虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)研究
時(shí)間:2022-09-19 11:04:27
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摘要:以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速,成為虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的硬件設(shè)備強(qiáng)大,實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模集成電路制造技術(shù)、ASIC測(cè)試和封裝技術(shù)、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)等技術(shù)的融合,使得電子設(shè)計(jì)成本大幅度下降。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)可以進(jìn)行系統(tǒng)邏輯程序設(shè)計(jì)的描述,實(shí)現(xiàn)邏輯簡化、合成、布局、轉(zhuǎn)換電路和系統(tǒng)的描述語言。
關(guān)鍵詞:虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù);電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用
隨著計(jì)算機(jī)軟件功能的不斷強(qiáng)大,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)在電子設(shè)計(jì)技術(shù)中扮演著重要的角色,通過運(yùn)用EDA工具軟件和平臺(tái)可以對(duì)電子設(shè)計(jì)邏輯進(jìn)行整體性描述,為電子線路系統(tǒng)提供了其所需要的功能。而且電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)融合了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造等多種設(shè)計(jì)概念,是虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)。
1虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)中的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)
1.1發(fā)展前景。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)也就是EDA技術(shù),其發(fā)展先導(dǎo)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),由計(jì)算機(jī)科學(xué)與微電子技術(shù)結(jié)合構(gòu)成,將電子設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、拓?fù)溥壿媽W(xué)、微電子結(jié)構(gòu)學(xué)等內(nèi)容進(jìn)行了不同程度的融合。因此,可以更好地利用發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能,大大提高電子設(shè)計(jì)過程中的自動(dòng)化,其主要用于電子工程開發(fā)出的電子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)工具,所以強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)功能被很好地融合進(jìn)來[1]。發(fā)展電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)可以為電子設(shè)計(jì)方案提供明確的方向,使得計(jì)算機(jī)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的語言描述范圍增大,實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝的統(tǒng)一,編程的設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)完整,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)語言的交流、保存與修改。而且電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)了虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)的自動(dòng)化發(fā)展,在各級(jí)仿真、糾錯(cuò)和調(diào)試中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)改正電子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不足,保證了電子設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié),有利于充分發(fā)揮電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的功能。在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治發(fā)展,現(xiàn)代EDA技術(shù)有了良好的框架工作環(huán)境,為提高人們的生活工作質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。1.2發(fā)展優(yōu)勢(shì)。在虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)中應(yīng)用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù),不僅可以加強(qiáng)復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)調(diào)試功能,而且電子硬件系統(tǒng)的功能仿真可以通過計(jì)算機(jī)軟件來加強(qiáng),方便進(jìn)行電子數(shù)據(jù)的查找和錯(cuò)誤修改。對(duì)于電子設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展過程中的文檔管理有一定的簡化作用,有利于大幅度降低其設(shè)計(jì)成本費(fèi)用。在虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)中加強(qiáng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具功能充分發(fā)揮的要求,推動(dòng)了虛擬電子設(shè)計(jì)過程的自動(dòng)化。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)利用了計(jì)算機(jī)各類庫的支持作用,使得虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)的邏輯仿真性能加強(qiáng),并通過模擬庫、綜合庫、版圖庫與測(cè)試庫的導(dǎo)向運(yùn)用提高了其邏輯綜合功能,有利于充分發(fā)揮HDL的功能[2]。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)主要運(yùn)用了數(shù)字電子系統(tǒng),所以可以進(jìn)行電子設(shè)計(jì)抽象性行為的邏輯性描述,通過運(yùn)用功能描述和內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)描述,實(shí)現(xiàn)了各個(gè)階段與各個(gè)層次中電子設(shè)計(jì)過程的應(yīng)用。因此,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)通過一定程度上相應(yīng)的模擬驗(yàn)證,使得電子設(shè)計(jì)過程成本費(fèi)用大幅度降低,設(shè)計(jì)過程中工作的正確性大大提高,設(shè)計(jì)周期縮短,設(shè)計(jì)工作效率也得到了提高。虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)中的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)提高了其發(fā)展過程的自動(dòng)化程度,通過對(duì)計(jì)算機(jī)軟件與技術(shù)功能的運(yùn)用,使得電子設(shè)計(jì)過程中電子文檔管理作用加強(qiáng),電子設(shè)計(jì)文檔管理得到了簡化。而且不同于以往的虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù),電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的邏輯設(shè)計(jì)與仿真測(cè)試技術(shù)強(qiáng)大,通過運(yùn)用明確的電子設(shè)計(jì)方法在制定明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時(shí)約束了其設(shè)計(jì)工作,所以有利于提高設(shè)計(jì)效率,設(shè)計(jì)過程中的系統(tǒng)性能也有所加強(qiáng)。而且電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)使得電子設(shè)計(jì)的市場(chǎng)競(jìng)爭能力降低,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化語言的功能作用得到了充分發(fā)揮。通過對(duì)不同設(shè)計(jì)對(duì)象的管理推動(dòng)了電子開發(fā)工具的規(guī)范作用,所以電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)的可靠性提高,是電子設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展過程自動(dòng)化程度發(fā)展的重要技術(shù)。
