統穩定裕度，真正做到電路特性的優化設計。在進行電路測試時，測試的結果會受到諸多因素的影響，從而導致其準確度受到影響，另外由于受到測試手段和儀器精度限制，測試的時候會出現很多技術問題，這種情況下DEA技術，就可以依據其全功能測試解決數據測試和特性分析的問題，大大的提高了應用的效率。

四、EDA常用軟件

EDA軟件發展很快，目前被我國廣泛應用的有：multiSIM7（原EWB的最新版本）、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Men-tor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、Mi-croSim 等等。但是很多軟件的應用技術具有專門性的特點，使得其應用范圍大大的受限，所以下面簡單介紹一下PCB設計軟件、IC設計軟件、PLD設計工具及其它EDA軟件的常見種類。

4.1PCB設計軟件

PCB（Printed-Circuit Board）設計軟件是最早的基于 EDA技術的軟件之一，經過多年的發展更是種類繁多，常見的如 Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGrap-hices 的 Expedition PCB、Zuken CadStart、Win-board/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard（與LiveWire配套的PCB制作軟件包）、ultiBOARD7（與multiSIM2001配套的PCB制作軟件包）等等。

4.2IC設計軟件

IC設計工具也很多，ASIC設計領域有名的軟件供應商主要有 Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中國華大公司也提供ASIC設計軟件（熊貓2000）。

4.3PLD設計工具

PLD（Programmable Logic Device）是一種由用戶根據需要而自行構造邏輯功能的數字集成電路。從目前的市場應用情況來看，目前主要有兩大類型：CPLD（Complex PLD）和FPGA（FieldProgrammable Gate Array）。它們的基本設計方法主要借助于EDA軟件，在該技術的基礎上用原理圖、狀態機、布爾表達式、硬件描述語言等方法，生成相應的目標文件，最后用編程器或下載電纜，由目標器件實現，可以根據用戶的需要設計出各種個性化的使用工具。Altera、Xilinx和Lattice這三家公司是PLD眾多生產廠家中比較有代表性的。

綜上所述，EDA技術的出現是電子設計領域中的一次革命，21世紀是信息技術和電子技術的時代，也是EDA技術的高速發展階段。EDA技術作為電子產品開發研制的動力，大大的促進了我國的電子產品行業的發展，也是未來的電子技術的發展的方向，因為實踐中我們可以看到采用EDA技術制作的電子產品具有容量大、實時性好、體積小、可靠性高的優點，所以被廣大的生產企業廣泛的應用。雖然我國對于這項技術的引用較晚，發展也處于起步階段，但是其在我國的發展前景是樂觀的。變現為電子設計工程人員掌握這一技術，不僅是提高效率的需要，更是開發高附加值電子產品的需要，任何的生產廠商搜力圖尋找一種體積更加小，性能更加好的電子技術，EDA技術和其衍生的各種軟件無疑符合了這一要求，也是其強大的生命力的根源所在。隨著80C時代的到來，EDA技術在移動通信系統、衛星系統等對重量、體積及速度敏感的領域將具有重要的實用價值，不久的將來會應用于我國的各項通訊技術和空間技術領域。并且根據最新的統計結果顯示，我國和印度正在成為EDA技術設計方面發展最快的兩個市場，相信在不久的將來，我國的科技工作者和設計團隊會趕上世界先進水平，將這一優秀的電子設汁技術更好的應用到社會發展的各個領域，研發出更多的自主產品和應用軟件，為祖國建設提供更好的技術支持。

參考文獻

[1][法]埃里克?麥格雷著.傳播理論史[M].劉芳，譯.北京：中國傳媒大學出版社，2009：65.