電子工程設計論文
隨著科技的發展，各種先進技術在電子工程應用的形式也越來越多樣化，電子工程的發展是一項重要成就，做出了巨大的貢獻。下文是小編為大家整理的關於的範文，歡迎大家閱讀參考!
篇1
談EDA技術在電子工程設計中的作用
摘要：介紹EDA技術的基本概念和發展過程,以及EDA技術的基本特點和使用的軟體,以及EDA技術在電子工程設計中的重要作用,最後指出EDA技術發展前景。
關鍵詞：EDA技術 電子工程 作用
EDA是電子設計自動化Electronic Design Automation的縮寫,是從CAD計算機輔助設計、CAM計算機輔助製造、CAT計算機輔助測試和CAE計算機輔助工程的概念發展而來的。EDA技術是以計算機為工具,集資料庫、圖形學、圖論與拓撲邏輯、計算數學、優化理論等多學科最新理論於一體,是計算機資訊科技、微電子技術、電路理論、資訊分析與訊號處理的結晶。
一、EDA技術的特點
1.現代化EDA技術大多采用“自頂向下Top-Down”的設計程式,從而確保設計方案整體的合理和優化,避免“自底向上Bottom-up”設計過程使區域性優化,整體結構較差的缺陷。
2.HDL給設計帶來很多優點:①語言公開可利用;②語言描述範圍寬廣;③使設計與工藝無關;④可以系統程式設計和現場程式設計,使設計便於交流、儲存、修改和重複使用,能夠實現線上升級。
3.自動化程度高,設計過程中隨時可以進行各級的模擬、糾錯和除錯,使設計者能早期發現結構設計上的錯誤,避免設計工作的浪費,同時設計人員可以拋開一些具體細節問題,從而把主要精力集中在系統的開發上,保證設計的高效率、低成本,且產品開發週期短、迴圈快。
4.可以並行操作,現代EDA技術建立了並行工程框架結構的工作環境。從而保證和支援多人同時並行地進行電子系統的設計和開發。
二、EDA技術的發展過程
EDA技術的發展過程反映了近代電子產品設計技術的一段歷史程序,大致分為3個時期。
1.初級階段:早期階段即是CAD階段,大致在20世紀70年代,當時中小規模積體電路已經出現,傳統的手工製圖設計印刷電路板和積體電路的方法效率低、花費大、製造週期長。人們開始藉助於計算機完成印製電路板一PCB設計,將產品設計過程中高重複性的繁雜勞動如布圖佈線工作用二維平面圖形編輯與分析的CAD工具代替,主要功能是互動圖形編輯,設計規則檢查,解決電晶體級版圖設計、PCB佈局佈線、門級電路模擬和測試。
2.發展階段:20世紀80年代是EDA技術的發展和完善階段,即進入到CAE階段。由於積體電路規模的逐步擴大和電子系統的日趨複雜,人們進一步開發設計軟體,將各個CAD工具整合為系統,從而加強了電路功能設計和結構設計,該時期的EDA技術已經延伸到半導體晶片的設計,生產出可程式設計半導體晶片。
3.成熟階段:20世紀90年代以後微電子技術突飛猛進,一個晶片上可以整合幾百萬、幾千萬乃至上億個電晶體,這給EDA技術提出了更高的要求,也促進了EDA技術的大發展。各公司相繼開發出了大規模的EDA軟體系統,這時出現了以高階語言描述、系統級模擬和綜合技術為特徵的EDA技術。
三、EDA技術的作用
EDA技術在電子工程設計中發揮著不可替代的作用,主要表現在以下幾個方面:
1.驗證電路設計方案的正確性
設計方案確定之後,首先採用系統模擬或結構模擬的方法驗證設計方案的可行性,這隻要確定系統各個環節的傳遞函式數學模型便可實現。這種系統模擬技術可推廣應用於非電專業的系統設計,或某種新理論、新構思的設計方案。模擬之後對構成系統的各電路結構進行模擬分析,以判斷電路結構設計的正確性及效能指標的可實現性。這種量化分析方法對於提高工程設計水平和產品質量,具有重要的指導意義。
2.電路特性的優化設計
元器件的容差和工作環境溫度將對電路的穩定性產生影響。傳統的設計方法很難對這種影響進行全面的分析,也就很難實現整體的優化設計。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,便於確定最佳元件引數、最佳電路結構以及適當的系統穩定裕度,真正做到優化設計。
3.實現電路特性的模擬測試
電子電路設計過程中,大量的工作是資料測試和特性分析。但是受測試手段和儀器精度所限,測試問題很多。採用EDA技術後,可以方便地實現全功能測試。
四、EDA技術的軟體
