電子設(shè)計應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：電子設(shè)計應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】汽車電子設(shè)計仿真技術(shù)應(yīng)用

仿真技術(shù)是一門利用系統(tǒng)模型對實際或設(shè)想的系統(tǒng)進行動態(tài)驗證的技術(shù)，仿真技術(shù)綜合控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術(shù)，以計算機和專用設(shè)備為工具，能夠模擬汽車或飛機駕駛訓(xùn)練，在汽車工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代的汽車制造業(yè)，對電子設(shè)備依賴程度越來越大，隨著人們對汽車安全性能要求不斷提高，仿真技術(shù)在汽車電子設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用。仿真技術(shù)在汽車電子設(shè)計中的應(yīng)用，縮短了汽車電子系統(tǒng)的研發(fā)周期，提高了汽車電子系統(tǒng)設(shè)計的安全系數(shù)，并幫助工程師在電子系統(tǒng)應(yīng)用于實踐之前發(fā)現(xiàn)問題，大大的提高了汽車電子系統(tǒng)的研發(fā)效率，推進了汽車工業(yè)的發(fā)展。

1仿真技術(shù)概述

1．1仿真技術(shù)在汽車電子設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

信息時代的來臨，汽車中應(yīng)用的電子設(shè)備越來越多。電子設(shè)備在汽車中的應(yīng)用，不僅提高了汽車的安全系數(shù)，還優(yōu)化了汽車的駕駛體驗，推動了汽車行業(yè)的發(fā)展。但在汽車新產(chǎn)品研發(fā)時，卻由于汽車電子系統(tǒng)研發(fā)成本過高，限制了汽車行業(yè)的發(fā)展。仿真技術(shù)的出現(xiàn)，為汽車電子系統(tǒng)設(shè)計提供了強大的工具。利用仿真技術(shù)，工程師可以利用計算機和仿真軟件，來模擬汽車的運行狀態(tài)，并在虛擬現(xiàn)實中對汽車電子系統(tǒng)的設(shè)計進行仿真驗證。這一研發(fā)模式，極大的縮短了汽車電子系統(tǒng)的研發(fā)周期，并降低了汽車電子系統(tǒng)研發(fā)的資金投入量。我國作為發(fā)展中國家，近年來汽車工業(yè)的飛速發(fā)展正是基于仿真技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)的。隨著計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)在汽車研發(fā)和制造領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢更是與日凸顯，如何在汽車電子設(shè)計中應(yīng)用好仿真技術(shù)，已經(jīng)成為決定汽車制造企業(yè)研發(fā)能力的關(guān)鍵之一。

1．2SABER仿真軟件與汽車電子設(shè)計

SABER仿真軟件是美國Analogy公司于1987年推出的模擬機混合信號仿真軟件，該軟件能夠同時對模擬信號、事件驅(qū)動模擬信號、數(shù)字信號和模數(shù)混合信號設(shè)備進行仿真，被廣泛應(yīng)用于電子學(xué)、電力電子學(xué)、電機工程、機械工程、水利、光學(xué)和控制系統(tǒng)等研發(fā)和數(shù)據(jù)采樣中。該系統(tǒng)在汽車電子設(shè)計中的應(yīng)用，代表著我國汽車電子設(shè)計技術(shù)進入新的階段。SABER軟件能夠分析從SOC到大型系統(tǒng)之間的設(shè)計，并模擬數(shù)字電路及混合電路，通過仿真內(nèi)核的運算和模擬，給出與真實實驗相似的實驗數(shù)據(jù)，從而幫助設(shè)計人員檢驗設(shè)計方案。在現(xiàn)代汽車制造工業(yè)中，包括ABS防抱死系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)均能夠運用SABER仿真軟件進行仿真檢驗，幫助設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題。該系統(tǒng)目前已經(jīng)被很多西方汽車制造研發(fā)企業(yè)定位行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動了我國汽車制造業(yè)和世界汽車制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展。

2汽車電子設(shè)計中仿真技術(shù)的運用

汽車電子設(shè)計中仿真技術(shù)的運用，主要分為建立數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)原理仿真和仿真模型的檢驗修改三個階段。通過在汽車電子設(shè)計中應(yīng)用仿真技術(shù)，有效的降低了汽車電子系統(tǒng)設(shè)計驗證的資金投入，并提高了工程師的工作效率和質(zhì)量。

2．1建立數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型的建立，是運用仿真系統(tǒng)設(shè)計和檢驗汽車電子系統(tǒng)的第一步，也是最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的一步。計算機仿真軟件的根本運行原理就是將實際系統(tǒng)運行的規(guī)律轉(zhuǎn)為數(shù)學(xué)方式，即微分和差分方程來表達。為了實現(xiàn)對汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展檢驗，在建立數(shù)學(xué)模型時，需要將系統(tǒng)原理圖中的所有部件及其運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)化完成的數(shù)學(xué)模型綜合到一起，才能形成一組模擬仿真系統(tǒng)。因此，在建立數(shù)學(xué)模型中，零部件的數(shù)學(xué)建模質(zhì)量將直接影響到仿真系統(tǒng)的真實性，并決定了仿真系統(tǒng)的運算結(jié)果是否與系統(tǒng)的實際運行相似。為了提高數(shù)學(xué)模型的建立效率，工程師在建立一系列數(shù)學(xué)模型時，會對相似的元件歸類為同一種數(shù)學(xué)模型，這樣雖然會拉大仿真軟件與現(xiàn)實的差距，但卻能夠極大的縮短開發(fā)周期，實現(xiàn)開發(fā)成本的節(jié)約。

2．2系統(tǒng)原理的仿真

汽車電子設(shè)計中應(yīng)用仿真技術(shù)時，是采用計算機程序運算，來模擬汽車電子系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)和零部件在工作中的電壓、電流、功率等參數(shù)變化，通過對這些參數(shù)變化的波形分析，來找到實際試驗與模擬仿真質(zhì)檢單額區(qū)別，從而發(fā)現(xiàn)涉及疏漏或問題，對電子系統(tǒng)的設(shè)計實施改進措施。在汽車電子系統(tǒng)設(shè)計中，仿真系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對雙電壓系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、起動機和發(fā)電機系統(tǒng)以及雙電壓42V系統(tǒng)的仿真驗證。汽車的雙電壓系統(tǒng)設(shè)計，將汽車的高電壓設(shè)備和低電壓設(shè)備區(qū)分開來，不僅是保證汽車安全性的關(guān)鍵，還是降低汽車能耗的重要技術(shù)。通過運用仿真技術(shù)，能夠?qū)﹄p電壓系統(tǒng)的運行效率和安全性進行驗證，以確保汽車電子設(shè)計中雙電壓系統(tǒng)的安全性和可靠性。14V電壓系統(tǒng)主要用于各控制單元，該系統(tǒng)對波形有極高的要求。如果14V電壓系統(tǒng)存在問題，將其應(yīng)用于汽車時將會由于峰值電壓和電流產(chǎn)生的脈動，對蓄電池造成干擾，發(fā)生蓄電池電位波動性變化，導(dǎo)致其他控制系統(tǒng)的控制信號失靈，給汽車的行車安全帶來致命的威脅。運用仿真軟件，能夠檢驗14V系統(tǒng)對蓄電池干擾的影響度，確保其不會影響到控制系統(tǒng)的工作，避免由于電位波動導(dǎo)致控制系統(tǒng)失靈。起動機和發(fā)電機由于都具有相同的轉(zhuǎn)矩特性，所以可以設(shè)計一種設(shè)備集合這兩種機器的特點。如果設(shè)計成功，并投入大規(guī)模的生產(chǎn)中，則可以獲得的利益是難以想象的。這種將兩種設(shè)備集于一體的技術(shù)是科學(xué)家努力創(chuàng)新而創(chuàng)造出來的財富。這種系統(tǒng)可以讓發(fā)動機在很快的時間內(nèi)啟動，并且發(fā)動機啟動以后，切換到發(fā)電的模式，使汽車的重啟動更加容易。雙電壓系統(tǒng)中的42v供電系統(tǒng)，如果在設(shè)計中電子元件選擇錯誤，將會由于電壓隨轉(zhuǎn)速變化的提高，導(dǎo)致電子元器件被燒毀，帶來巨大的行車安全隱患。而采用模擬仿真技術(shù)，則能夠測試電子元器件的所需承受的電壓峰值，更加科學(xué)的進行選擇，保證系統(tǒng)安全。