2電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容
2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。EDA系統(tǒng)的電路主要有功率因素校正(PFC)電路、雙管正激電路和二次斬波斷電路3種。在電網(wǎng)電流進(jìn)入系統(tǒng)的同一時(shí)間會(huì)到達(dá)功率因素校正(PFC)電路和系統(tǒng)中相應(yīng)的輔助電源。其中起到主要作用的是進(jìn)入PFC的電流,其目的是提升系統(tǒng)運(yùn)行過程中的功率[3]。在具體運(yùn)行中,進(jìn)入輔助系統(tǒng)的電流可以保證單機(jī)片控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。PFC是處理雙管正激變換電路中的電壓,實(shí)現(xiàn)電壓與直流電壓的轉(zhuǎn)換,提高電路運(yùn)行的穩(wěn)定性。2.2軟件仿真。軟件仿真設(shè)計(jì)原理是合理利用計(jì)算機(jī)處理軟件,并結(jié)合電路支路特征和整體電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),合理運(yùn)用構(gòu)成的電路方程,求解電路的具體設(shè)計(jì),然后進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真工作。仿真電子電路期間,在選擇進(jìn)行仿真分析時(shí)主要運(yùn)用的分析方式是階段分析和網(wǎng)絡(luò)分析,都需要根據(jù)不同的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。構(gòu)建電路方程時(shí),作業(yè)人員要盡量以矩陣的方式來表達(dá)方程,方便進(jìn)行運(yùn)算和檢查工作,保證利益仿真分析工作的順利進(jìn)行[4]。
3虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)中的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用
3.1電路分析與計(jì)算機(jī)控制。虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心是進(jìn)行電路分析和計(jì)算機(jī)控制,作用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)可以進(jìn)行電子工程周期性非正弦電流電路含有電感的單相、多相電路、電子工程雙口網(wǎng)絡(luò)和三相電路等工作。在電路設(shè)計(jì)方案中進(jìn)行電子工程行性的分析,是提高設(shè)計(jì)電路的科學(xué)性的重要基礎(chǔ)。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)中也融合了電子工程計(jì)算機(jī)控制的相關(guān)技術(shù),并類似計(jì)算機(jī)電子工程控制的應(yīng)用過程,所以可以在虛擬電子設(shè)計(jì)中運(yùn)用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)[5]。這樣可以大幅度提高計(jì)算機(jī)的控制精度,也是提高其效率的關(guān)鍵措施。3.2輔助計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)。提升優(yōu)化計(jì)算機(jī)本身的輔助系統(tǒng)有利于更好地發(fā)揮電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的功效,所以電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)必須要配合計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。在進(jìn)行新系統(tǒng)工具設(shè)計(jì)時(shí),可以將自動(dòng)化技術(shù)作為技術(shù)的基礎(chǔ),并就多種數(shù)據(jù)和方案進(jìn)行選擇,發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助的數(shù)據(jù)、方案、圖像保存的功能,使得工作人員操作時(shí)可以進(jìn)行快速尋找。在設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)過程中會(huì)進(jìn)行大量的編輯和計(jì)算工作,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了草圖成正規(guī)圖紙的轉(zhuǎn)變,減輕了工作量。通過電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的配合,設(shè)計(jì)人員的工作量減少,虛擬電子設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性大幅度提高。3.3輔助計(jì)算機(jī)制造。在虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)中運(yùn)用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù),主要是在計(jì)算機(jī)輔助制造領(lǐng)域中的CAM中(即計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng))。CAM的硬件部分有計(jì)算機(jī)檢測(cè)裝置、存儲(chǔ)裝置、裝卸裝置、輸送裝置、加工中心、數(shù)控機(jī)床等部分,軟件部分主要有計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制、輔助作業(yè)計(jì)劃編制、調(diào)度、輔助數(shù)控程序編制、輔助工藝過程設(shè)計(jì),其中還有一些軟件模塊,比如數(shù)據(jù)庫和輔助工裝設(shè)計(jì)等[6]。在計(jì)算機(jī)輔助制造中運(yùn)用軟硬件模塊相結(jié)合的電子設(shè)計(jì)技術(shù),有利于提高計(jì)算機(jī)輔助制造的效率,并對(duì)計(jì)算機(jī)、電子產(chǎn)品的工藝流程進(jìn)行完善。3.4輔助辦公管理。在虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)際設(shè)計(jì)工作過程中,如果只是依靠人力設(shè)計(jì)存在很大難度,必須有大量的設(shè)計(jì)來輔助,這樣不僅可以減輕工作人員的壓力,還制約了其工作效率,也避免了設(shè)計(jì)過程復(fù)雜人力設(shè)計(jì)中出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況。因此,充分發(fā)揮電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì),就可以將其用來輔助進(jìn)行辦公管理,有效管理相關(guān)的文件與信息,使得數(shù)據(jù)計(jì)算更加精準(zhǔn),提高辦公效率。3.5輔助計(jì)算機(jī)集成制造。虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)的設(shè)計(jì)過程復(fù)雜,設(shè)計(jì)時(shí)需要整合設(shè)計(jì)中的很多環(huán)節(jié),并配合相關(guān)的設(shè)計(jì)人員和技術(shù),保障虛擬電子設(shè)計(jì)的便捷性。因此,必須充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的集成制造優(yōu)勢(shì),優(yōu)化其整體設(shè)計(jì),充分發(fā)揮操作過程中電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的作用,以此來輔助設(shè)計(jì),優(yōu)化每個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)[7]。在進(jìn)行各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí),需要運(yùn)用計(jì)算機(jī)的集成制造優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化整合,最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化的目的。這樣電子信息工程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量和效率才能有所保障,有利于其不同程度的提升。
4結(jié)語
隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)中電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用廣泛,其在很大程度上為系統(tǒng)功能拓展提供了平臺(tái),提高了工作效率。因此,必須要結(jié)合電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容、發(fā)展優(yōu)勢(shì)和前景進(jìn)行分析,發(fā)揮其在虛擬電子設(shè)計(jì)技術(shù)中的作用。
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作者:牛亞楠 單位:平頂山外國語學(xué)校
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