1.EWBElectronics Workbench軟體。EWB是基於PC平臺的電子設計軟體,由加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司研製開發,該軟體具有以下特點:
①整合化工具:一體化設計環境可將原理圖編輯、SPICE模擬和波形分析、模擬電路的線上修改、選用虛擬儀器、藉助14種分析工具輸出結果等操作在一個整合系統中完成。
②模擬器:互動式32位SPICE強化支援自然方式的模擬、數字和數/模混合元件。自動插入訊號轉換介面,支援多級層次化元件的巢狀,對電路的大小和複雜沒有限制。只有提供原理圖網路表和輸入訊號,開啟模擬開關就會在一定的時間內將模擬結果輸出。
③原理圖輸入:滑鼠點選一拖動介面,點一點自動連線。分層的工作環境,手工調整元器件時自動重排線路,自動分配元器件的參考編號,對元器件尺寸大小沒有限制。
④分析:虛擬測試裝置能提供快捷、簡單的分析。主要包括直流工作點、瞬態、交流頻率掃描、付立葉、噪聲、失真度、引數掃描、零極點、傳遞函式、直流靈敏度、最差情況、蒙特卡洛法等14種分析工具,可以線上顯示圖形並具有很大的靈活性。
⑤設計資料夾:同時儲存所有的設計電路資訊,包括電路結構、SHCE引數、所有使用模型的設定和拷貝。全部存放在一個設計檔案中,便於設計資料共享以及丟失或損壞的資料恢復。
⑥介面:標準的SPICE網表,既可以輸入其他CAD生成的SHCE網路連線表並行成原理圖供EWB使用,也可以將原理圖輸出到其他PCS工具中直接製作線路板。
2.PROTEL軟體。廣泛應用的Protel99主要分為兩大部分:用於電路原理圖的設計原理圖設計系統Advanced Schematic和用於印刷電路板設計的印刷電路板設計系統Advanced PCB。
五、EDA技術的發展趨勢
高層次設計技術是近幾年來國際上在EDA技術領域研究、開發、應用的熱門課題,並且發展非常迅速,成效異常顯著。這一領域主要包括功能強大的硬體描述語言、高層次綜合技術、高層次模擬技術以及測試設計的綜合技術等。相信隨著科學技術水平的不斷進步,作為EDA發展方向的高層次自動化設計技術必將取得更輝煌的成績。
篇2
電子工程設計要點與難點對策
[摘 要]隨著現代科技水平的不斷髮展，電子產品越來越受到人們的青睞。現在的生產生活都與電子產品電子工程息息相關，所以說對於電子工程設計問題需要特別關注。我們現階段尤其要重視電子工程設計，雖然這一行業已有許多的成就，但是在設計過程中仍然不乏存在疑點和重難點，需要我們去掌握和理解，從而才能保證領悟到這個行業的精髓。該文章便是對電子工程設計中的重難點進行剖析，從而找到解決問題的對策。
[關鍵詞]電子工程設計;要點;難點;解決對策
在當今這個社會背景下，電子工程設計是十分重要且有意義的，需要專業人士對其進行深入的研究和分析。在電子工程設計中包含了多方面的內容，而且還存在著很多的重難點問題急需解決。所以在電子工程設計中，我們需要對各方面的重難點問題進行認真仔細地研究，對於基礎設計問題要點需掌握，對於可能存在的問題進行防範，並對這些問題提出與此相關的解決方案。只有全面系統的掌握電子工程設計的相關要點與難點，才能熟悉的運用到生活生產中。
一、電子工程當前的發展現狀
我們將研究電路與系統、通訊、電磁場與微波技術甚至是數字訊號的處理看作是一門專門的工程學，該學科稱為電子工程學。電子工程的使用範圍特別廣，常常可見於電動裝置、設有控制技術、計算機技術以及資訊科技的電子自動開關等，上述裝置是和我們平常生活密切相關的，給我們的生產生活、學習工作帶來了極大的便利，也是我們生活中不可缺少的一部分[1]。通俗地說，我們可以將一個國家的科技水平考核標準認為是該國家電子工程的發展度，不但如此，一個國家的教育和科研中，電子工程也佔據著巨大作用，是科研和教育的一個重要保證。我們的生產生活中，完全離不開電子工程，電子工程早已隨著資訊社會的到來，融入到了我們生活的各個角落。
二、電子工程中存在的函需解決的問題
電子工程在它的快速發展過程中，也逐漸地遇到了更多較為棘手且需要快速解決的問題，其中包括電子產品的發展方向，比如說電子產品向小體積、大容量以及高整合方向發展;所需要開發和應用的新技術有靜電場中存在的幾種效應對於電子工程的危害;對於原因不明的安全隱患沒有及時地發現和防範問題。為了使電子工程取得進步，我們所採用的EDA技術中，我們需要對靜電工程進行處理，並且要對它的工作區域加以劃分，對其工作環境要求、人體防靜電系統以及靜電裝置都需要嚴格按照規定投入，不可存在任何質量問題[2]。對於靜電危害中的ESD我們是很難察覺的，但是在電子工程故障檢測技術中各個要求都是詳細列出，因而在電子工程中除一般的基本事項外，還需要對最開始的設計基礎加以重視，下文便對設計中存在的重難點以及問題做出詳細分析。