2．3仿真系統(tǒng)的檢驗和修改

仿真系統(tǒng)只是運用計算機技術(shù)和數(shù)學(xué)原理對汽車電子設(shè)計的運行狀態(tài)進行模擬實驗，其與實際試驗還是有很大差距的。因此，在運用SABER軟件中，需要通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀸Ρ龋_定仿真結(jié)果與現(xiàn)實存在的差距，并在此基礎(chǔ)上對電子設(shè)計進行優(yōu)化，以不斷提高汽車電子系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量，促進汽車工業(yè)的發(fā)展。綜上所述，在現(xiàn)如今的汽車研發(fā)與制造中，運用仿真技術(shù)對設(shè)計方案進行檢驗和修改，已經(jīng)成為汽車研發(fā)的必須技術(shù)之一。近年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅速，這離不開我國汽車電子設(shè)計中仿真技術(shù)應(yīng)用的日漸成熟。相信隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，我國汽車研發(fā)和制造將會迎來新一輪的發(fā)展，為我國經(jīng)濟的發(fā)展做出更大的貢獻。

參考文獻:

［1］張珂．汽車電子設(shè)計中仿真技術(shù)的應(yīng)用分析［J］．中國電子商情:科技創(chuàng)新，2014(12):33～33．

第2篇：電子設(shè)計應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；現(xiàn)代電子設(shè)計；應(yīng)用

引言

EDA技術(shù)是上世紀(jì)90年代飛速發(fā)展起來的一項新型技術(shù)，是現(xiàn)代電子設(shè)計新的發(fā)展潮流，其是基于計算機工作平臺，綜合了計算機技術(shù)、電子技術(shù)、智能化技能等一系列技術(shù)達成電子產(chǎn)品的自動化設(shè)計。同時，EDA技術(shù)是當(dāng)今信息化時展的必然趨勢，其應(yīng)用日趨廣泛，涉及信息、通訊、半導(dǎo)體、電子零組件等多個行業(yè)，是現(xiàn)代電子設(shè)計的核心，在現(xiàn)代電子設(shè)計中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[1]。由此可見，對EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的應(yīng)用開展研究，有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1 EDA技術(shù)概述

1.1 EDA技術(shù)

EDA（Electronics Design Automation），即電子設(shè)計自動化，EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，在電子技術(shù)、仿真模擬工作中扮演著十分重要的角色。在電子設(shè)計技術(shù)中，將可編程邏輯器件應(yīng)用于系統(tǒng)中可很大程度提高電子設(shè)計工作靈活性，可編程邏輯期間在軟件編程過程中重構(gòu)器件的結(jié)構(gòu)、運行方式，進一步使設(shè)計硬件靈活性得到顯著改善?？删幊踢壿嬈骷?yīng)用結(jié)構(gòu)原理、運行方式等的不斷發(fā)展，使以往的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計理念、方法、過程等均實現(xiàn)了轉(zhuǎn)變，一定水平上促進了現(xiàn)代電子技術(shù)的革新。在可編程邏輯器件相關(guān)技術(shù)越來越成熟及計算機技術(shù)飛速發(fā)展背景下，EDA技術(shù)逐漸在電子設(shè)計領(lǐng)域中得到廣泛推廣。EDA技術(shù)基于計算機上的EDA工具軟件平臺實現(xiàn)設(shè)計文件過程中依托硬件描述語言開展系統(tǒng)邏輯描述。EDA技術(shù)幫助設(shè)計人員通過硬件描述語言、電子設(shè)計自動化等實現(xiàn)對系統(tǒng)硬件功能的設(shè)計工作，其可自動實現(xiàn)邏輯分割、邏輯編譯、布局布線等功能，進一步促進電子線路系統(tǒng)功能的全面達成[2]。

1.2 EDA技術(shù)發(fā)展

伴隨計算機技術(shù)、電子系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)以及集成電路技術(shù)的不斷進步，為EDA技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了良好契機，EDA技術(shù)的發(fā)展、推廣，不僅顯著縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，還極大水平改善了產(chǎn)品的性能及價格比。EDA技術(shù)發(fā)展，具體可劃分成四個階段：

（1）上世紀(jì)70年代――計算機輔助設(shè)計階段，這一發(fā)展階段主要體現(xiàn)于CAD技術(shù)方面，計算機輔助設(shè)計得到了一定的推廣。人們逐步以計算機作為輔助開展IC版圖編輯、PCB布局布線等工作，取代了過去的手工作業(yè)方式。于此階段手工繪圖方式得到了一定優(yōu)化，進而在計算機輔助設(shè)計發(fā)展作用上得到了有效凸顯。

（2）80年代――計算機輔助工程階段，該階段是在上一階段基礎(chǔ)上引入一系列新型應(yīng)用功能，在具備圖形繪制功能的同時，還增添了電路功能設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表實現(xiàn)了兩者的有效結(jié)合。計算機輔助工程主要功能包括：原理圖輸入、邏輯仿真、自動布局布線以及電路分析等。在這一系列功能應(yīng)用上，通過將原理圖、邏輯圖等用以重要應(yīng)用內(nèi)容，實現(xiàn)了設(shè)計功能的進一步豐富。

（3）90年代――電子系統(tǒng)設(shè)計自動化階段，該階段電子設(shè)計自動化目標(biāo)得以實現(xiàn)，可經(jīng)由高級描述語言及系統(tǒng)識別仿真等優(yōu)勢開展應(yīng)用，極大水平改善了設(shè)計的效率。

（4）現(xiàn)代EAD技術(shù)即為將計算機作為工具，基于EDA軟件平臺，結(jié)合硬件描述語言實現(xiàn)的設(shè)計文件，可自動實現(xiàn)用軟件方式描述的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯仿真、布局布線、邏輯綜合等，進而實現(xiàn)對相關(guān)目標(biāo)芯片邏輯映射、適配編譯等操作[3]。

2 EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的應(yīng)用作用及意義

2.1 EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的應(yīng)用作用

憑借EDA技術(shù)廣泛的應(yīng)用范圍，將其應(yīng)用于現(xiàn)代電子設(shè)計中，可起到一系列的作用。對于現(xiàn)代電子設(shè)計而言，相對流行的編程方式即為無線編程、在線編程，而EDA技術(shù)不僅能夠充分適應(yīng)電子設(shè)計的發(fā)展，還可促進達成無障礙編程，在編程過程中的保密性還能夠得到有效保障。EDA技術(shù)還有著十分顯著的可靠性，可有效解決電子設(shè)計中復(fù)位障礙、跑飛等問題。還可于集成、壓縮功能應(yīng)用情況下，完成對電子產(chǎn)品系統(tǒng)向某一芯片中的有效集成，如此可為設(shè)計管理實踐帶來極為便利，促進對電子設(shè)計風(fēng)險控制工作的開展，還可使電子設(shè)計可靠性得到有效保障。除此之外，EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的應(yīng)用，還可收獲極高的效率，可達成多任務(wù)同時運行的目的。在EDA技術(shù)應(yīng)用實踐中，可于多模塊功能應(yīng)用情況下，有效加快電子設(shè)計速度及改善子設(shè)計效率水平，推動電子設(shè)計工作進一步朝信息市場化方向發(fā)展。另外，EDA技術(shù)還具備一定的適應(yīng)性，通過對其高速、高效及大容量等特點的有效成效，積極促進電子設(shè)計的創(chuàng)新升級。EDA技術(shù)的一系列特征優(yōu)勢的凸顯可積極促進現(xiàn)代電子設(shè)計的有序發(fā)展。

