电子工程设计论文

电子工程设计论文

谈EDA技术在电子工程设计中的作用

摘要：介绍EDA技术的基本概念和发展过程,以及EDA技术的基本特点和使用的软件,

以及EDA技术在电子工程设计中的重要作用,最后指出EDA技术发展前景。

关键词：EDA技术电子工程作用

EDA是电子设计自动化Electronic Design Automation的缩写,是从CAD计算机辅助

设计、CAM计算机辅助制造、CAT计算机辅助测试和CAE计算机辅助工程的概念发展而来的。EDA技术是以计算机为工具,集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、优化理论等多学科最新理论于一体,是计算机信息技术、微电子技术、电路理论、信息分析与信

号处理的结晶。

一、EDA技术的特点

1.现代化EDA技术大多采用“自顶向下Top-Down”的设计程序,从而确保设计方案整

体的合理和优化,避免“自底向上Bottom-up”设计过程使局部优化,整体结构较差的缺陷。

2.HDL给设计带来很多优点:①语言公开可利用;②语言描述范围宽广;③使设计与工艺无关;④可以系统编程和现场编程,使设计便于交流、保存、修改和重复使用,能够实现在

线升级。

3.自动化程度高,设计过程中随时可以进行各级的仿真、纠错和调试,使设计者能早期

发现结构设计上的错误,避免设计工作的浪费,同时设计人员可以抛开一些具体细节问题,

从而把主要精力集中在系统的开发上,保证设计的高效率、低成本,且产品开发周期短、循

环快。

4.可以并行操作,现代EDA技术建立了并行工程框架结构的工作环境。从而保证和支

持多人同时并行地进行电子系统的设计和开发。

二、EDA技术的发展过程

EDA技术的发展过程反映了近代电子产品设计技术的一段历史进程,大致分为3个时期。

1.初级阶段:早期阶段即是CAD阶段,大致在20世纪70年代,当时中小规模集成电路

已经出现,传统的手工制图设计印刷电路板和集成电路的方法效率低、花费大、制造周期长。人们开始借助于计算机完成印制电路板一PCB设计,将产品设计过程中高重复性的繁

杂劳动如布图布线工作用二维平面图形编辑与分析的CAD工具代替,主要功能是交互图形

编辑,设计规则检查,解决晶体管级版图设计、PCB布局布线、门级电路模拟和测试。

2.发展阶段:20世纪80年代是EDA技术的发展和完善阶段,即进入到CAE阶段。由于

集成电路规模的逐步扩大和电子系统的日趋复杂,人们进一步开发设计软件,将各个CAD工

具集成为系统,从而加强了电路功能设计和结构设计,该时期的EDA技术已经延伸到半导体芯片的设计,生产出可编程半导体芯片。

3.成熟阶段:20世纪90年代以后微电子技术突飞猛进,一个芯片上可以集成几百万、几千万乃至上亿个晶体管,这给EDA技术提出了更高的要求,也促进了EDA技术的大发展。各公司相继开发出了大规模的EDA软件系统,这时出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的EDA技术。

三、EDA技术的作用

EDA技术在电子工程设计中发挥着不可替代的作用,主要表现在以下几个方面:

1.验证电路设计方案的正确性

设计方案确定之后,首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证设计方案的可行性,这只要确定系统各个环节的传递函数数学模型便可实现。这种系统仿真技术可推广应用于非电专业的系统设计,或某种新理论、新构思的设计方案。仿真之后对构成系统的各电路结构进行模拟分析,以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。这种量化分析方法对于提高工程设计水平和产品质量,具有重要的指导意义。

2.电路特性的优化设计

元器件的容差和工作环境温度将对电路的稳定性产生影响。传统的设计方法很难对这种影响进行全面的分析,也就很难实现整体的优化设计。EDA技术中的温度分析和统计分析功能可以分析各种温度条件下的电路特性,便于确定最佳元件参数、最佳电路结构以及适当的系统稳定裕度,真正做到优化设计。

3.实现电路特性的模拟测试

电子电路设计过程中,大量的工作是数据测试和特性分析。但是受测试手段和仪器精度所限,测试问题很多。采用EDA技术后,可以方便地实现全功能测试。

四、EDA技术的软件

1.EWBElectronics Workbench软件。EWB是基于PC平台的电子设计软件,由加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司研制开发,该软件具有以下特点:

①集成化工具:一体化设计环境可将原理图编辑、SPICE仿真和波形分析、仿真电路的在线修改、选用虚拟仪器、借助14种分析工具输出结果等操作在一个集成系统中完成。

②仿真器:交互式32位SPICE强化支持自然方式的模拟、数字和数/模混合元件。自动插入信号转换界面,支持多级层次化元件的嵌套,对电路的大小和复杂没有限制。只有提供原理图网络表和输入信号,打开仿真开关就会在一定的时间内将仿真结果输出。

③原理图输入:鼠标点击一拖动界面,点一点自动连线。分层的工作环境,手工调整元

器件时自动重排线路,自动分配元器件的参考编号,对元器件尺寸大小没有限制。

④分析:虚拟测试设备能提供快捷、简单的分析。主要包括直流工作点、瞬态、交流

频率扫描、付立叶、噪声、失真度、参数扫描、零极点、传递函数、直流灵敏度、最差情况、蒙特卡洛法等14种分析工具,可以在线显示图形并具有很大的灵活性。

⑤设计文件夹:同时储存所有的设计电路信息,包括电路结构、SHCE参数、所有使用模型的设置和拷贝。全部存放在一个设计文件中,便于设计数据共享以及丢失或损坏的数据

恢复。

⑥接口:标准的SPICE网表,既可以输入其他CAD生成的SHCE网络连接表并行成原理

图供EWB使用,也可以将原理图输出到其他PCS工具中直接制作线路板。

2.PROTEL软件。广泛应用的Protel99主要分为两大部分:用于电路原理图的设计原理图设计系统Advanced Schematic和用于印刷电路板设计的印刷电路板设计系统Advanced PCB。

五、EDA技术的发展趋势

高层次设计技术是近几年来国际上在EDA技术领域研究、开发、应用的热门课题,并

且发展非常迅速,成效异常显著。这一领域主要包括功能强大的硬件描述语言、高层次综

合技术、高层次模拟技术以及测试设计的综合技术等。相信随着科学技术水平的不断进步,作为EDA发展方向的高层次自动化设计技术必将取得更辉煌的成绩。

电子工程设计要点与难点对策

[摘要]随着现代科技水平的不断发展，电子产品越来越受到人们的青睐。现在的生

产生活都与电子产品电子工程息息相关，所以说对于电子工程设计问题需要特别关注。我

们现阶段尤其要重视电子工程设计，虽然这一行业已有许多的成就，但是在设计过程中仍

然不乏存在疑点和重难点，需要我们去掌握和理解，从而才能保证领悟到这个行业的精髓。该文章便是对电子工程设计中的重难点进行剖析，从而找到解决问题的对策。

[关键词]电子工程设计;要点;难点;解决对策

在当今这个社会背景下，电子工程设计是十分重要且有意义的，需要专业人士对其进

行深入的研究和分析。在电子工程设计中包含了多方面的内容，而且还存在着很多的重难

点问题急需解决。所以在电子工程设计中，我们需要对各方面的重难点问题进行认真仔细

地研究，对于基础设计问题要点需掌握，对于可能存在的问题进行防范，并对这些问题提

出与此相关的解决方案。只有全面系统的掌握电子工程设计的相关要点与难点，才能熟悉

的运用到生活生产中。

一、电子工程当前的发展现状