三、針對電子工程中所存在的問題分析其設計的要點
在日新月異的電子科技發展中，電子產品的發展更是神速，它的發展方向是高整合、大容量、小體積，但由於這些高精度的進步，使得電子產品在設計時的難度也越來越複雜，這也可以在電子產品設計中看作是一項巨大的挑戰。人們為了解決這個難題研究出來EDAEleetornie，DesignAtllomati技術，它是依靠巨大容量程式設計的邏輯器件而得到眾人的青睞，在執行過程中是使用硬體描述語言，與此同時還使用了多種高科技工具，最後得到對特定的目標晶片進行編譯和邏輯對映的功能，造出整合電子系統或者是專用整合晶片。下文對EDA技術中各個部分的設計要點進行詳細的解釋說明。
第一點是對電路設計中的模擬分析。
在電子工程設計方案已經確卻之後我們需要對方案的合理性、科學性以及可行性進行研究分析。在EDA技術中通常是對各個環節的傳遞函式進行數學模擬分析。該模擬技術還可以運用到非電子工程專業設計、新思路的驗證以及新理論的解釋，與此同時還可以對電路系統設計的正確性、完整性以及各個指標的可實現性進行初略的判斷[3]。在我國的電子工程設計中量化分析可以使得電子工程的整體水平大幅度上升，對於產品質量也有著不可磨滅的指導思想意義。
第二點便是對於電路特性的優化設計。
電子產品若是想要獲得電路的穩定以及安全，就必須擁有最完美的容差以及穩定的工作環境，對於傳統的電子工程來說，這一要求是達不到標準的，也無法對其進行全面而又仔細地分析。然而我們可以通過採用EDA技術來保證電路的穩定以及安全，原因在於使用EDA技術中的溫度分析和統計分析能夠得出最佳的元器件引數、電路結構和最佳環境溫度，計算出上述引數後能夠科學有效地簡化電子工程設計方案，與此同時能夠使得電子產品的質量得到足夠的保證[4]。
第三點便是電路特性的有效分析。
在實際工作生活中對於電路特性的有效分析我們是使用EDA技術，這也是EDA技術的主要內容之一，原因在於電子工程在設計的時候需要對資料測試以及特性進行有效性分析，從而建立出基本理論。但是通過這幾年的實踐運用發現傳統的電子工程設計方法中還是存在著很大的侷限性，比如說在技術和硬體設計方面仍存在難以攻克的難關。在傳統的測試結果中也是同樣存在很大問題，這使得電路測試的精確性大大降低，嚴重地會影響電子產品在後期的使用。採用EDA技術之後，可以高效地解決這個方面的問題，它不單單能夠對電子工程設計進行全面檢查，而且還能夠得出高精度的結果，不但如此它還能夠通過自頂而下的設計程式，從源頭上避免了方案的侷限限以及結構的差異性，還可以使得設計方案更為合理[5]。
第四點是對靜電效應的防護。
在電子工程中存在很多的靜電危害，因而我們要做好全面地靜電維護措施。對於防靜電工作區域要進行詳細明確地劃分，這樣做可以從根本上來杜絕電子工程的靜電敏感時期發生;注意環境的清潔和整齊也可以有效地使得靜電場減少;同時我們還可以對靜電防護進行社會知識儲備，以備不時之需[6]。在電子工程故障檢查上，我們需要始終如一地將傳統檢查和智慧化檢查相互融為一體，組合成有效的檢查方案。對於檢查物件的特點我們要貫徹落實高科技電子技術推廣和使用，不斷地提高電子產品質量，完善電子產品設計方案，從而為電子工程檢測技術的合理性以及可行性提供有利保障。
四.結論
近幾年我國的電子產品專利申請總量在不斷地上升，在國際上彰顯了我國的科技競爭力以及智慧財產權保護水平。但是對於如今存在的問題還需要我們不斷地反省，不斷地糾正、總而言之，電子設計的準則是不能離開實際情況而發展，這種脫離社會現實的發展最後都會走向失敗。因而只能將發展方向看作是最為基本的出發點，把解決發展中遺留的問題看作是最終目標，對電子工程不斷地研究、開發出切實可行且有效的設計方案，從而適應電子工程的快速發展，進而推動社會穩定進步。
參考文獻
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[5] 譚金寬.淺析電工電子綜合工程設計訓練實驗教學的探索與實踐[J].青年文學家，2013，36：221.