2.2 EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的應(yīng)用意義

電子技術(shù)是一項有著極強專業(yè)性的技術(shù)，現(xiàn)階段用于電子技術(shù)設(shè)計中的軟件多種多樣，經(jīng)由選取適用的應(yīng)用軟件，便可有效改善電子技術(shù)設(shè)計效率。EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的應(yīng)用有著十分重要的意義，EDA技術(shù)是將計算機用以主要平臺，然后將一系列相關(guān)技術(shù)開展綜合應(yīng)用。對于現(xiàn)代電子設(shè)計而言，EDA技術(shù)是發(fā)展的新潮流，具備各式各樣優(yōu)勢作用發(fā)揮，將其應(yīng)用于現(xiàn)代電子設(shè)計中可收獲諸多便利。伴隨EDA技術(shù)的逐步發(fā)展進步，無不為現(xiàn)代電子設(shè)計帶來新的轉(zhuǎn)變，可有效改善全面電子技術(shù)設(shè)計效率水平，因此將EDA技術(shù)應(yīng)用于電子技術(shù)設(shè)計中十分重要。

3 EDA技術(shù)的要點內(nèi)容

ESDA可算得上是現(xiàn)代電子設(shè)計的最新發(fā)展方向，可將其理解為：設(shè)計人員依據(jù)自頂向下設(shè)計方法，對全面電子系統(tǒng)開展方案規(guī)劃及功能劃分，系統(tǒng)的關(guān)鍵電路通過一片或者幾片特定集成電路（ASIC）達成，然后依托硬件描述語言開展系統(tǒng)行為級設(shè)計，最后經(jīng)由適配器、綜合其得到最終目標(biāo)器件。該種設(shè)計方法可稱之為高層次電子設(shè)計方法。

3.1 自頂向下設(shè)計方法

對于自頂向下設(shè)計方法而言，第一步要從系統(tǒng)設(shè)計展開，于頂層開展功能方框圖劃分及結(jié)構(gòu)制定。于方框圖一級開展仿真、糾錯，同時選取硬件描述語言對高層次系統(tǒng)行為開展描述，于系統(tǒng)一級開展驗證。緊接著選取綜合優(yōu)化工具得出對應(yīng)門電路網(wǎng)表，網(wǎng)表相關(guān)的物理實現(xiàn)級既可以是印刷電路板，又可以是專用集成電路。設(shè)計的主要仿真、調(diào)試過程是于高層次上實現(xiàn)的，如此不僅可為盡早覺察結(jié)構(gòu)設(shè)計中的錯誤提供便利，提高設(shè)計工作效率，還可減輕邏輯功能仿真的工作量，提升系統(tǒng)設(shè)計一次成功率[4]。

3.2 硬件描述語言

硬件描述語言指的是一類開展電子系統(tǒng)硬件設(shè)計的計算機語言，其借助軟件編程來對電子系統(tǒng)中各項內(nèi)容開展有效描述，諸如電子系統(tǒng)的連接形式、電路結(jié)合以及邏輯功能等。近年來，在大型電子系統(tǒng)設(shè)計中硬件描述語言得到廣泛應(yīng)用。上世紀(jì)80年代美國國防部研發(fā)出高速集成電路硬件描述語言，以作用于對EDA產(chǎn)品不兼容問題進行解決，此外還可作用于開展多層次設(shè)計。IEEE利用高速集成電路硬件描述語言對過去硬件描述語言一系列功能予以了覆蓋。IEEE作為一類全方位的硬件描述語言，其涵蓋了多個設(shè)計層次，諸如邏輯門級、系統(tǒng)行為級以及寄存器傳輸?shù)?，并且還支持多種不同形式對全面項目開展混合描述。高速集成電路硬件描述語言一方面具備極佳的移植性，一方面其的設(shè)計還為工藝間轉(zhuǎn)換提供了極大便利，同時高速集成電路硬件描述語言使得設(shè)計人員主要工作轉(zhuǎn)變?yōu)殚_展實現(xiàn)與調(diào)試系統(tǒng)功能。

3.3 ASIC設(shè)計

面對電子系統(tǒng)集成電路中存在的各式各樣問題，包括可靠性不足、功耗大以及體積大等，可于集成電路設(shè)計過程中引入ASIC芯片開展解決。伴隨現(xiàn)代電子產(chǎn)品市場需求的逐步嚴(yán)苛，ASIC芯片可劃分成全定制ASIC、半定制ASIC以及可編程ASIC。在對全定制ASIC芯片進行設(shè)計過程中，設(shè)計人員要對芯片上全面晶體管幾何圖形、工藝規(guī)則予以界定，然后把設(shè)計成果轉(zhuǎn)交給IC生產(chǎn)商掩膜制造，如此可最大限度的確保ASIC芯片獲取最理想的性能，進一步實現(xiàn)高效、高利用率以及低能耗的目的。

4 EDA技術(shù)電子設(shè)計流程

EDA技術(shù)是一項系統(tǒng)級的設(shè)計技術(shù)，是一類層次比較高的電子設(shè)計手段，該項應(yīng)用技術(shù)基于概念驅(qū)動，確保電子設(shè)計工作人員在設(shè)計過程中無需對門級原理圖開展利用，工作人員在確立設(shè)計目標(biāo)后便可應(yīng)用EDA技術(shù)對電路予以描述，如此一方面可有效縮減電路西決的制約，一方面可有效強化設(shè)計人員設(shè)計創(chuàng)造水平[5]。EDA系統(tǒng)支持設(shè)計人員把概念構(gòu)思、高層次描述輸入進計算機后，基于系統(tǒng)規(guī)則實現(xiàn)對電子產(chǎn)品的設(shè)計。就EDA技術(shù)電子設(shè)計流程而言，主要可劃分為系y劃分、圖形或者VHDL輸入、代碼級功能仿真、適配前時序仿真及ASIC實現(xiàn)等，具體而言：（1）電子設(shè)計通過文本或圖形編輯器對設(shè)計描述予以呈現(xiàn)，即為實現(xiàn)設(shè)計表述；（2）電子設(shè)計通過編譯器對設(shè)計開展錯排編譯，也就是輸入硬件描述語言程序；（3）設(shè)計人員對硬件、軟件開展溝通，為達成功能仿真提供便利，也就是綜合；（4）在仿真設(shè)計檢測滿意后，借助FPGA開展邏輯映射操作，即為編程下載，由此系統(tǒng)級設(shè)計便宣告結(jié)束。EDA技術(shù)電子設(shè)計流程，如圖1所示。

5 EDA技術(shù)的應(yīng)用

近年來，EDA技術(shù)得到飛速發(fā)展，在諸多領(lǐng)域的電子系統(tǒng)設(shè)計工作得到廣泛推廣，包括通訊、教學(xué)、醫(yī)學(xué)、航天、國家計算機應(yīng)用、工業(yè)生產(chǎn)等等，并發(fā)揮著十分重要的作用。

5.1 EDA技術(shù)在通訊中的應(yīng)用

EDA技術(shù)在科研研究中的應(yīng)用，主要借助電路仿真工具開展電路設(shè)計、仿真；借助虛擬設(shè)備開展產(chǎn)品調(diào)節(jié)試用；在儀器設(shè)備中應(yīng)用FPGA器件開發(fā)。對于CDMA無線通信系統(tǒng)而言，全面無線基站、移動手機均于同一頻譜下運行，為了對各種呼叫進行區(qū)分，各部手機均有著一個特有的碼序列，CDMA基站唯有對多種觀點碼序列進行有效判定，方可對不同傳呼進程開展分辨，而此處的判定是經(jīng)由匹配濾波器輸出呈現(xiàn)于輸入數(shù)據(jù)流中探測到的特定碼序列。FPGA可提供適用的濾波器設(shè)計，同時還具備DSP高級數(shù)據(jù)處理功能，所以FPGA在現(xiàn)代通訊領(lǐng)域中得到廣泛推廣。

5.2 EDA技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用

EDA技術(shù)是電子設(shè)計的重要工具，不管是芯片設(shè)計，還是系統(tǒng)設(shè)計，倘若未有得到EDA工具的支持，均將無法實現(xiàn)。近年來，生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域?qū)DA技術(shù)進行了引入，該項技術(shù)一方面可促進對人體血壓、心率等生理信號展開更為準(zhǔn)確的檢測，一方面可經(jīng)由相關(guān)設(shè)計達成對生理信號的濾波、醫(yī)學(xué)圖像檢測等處理，使得生理信號更具臨床使用價值。所以，EDA技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域有著十分可觀的發(fā)展前景。

5.3 EDA技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)中的應(yīng)用

無論是數(shù)字信號處理器、性能極佳的微處理器，還是電子電路、冰箱、電視機等，EDA技術(shù)不僅應(yīng)用于前期計算機模擬仿真、產(chǎn)品調(diào)試，還應(yīng)用于電子設(shè)備的研發(fā)、制造，電路板焊接等一系列環(huán)節(jié)，并在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。某種意義上而言，EDA技術(shù)已然轉(zhuǎn)變成電子工業(yè)領(lǐng)域中必不可少的一部分。

6 結(jié)束語

總而言之，EDA技術(shù)是當(dāng)今信息化時展的必然趨勢，其應(yīng)用日趨廣泛，涉及信息、通訊、半導(dǎo)體、電子零組件等多個行業(yè)，是現(xiàn)代電子設(shè)計的核心，在現(xiàn)代電子設(shè)計中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。伴隨EDA技術(shù)的日趨成熟，其將進一步推進電子產(chǎn)業(yè)及電子設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)變革，將進一步提升電子設(shè)計水平。鑒于此，相關(guān)人員務(wù)必要清楚認識EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的應(yīng)用作用及意義，強化EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的科學(xué)合理應(yīng)用，不斷鉆研研究、總結(jié)經(jīng)驗，積極促進電子技術(shù)設(shè)計有序發(fā)展。

參考文獻

[1]李亞平，王亮亮. EDA技術(shù)及其在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用[J].山東師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，22（3）：124-125.

[2]張劭昀，梁佳雯，郭海雙.基于EDA技術(shù)的現(xiàn)代電子設(shè)計方法[J].電子世界，2014（16）：25-26.

[3]蔡潔華，路多，張紅，等.淺談 EDA技術(shù)發(fā)展背景及在電子線路設(shè)計中的應(yīng)用[J].數(shù)字化用戶，2013（14）：215-216.

第3篇：電子設(shè)計應(yīng)用范文

[關(guān)鍵詞]電子信息；微電子設(shè)計；自動化技術(shù)

中圖分類號：TN402文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-914X（2018）06-0365-01

1自動化技術(shù)和電子信息工程

自動化技術(shù)是綜合性技術(shù)，它與計算機技術(shù)、電子學(xué)、自動控制技術(shù)等密切相關(guān)。自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助企業(yè)節(jié)約成本、提高工作效率、增強企業(yè)的競爭力。信息化的社會，自動化技術(shù)能夠加快信息交流速度、促進企業(yè)快速發(fā)展。研究自動化技術(shù)在信息工程中的應(yīng)用非常重要。自動化技術(shù)主要應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)生產(chǎn)過程中，自動化技術(shù)可以實現(xiàn)辦公管理自動化、計算機輔助設(shè)計和制造等功能。不可否認的是自動化技術(shù)在我國發(fā)展程度不高，它的很多強大的功能還沒有投入實踐中。自動化技術(shù)在發(fā)展中的有效應(yīng)用，代替了人工工作，減少了由于人為操作失誤所產(chǎn)生的問題，提高了工作的效率與安全性，降低了工作的成本，可以為工作更好進行提供保障。在企業(yè)發(fā)展的過程中，有一些難度較大的工作利用自動化技術(shù)來進行，為工作的進行提供了有利的條件。而且有一些工作反復(fù)進行，工作內(nèi)容比較枯燥，不適合人為操作完成，自動化技術(shù)就會發(fā)揮很大的作用。自動化技術(shù)在工作中發(fā)揮著很大的作用，促進工作更好進行。電信工程是指應(yīng)用信息電子技術(shù)收集、采集、存儲、管理信息，具有速度快、精確度高、覆蓋范圍廣等特點。電子信息工程是采用硬件命令處理信息。電信工程設(shè)計中，我國企業(yè)大部分采用國外核心技術(shù)實現(xiàn)功能，創(chuàng)新度不夠、依賴程度較高。電信工程在社會發(fā)展中有著很重要的作用，對于信息數(shù)據(jù)的傳遞與共享是當(dāng)前社會發(fā)展的重點，也是信息化時展的趨勢。彌補我國電信工程發(fā)展中存在的不足，可以加強電信工程發(fā)展中的技術(shù)應(yīng)用，使得電信工程建設(shè)可以更好進行，并且優(yōu)化電信系統(tǒng)，使得信息數(shù)據(jù)的傳輸與交流更加高效。

2微電子設(shè)計自動化技術(shù)的特點

2.1仿真設(shè)計

微電子的設(shè)計工作在一般情況下主要是通過編程進行的。技術(shù)人員只需要利用計算機編寫出相關(guān)的程序，并將代碼與程序下載到芯片中，即可實現(xiàn)對大型機器的有效控制，同時完成技術(shù)人員指定的動作?？梢栽陂_發(fā)前對系統(tǒng)開展相關(guān)的仿真設(shè)計，是自動化技術(shù)的一項重要特點，傳統(tǒng)的自動化技術(shù)都必須在應(yīng)用現(xiàn)場才能夠開展相關(guān)的數(shù)據(jù)搜集與調(diào)整工作，而自動化技術(shù)能夠通過計算機設(shè)計相關(guān)的仿真環(huán)境，從而對微電子的應(yīng)用情況進行一定的調(diào)試，并對設(shè)計不當(dāng)?shù)牡胤竭M行一定的修改與完善。通過仿真設(shè)計的應(yīng)用，能夠有效解決設(shè)計過程中的數(shù)據(jù)搜集問題，并保證微電子的質(zhì)量。只有通過一定的仿真應(yīng)用，才能夠很好地保證其應(yīng)用效果。

2.2計算機編程

計算機編程方式能夠在很大程度上減少硬件材料的浪費，同時使得程序調(diào)整方式更為方便。設(shè)計人員只需要通過重新編寫程序，并將其下載到電子芯片中，即可實現(xiàn)對程序的應(yīng)用，這在很大程度上降低了資金與材料的使用，同時大大提升了工作效率。微電子設(shè)計自動化技術(shù)的應(yīng)用，在很大程度上實現(xiàn)了電子領(lǐng)域的創(chuàng)新。隨著集成電路的發(fā)明，設(shè)計人員能夠把所有功能與應(yīng)用都整合在一塊芯片中，并通過相關(guān)的計算機編程，實現(xiàn)對各大區(qū)域功能的有效控制，相較于傳統(tǒng)的自動化技術(shù)，節(jié)約了多余的硬件材料，對于不同的功能，只用通過修改代碼即可實現(xiàn)。因此，不管是在成本，還是效率方面，計算機編程都具有無可替代的重要作用。

2.3集成度高

微電子設(shè)計自動化技術(shù)水平的高速提升，意味著在未來電子線路的方式將越來越簡單，只要一塊小小的芯片，即可具有眾多的功能與應(yīng)用，這在很大程度上縮小了設(shè)備體積，同時為芯片的安裝與使用提供了很大的便利。除此之外，伴隨著微電子集成度的提升，其能耗也隨之降低，這是微電子技術(shù)中極其重要的一項優(yōu)勢，無論在工業(yè)還是電子行業(yè)的應(yīng)用中，該項技術(shù)都能夠在很大程度降低成本，提升經(jīng)濟效益。

3微電子設(shè)計自動化技術(shù)的主要應(yīng)用

3.1工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

微電子技術(shù)的應(yīng)用在，很大程度上推動了設(shè)計自動化程度的發(fā)展，尤其在工業(yè)領(lǐng)域中，其更是得到了廣泛的應(yīng)用。①微電子技術(shù)的應(yīng)用對于工業(yè)機器人的研發(fā)來說起，著非常重要的作用，在很大程度上實現(xiàn)了機器人功能的拓展，使得機器人的功能更加全面，從而在一定程度上促進了我國工業(yè)生產(chǎn)水平的提升。②微電子技術(shù)的應(yīng)用大大提升了我國流水線的自動化水平，通過流水線作業(yè)代替人工工作，降低了工業(yè)生產(chǎn)中人力資源的浪費，大大降低了工業(yè)成本，同時提升了產(chǎn)品的規(guī)范性與合格率。③微電子技術(shù)的發(fā)展對于大型產(chǎn)品的生產(chǎn)來說具有非常重要的作用，例如在汽車生產(chǎn)中，在很大程度上實現(xiàn)了汽車生產(chǎn)流程的升級，推動了我國工業(yè)的進一步發(fā)展。

3.2教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

微電子技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用是其必然的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的機械控制方法已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。相關(guān)的教育設(shè)計也應(yīng)該進行必要的升級，只有這樣，才能夠更好地滿足學(xué)生對于教學(xué)方式的需求，提升其對于技能的學(xué)習(xí)效果。在教育教學(xué)中，傳統(tǒng)的黑板已經(jīng)逐漸被投影儀與計算機等現(xiàn)代科技產(chǎn)品代替，而微電子技術(shù)的應(yīng)用能夠在很大程度上拓展其功能，實現(xiàn)更好的教學(xué)效果，從而提升教學(xué)質(zhì)量。除此之外，微電子技術(shù)的應(yīng)用，能夠很好的提升電氣系統(tǒng)自動化的實踐教學(xué)質(zhì)量，將專業(yè)化術(shù)語與操作通過應(yīng)用軟件進行演示，能夠使得抽象的知識更易于學(xué)生理解，同時有效提升學(xué)生的實踐能力與操作水平，提升學(xué)生的綜合質(zhì)量?？傊㈦娮釉O(shè)計自動化技術(shù)的應(yīng)用，能夠在很大程度上提升教學(xué)質(zhì)量。

3.3軟件開發(fā)

計算機編程的發(fā)展，在很大程度上為軟件的開發(fā)工作提供了一定的便利，通過合理的編程與數(shù)據(jù)的集合，能夠做到各大應(yīng)用的兼容，從而促進實現(xiàn)功能模塊的統(tǒng)一與開放，并增強了設(shè)備應(yīng)用的普遍性與通用性。此外，微電子技術(shù)還能夠有效提升電路集成的專業(yè)性，促進設(shè)備格式與尺寸的規(guī)范化。隨著我國編程技術(shù)的提升，目前電子市場的軟件越來越多樣化，同時其功能越來越強大，能夠更好的滿足人們的需求，并可以通過重新編程，實現(xiàn)軟件的升級，從而為用戶提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

4結(jié)語

第4篇：電子設(shè)計應(yīng)用范文

論文摘要：電子線路CAD技術(shù)在高職的電子信息工程技術(shù)專業(yè)中是非常重要的一門課程，在電子設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計中都講用到該技術(shù)。電子線路CAD技術(shù)主要是用來繪制電路圖，并在計算機上利用該繪圖軟件對電路進行排列，從而讓設(shè)計出的電路更加的美觀。本文主要是針對電子線路CAD技術(shù)在高職電子設(shè)計中的應(yīng)用進行研究。

對于高職學(xué)生而言，要學(xué)習(xí)的不僅僅是專業(yè)知識，動手能力是在學(xué)好專業(yè)知識的基礎(chǔ)上更高的一個層次，也是他們必須擁有的一種能力。在高職院校中，電子信息工程技術(shù)專業(yè)的學(xué)生經(jīng)常會遇到電子設(shè)計等問題，因此，在進行電子設(shè)計的時候需要用到的很多專業(yè)知識他們是必須掌握的。而電子線路CAD技術(shù)在電路板的制作方面的應(yīng)用就必不可少了。下面我們將對電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用進行研究與探索，說明電子線路CAD技術(shù)與電子設(shè)計的關(guān)系以及在電子設(shè)計中發(fā)揮的作用。

1、電子線路CAD技術(shù)與電子設(shè)計的關(guān)系

隨著電子技術(shù)的廣泛發(fā)展以及新型元器件和集成電路的廣泛應(yīng)用，電路在設(shè)計方面也越來越復(fù)雜與集成化，因此，對電路的要求也越來越精密。而為了達到電路在復(fù)雜與集成化方面的要求，在制作電路的時候單靠手工的操作已經(jīng)不能完成設(shè)計的目的了。所以，就產(chǎn)生了現(xiàn)在我們所用到的電子線路CAD技術(shù)。我們在電子設(shè)計過程中利用它就能達到電路所要求的精密度。

2、電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用

電子線路CAD技術(shù)是使用當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的計算機輔助繪圖和設(shè)計軟件，然后結(jié)合學(xué)過的專業(yè)知識進行設(shè)計，以加快設(shè)計進程、縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量等。電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用主要是一下幾個方面：

2.1 繪制電路圖

在進行電子設(shè)計的過程中，要實現(xiàn)電路的功能最重要的就是編程，但是只有編程并不能完善整個設(shè)計，還需要有一個完善的電路來承載這個程序，讓它實現(xiàn)它本該實現(xiàn)的功能。在電子設(shè)計中，我們一般運用的軟件是PROTEL，繪制電路原理圖的時候就會用到PROTEL的原理圖輸入功能。該繪圖軟件在電路原理圖輸入方面有著非常豐富的電子器件庫，能夠為我們電子設(shè)計的繪圖提供所需的各種電子器件。利用該軟件進行電子設(shè)計確保了電路原理圖的精密度，并且繪制過程也更為方便。比如：我們在畫好一個元器件后，覺得它應(yīng)該放在其他的位置，則只要將它拖動到我們想要放置的位置即可。

2.2 計算機仿真

電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計的應(yīng)用過程中還具備運用其仿真的功能，檢查電路的功能是否達到了我們所預(yù)期的功能，并且能夠?qū)σ恍?shù)據(jù)進行仿真，可進一步對電路進行分析。對于PROTEL軟件而言，在它的MULTISIM中有很多種仿真功能，這些仿真功能可以進行直流工作電的分析、瞬態(tài)分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析、靈敏度分析、零極點分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、最壞情況分析以及蒙特卡羅分析等。在進行仿真的時候，我們首先要進行一個功能仿真，大致了解一下該電路的功能是否達到了預(yù)期的功能，然后進行數(shù)據(jù)仿真，對該電路進行具體的分析，并改正錯誤的地方。在進行仿真過后，分析結(jié)果一般都是以數(shù)值或波形的方式顯示出來。

2.3 PCB板的設(shè)計

PCB板是PROTEL軟件將電路原理圖進行布線后的一種電路板。在進行PCB板的設(shè)計之前，首先要將電路原理圖導(dǎo)入，而導(dǎo)入的電路原理圖必須是通過仿真的，而且電路原理圖中各元器件的電器特性必須與PCB板相同元器件的電器特性相同。最后，設(shè)計者就可以利用PCB板自動布線以及手動布線的功能對其進行布線。采用該軟件對電路圖進行布線，設(shè)計者可以先采用自動布線功能對電路進行大致的布線，然后用手動布線功能對其進行美化。這樣的過程能夠讓電路的布線更加美觀。

2.4 三維視圖

在將PCB板設(shè)計好之后，在這樣的繪圖軟件上都有三維視圖的菜單，只要點擊三維視圖的菜單就可以觀看設(shè)計電路板的三維視圖。

3、讓學(xué)生更好地掌握電子線路CAD技術(shù)

如上所述，掌握了電子線路CAD技術(shù)對于學(xué)生而言，可以更好地進行電子線路方面的設(shè)計工作。但在學(xué)習(xí)這一項技術(shù)的過程中，我們往往會發(fā)現(xiàn)學(xué)生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL軟件為藍本，介紹軟件的功能、菜單等，輔以一些應(yīng)用的例子。學(xué)生學(xué)習(xí)后多呈現(xiàn)一種臨時性的記憶，即在課程中會用，考核結(jié)束后在不長的時間后就不再掌握的現(xiàn)象。

解決這一問題的方法以，通過實踐我們認為采用類似德國職業(yè)教育所推行的以行動為導(dǎo)向的項目教學(xué)法為好。其基本的思路是：

(1)先整體后具體：在學(xué)習(xí)CAD技術(shù)時，先期進行總體介紹，讓學(xué)生有全局的認識，打消畏難的情緒；而后開始進入各項目的的學(xué)習(xí)實踐。

(2)先低頻后高頻：總體而言學(xué)生進入學(xué)習(xí)后應(yīng)從簡而繁，低頻的一些電子產(chǎn)品其電路較之高頻的簡單，學(xué)習(xí)應(yīng)從其中入手。

(3)先規(guī)范后異型：突出異型電路板的設(shè)計制做，其目的是讓學(xué)生今后在實際工作中具有變通的能力，在CAD技術(shù)中也手工調(diào)整電路布局的精華所在。

(4)先單層后多層，先分立后貼片。此處不再綴言。

最后一點是，對于各個CAD制作的電路，不應(yīng)僅停留于電腦的設(shè)計，在教學(xué)的過程中應(yīng)讓學(xué)生的設(shè)計成為成品。這樣可使學(xué)習(xí)更為直觀，并更有成就感，隨之的效果是學(xué)生對學(xué)習(xí)到的技術(shù)彌久常新。當(dāng)然，這種做法也會使教學(xué)的成本大幅上揚，但從人才培養(yǎng)的角度看，這樣的投入是值得的。

4、結(jié)語

在電子設(shè)計中運用電子線路CAD技術(shù)，不僅解決了電子設(shè)計中電路原理圖繪制以及功能分析和布線方面的苦難。同時，讓學(xué)生通過在自主地進行一些電子設(shè)計，并在的過程中運用該技術(shù)，適于鍛煉他們使用電子線路CAD技術(shù)的實際能力并有助于其真正了解和掌握這一技術(shù)。

參考文獻

[1]朱潔.電子線路CAD技術(shù)在高職電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，(15):55～57.

第5篇：電子設(shè)計應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù) 電子工程系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：S611 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1EDA技術(shù)的基本特征

EDA代表了現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)最先進的發(fā)展方向，它的基本特征是：設(shè)計人員按照“自頂向下”的設(shè)計方法，對整個電子系統(tǒng)進行方案設(shè)計和功能劃分，系統(tǒng)的關(guān)鍵電路用一片或幾片專用集成電路（ASIC）實現(xiàn)，然后采用硬件描述語言（HDL）完成系統(tǒng)行為級設(shè)計，最后通過綜合器和適配器生成最終的目標(biāo)器件，這樣的設(shè)計方法被稱為高層次的電子設(shè)計方法。下面介紹與EDA基本特征有關(guān)的幾個概念。

1.1 “自頂向下”的設(shè)計方法

高層次的電子設(shè)計給我們提供了一種“自頂向下”（Top-Down）的設(shè)計方法，這種設(shè)計方法首先從系統(tǒng)設(shè)計入手，在頂真、糾錯。并用硬件描述語言對高層次的系統(tǒng)行為進行描述，在系統(tǒng)一級進行驗證。然后，用綜合優(yōu)化工具生成具體門電路的網(wǎng)表，其對應(yīng)的物理實現(xiàn)級可以是印刷電路板或?qū)Ｓ眉呻娐罚ˋSIC）軟件來完成對系統(tǒng)硬件功能的實現(xiàn)。

1.2ASIC芯片技術(shù)

隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)品的復(fù)雜度日益提高，一個電子系統(tǒng)可能由數(shù)萬個中小規(guī)模集成電路構(gòu)成，同時也帶來了體積大、功耗大、可靠性差的問題，解決這一問題的有效方法之一就是采用ASIC芯片進行設(shè)計。ASIC芯片按照設(shè)計方法的不同可以分為：全定制ASIC，可編程ASIC（也稱為可編輯邏輯器件）。

設(shè)計全定制ASIC芯片時，設(shè)計師要定義芯片上所有晶體管的幾何圖形和工藝規(guī)則，最后再將設(shè)計結(jié)果交由IC廠家掩膜制造完成。優(yōu)點是：芯片可以獲得面積利用率高、速度快、功耗低等最優(yōu)性能。缺點是：開發(fā)周期長，費用高，只適合大批量產(chǎn)品開發(fā)。

半定制ASIC芯片的版圖設(shè)計方法分為門陳列設(shè)計法和標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計法，這兩種方法都是約束性的，其主要目的就是簡單設(shè)計，以犧牲芯片性能為代價來縮短開發(fā)時間。

可編程邏輯芯片與上述掩膜ASIC的不同之處在于：設(shè)計人員完成版圖設(shè)計后，在實驗室內(nèi)就可以燒制出自己的芯片，無需IC廠家的參與，縮短了開發(fā)周期。

可編程邏輯器件自上世紀(jì)70年代以來，經(jīng)歷了PAL、GAL、CPLD、EPGA幾個發(fā)展階段，其中CPLD/EPGA屬高密度可編程邏輯器件，目前集成度已高達200萬門/片，它將掩膜ASIC集成度高的優(yōu)點和可編程邏輯器件設(shè)計生產(chǎn)方便的特點結(jié)合在一起，很適合樣品研制或小批量產(chǎn)品開發(fā)，使產(chǎn)品能盡快上市。而當(dāng)市場擴大時，它又可以很容易地轉(zhuǎn)由掩膜ASIC實現(xiàn)，因此也降低了開發(fā)風(fēng)險。

上述ASIC芯片，尤其是CPLD/EPGA器件，已成為現(xiàn)代高層次電子設(shè)計方法的實現(xiàn)載體。

1.3硬件描述語言

硬件描述語言（HDL-Hardware Description Language）是一種用于電子系統(tǒng)硬件設(shè)計的計算機語言，它用軟件編程的方式來描述電子系統(tǒng)的邏輯功能、電路結(jié)構(gòu)和連接形式，與傳統(tǒng)的門級描述方式相比，它更適合大規(guī)模電子系統(tǒng)的設(shè)計。硬件描述語言可以在3個層次上進行電路描述，其層次由高到低分為行為級、R級和門電路級。常用硬件描述語言有WDL、Verilog和VHDL語言等。

2 EDA技術(shù)的設(shè)計方法

2.1電路級設(shè)計

電路級設(shè)計工作流程如圖1所示。電子工程師接受系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)后首先確定設(shè)計方案，同時要選擇能實現(xiàn)該方案的合適元器件，然后根據(jù)所選元器件設(shè)計原理圖。接著進行一次仿真，包括數(shù)字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析和瞬態(tài)分析。系統(tǒng)在進行仿真時，必須要有元件模型庫的支持，計算機上模擬的輸入輸出波形代替了實際電路調(diào)試中的信號源和示波器。這一次仿真主要是檢驗設(shè)計方案在功能方面的正確性。仿真通過后，根據(jù)原理產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)表進行PCB板的自動布局布線。在制作PCB板之前還可以進行后分析，包括熱分析、噪音及串?dāng)_分析、電磁兼容反洗和可靠性分析等，并且可以將分析后的結(jié)果參數(shù)反饋回原理圖，進行第二次仿真，也稱為后仿真，后仿真主要是PCB板在實際工作環(huán)境中的可行性。

可見，EDA技術(shù)在電路級設(shè)計方面的應(yīng)用使電子工程師在實際的電子系統(tǒng)產(chǎn)生之前，就可以全面了解系統(tǒng)的功能特性和物理特性，從而將開發(fā)過程中出現(xiàn)的缺陷消滅在設(shè)計階段，既縮短了開發(fā)時間，也降低了開發(fā)成本。

圖1 電路級設(shè)計工作流程

2.2系統(tǒng)級設(shè)計

系統(tǒng)級設(shè)計工作流程如圖2所示。系統(tǒng)級設(shè)計是一種“概念驅(qū)動式”設(shè)計，設(shè)計人員無須通過門級原理圖描述電路，而是針對設(shè)計目標(biāo)進行功能描述。由于擺脫了電路細節(jié)的束縛，設(shè)計人員可以把精力集中于創(chuàng)造性概念構(gòu)思與方案上，一旦這些概念構(gòu)思以高層次描述的形式輸入計算機后，EDA系統(tǒng)就能以規(guī)則驅(qū)動的方式自動完成整個設(shè)計。

系統(tǒng)級設(shè)計的步驟如下：

第一步：按照“自頂向下”的設(shè)計方法進行系統(tǒng)劃分。

第二步：輸入VHDL代碼，這是系統(tǒng)級設(shè)計中最為普遍的輸入方式。此外，還可以采用圖形輸入方式(框圖、狀態(tài)圖等)這種輸入方式具有直觀、容易理解的優(yōu)點。

第三步：將以上的設(shè)計輸入編譯成標(biāo)準(zhǔn)的VHDL文件。對于大型設(shè)計，還要進行代碼級的功能仿真，主要是檢驗系統(tǒng)功能設(shè)計的正確性，因為對于大型設(shè)計，綜合適配要花費數(shù)小時，在綜合前對源代碼仿真，就可以大大減少設(shè)計重復(fù)的次數(shù)和時間一般情況下，可略去這一仿真步驟。

第四步：利用綜合器對VHDL源代碼進行綜合優(yōu)化處理，生成門級描述的網(wǎng)表，這是將高層次描述轉(zhuǎn)化為硬件電路的關(guān)鍵步驟。綜合優(yōu)化是針對ASIC芯片供應(yīng)商的某一產(chǎn)品系列進行的，需要在相應(yīng)的廠家綜合庫支持下才能完成。綜合后，可利用產(chǎn)生的網(wǎng)表文件進行適配錢的時序仿真，仿真過程不涉及具體器件的硬件特性，較為粗略。

第五步：利用適配器將綜合后的網(wǎng)表文件針對某一具體的目標(biāo)器件進行邏輯映射操作，包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優(yōu)化和布局布線。

第六步：將適配器產(chǎn)生的器件編程文件通過編程器或下載電纜載入到目標(biāo)芯片EPGA或CPLD中。如果是大批量產(chǎn)品開發(fā)，通過更換相應(yīng)的廠家綜合庫，可以很容易轉(zhuǎn)由ASIC形式實現(xiàn)。

圖2系統(tǒng)設(shè)計工作流程

2 結(jié)束語

21世紀(jì)是EDA技術(shù)的高速發(fā)展時期，EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)正朝著更高集成度、超微型化、高性能、高可靠性和低功耗的系統(tǒng)級芯片方向發(fā)展，借助于硬件描述語言的國際標(biāo)準(zhǔn)VHDL和強大的EDA工具，可減少設(shè)計風(fēng)險并縮短周期，隨著VHDL語言使用范圍的日益擴大，必將給硬件設(shè)計領(lǐng)域帶來巨大的變革。

參考文獻：

[1]譚會生，張昌凡.EDA技術(shù)及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001

[2]ALTERA公司.DATA BOOK[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998.

[3] ALTERA公司.ADHL語言[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998.

第6篇：電子設(shè)計應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】電子工程；EDA；技術(shù)

中圖分類號：C35文獻標(biāo)識碼： A

1、EDA技術(shù)的含義及應(yīng)用現(xiàn)狀

所謂EDA技術(shù)，就是電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫，在20世紀(jì)90年代初從計算機輔助設(shè)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(fā)展而來的。EDA 技術(shù)就是以計算機為工具，設(shè)計者在 E-DA 軟件平臺上，用硬件描述語言HDL完成設(shè)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(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標(biāo)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(shù)、微電子技術(shù)、電路理論、信息分析與信號處理的結(jié)晶，也是現(xiàn)代電子工程的最重要的應(yīng)用技術(shù)。

自從該技術(shù)研發(fā)至今，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)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(chǎn)、化工、醫(yī)學(xué)、生物、軍事等各個領(lǐng)域，都有EDA的應(yīng)用，這種技術(shù)的應(yīng)用不僅得到了良好的效果反饋，也為所在的領(lǐng)域的發(fā)展起到了極大的促進作用。同時，EDA在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計與制造等各方面發(fā)揮著重要的作用，因其包含的技術(shù)的先進性，致使其相關(guān)的產(chǎn)品的研發(fā)有很大的技術(shù)研究價值。在技術(shù)教學(xué)方面，現(xiàn)在幾乎所有理工科類的高校都有開設(shè)了EDA課程，成為了理工科的學(xué)生，尤其是電子類專業(yè)的學(xué)生必修的科目，也是學(xué)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(xué)生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語言編寫規(guī)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(tǒng)的設(shè)計。一般學(xué)習(xí)電路仿真工具（如multiSIM、PSPICE）和PLD開發(fā)工具（如 Altera/Xilinx 的器件結(jié)構(gòu)及開發(fā)系統(tǒng)）?？蒲蟹矫嬷饕秒娐贩抡婀ぞ撸╩ultiSIM或PSPICE）進行電路設(shè)計與仿真，可以在儀器和工具的設(shè)計階段有效的解決各種電路的假設(shè)與試驗，大大的提高了設(shè)計人員的工作效率；利用虛擬儀器進行產(chǎn)品測試，作為流水線的一個重要環(huán)節(jié)的產(chǎn)品測試，對于該技術(shù)的應(yīng)用也有著非常重要的意義；將CPLD/FPGA器件實際應(yīng)用到儀器設(shè)備中；從事PCB設(shè)計和ASIC設(shè)計等。在產(chǎn)品設(shè)計與制造方面，包括計算機仿真，產(chǎn)品開發(fā)中的EDA工具應(yīng)用、系統(tǒng)級模擬及測試環(huán)境的仿真，生產(chǎn)流水線的EDA技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品測試等各個環(huán)節(jié)可以大大的提高流水線的作業(yè)效率，節(jié)省了人工。EDA軟件經(jīng)過多年的發(fā)展，其功能也日益強大，原來功能比較單一的軟件，現(xiàn)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(shè)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(lǐng)域，隨著未來該技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用的范圍必將越來越廣泛。

2、EDA技術(shù)的特點

EDA技術(shù)之所成為今天電子信息工程中的重要技術(shù)，具有“自頂向下(Top―Down)”的設(shè)計程序，這種設(shè)計程序的最大特點就是改變了以往的軟件程序的設(shè)計思維，也就確保設(shè)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(tǒng)編程和現(xiàn)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(diào)試工作，大大的提高了工作效率和準(zhǔn)確度。這些特點也EDA技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用的重要原因。

3、電子工程設(shè)計中EDA技術(shù)的應(yīng)用

近年來，EDA技術(shù)得到了深入地發(fā)展與完善，同時EAD技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也變得更廣，如醫(yī)藥、通信、生物、化工、航空航天、電子工程、軍事等。其中電氣工程設(shè)計領(lǐng)域EDA技術(shù)的應(yīng)用尤其突出，即利用EDA技術(shù)所提供的虛擬儀器測試產(chǎn)品，把FPGA/CPLD器件應(yīng)用到ASIC/PCB設(shè)計和儀器設(shè)備設(shè)計等。基于此，下文主要就電子工程設(shè)計中EDA技術(shù)的應(yīng)用展開討論。

（1）電路設(shè)計的仿真分析

待確定了電子工程設(shè)計方案后，有必要利用結(jié)構(gòu)模擬和系統(tǒng)仿真等方法就此設(shè)計方案的科學(xué)性、合理性和可行性予以研究分析。如果利用EDA技術(shù)對電子工程設(shè)計方案予以仿真分析，則首先應(yīng)該明確此系統(tǒng)相關(guān)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，再利用數(shù)學(xué)模型就確定的傳遞函數(shù)予以仿真分析。研究證實，此系統(tǒng)仿真技術(shù)完全可應(yīng)用到非電子工程專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，同時可用來驗證相關(guān)新構(gòu)思和新理論的合理性。待完成了仿真分析后，應(yīng)該就各系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)予以模擬分析，以此判斷電路結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)的可實現(xiàn)性和設(shè)計的正確性?？傮w而言，此種量化形式的分析防范可為我國電子工程設(shè)計水平的提高提供可能。

（2）電路特性的優(yōu)化設(shè)計

眾所周知，電子產(chǎn)品元器件的容差較其他同類產(chǎn)品佳，且直接控制好元器件工作的環(huán)境溫度便可確保電路運行的穩(wěn)定性和安全性。然而，傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計方案卻難以實現(xiàn)對元器件容差、工作的環(huán)境溫度的系統(tǒng)性分析，由此便大大限制了電子工程設(shè)計方案的質(zhì)量，同時也無法確保元器件容差最佳和工作的環(huán)境溫度最優(yōu)。基于此，本文引入的EDA技術(shù)便可有效攻克此類問題，即利用EDA技術(shù)做提供的統(tǒng)計分析功能和溫度分析功能，可確保元器件容差最佳和工作的環(huán)境溫度最優(yōu)，究其原因為：統(tǒng)計分析功能和溫度分析功能可準(zhǔn)確確定元器件的最佳參數(shù)和電路結(jié)構(gòu)，同時可提高元器件自身性能與工作環(huán)境溫度間的協(xié)調(diào)性和一致性。由此可見，EDA技術(shù)可為電子工程設(shè)計方案的優(yōu)化和電子產(chǎn)品使用質(zhì)量的提高提供可能。

4、EDA常用軟件

EDA軟件發(fā)展很快，目前被我國廣泛應(yīng)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(yīng)用技術(shù)具有專門性的特點，使得其應(yīng)用范圍大大的受限，所以下面簡單介紹一下PCB設(shè)計軟件、IC 設(shè)計軟件、PLD設(shè)計工具及其它EDA軟件的常見種類。

（1） PCB設(shè)計軟件

PCB（Printed-Circuit Board）設(shè)計軟件是最早的基于 EDA 技術(shù)的軟件之一，經(jīng)過多年的發(fā)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。

（2）IC設(shè)計軟件

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

（3）PLD設(shè)計工具

PLD（Programmable Logic Device）是一種由用戶根據(jù)需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。從目前的市場應(yīng)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(shè)計方法主要借助于EDA軟件，在該技術(shù)的基礎(chǔ)上用原理圖、狀態(tài)機、布爾表達式、硬件描述語言等方法，生成相應(yīng)的目標(biāo)文件，最后用編程器或下載電纜，由目標(biāo)器件實現(xiàn)，可以根據(jù)用戶的需要設(shè)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(chǎn)廠家中比較有代表性的。

綜上所述，EDA技術(shù)的出現(xiàn)是電子設(shè)計領(lǐng)域中的一次革命，21世紀(jì)是信息技術(shù)和電子技術(shù)的時代，也是EDA技術(shù)的高速發(fā)展階段。EDA技術(shù)作為電子產(chǎn)品開發(fā)研制的動力，大大的促進了我國的電子產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展，也是未來的電子技術(shù)的發(fā)展的方向，因為實踐中我們可以看到采用EDA技術(shù)制作的電子產(chǎn)品具有容量大、實時性好、體積小、可靠性高的優(yōu)點，所以被廣大的生產(chǎn)企業(yè)廣泛的應(yīng)用。雖然我國對于這項技術(shù)的引用較晚，發(fā)展也處于起步階段，但是其在我國的發(fā)展前景是樂觀的。變現(xiàn)為電子設(shè)計工程人員掌握這一技術(shù)，不僅是提高效率的需要，更是開發(fā)高附加值電子產(chǎn)品的需要，任何的生產(chǎn)廠商搜力圖尋找一種體積更加小，性能更加好的電子技術(shù)，EDA技術(shù)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(shù)在移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)等對重量、體積及速度敏感的領(lǐng)域?qū)⒕哂兄匾膶嵱脙r值，不久的將來會應(yīng)用于我國的各項通訊技術(shù)和空間技術(shù)領(lǐng)域。并且根據(jù)最新的統(tǒng)計結(jié)果顯示，我國和印度正在成為EDA技術(shù)設(shè)計方面發(fā)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(shè)計團隊會趕上世界先進水平，將這一優(yōu)秀的電子設(shè)汁技術(shù)更好的應(yīng)用到社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，研發(fā)出更多的自主產(chǎn)品和應(yīng)用軟件，為祖國建設(shè)提供更好的技術(shù)支持。

參考文獻

第7篇：電子設(shè)計應(yīng)用范文

利用硬件描述語言VHDL，數(shù)字電路系統(tǒng)可從系統(tǒng)行為級、寄存器傳輸級和門級三個不同層次進行設(shè)計，即上層到下層（從抽象到具體）逐層描述自己的設(shè)計思想，用一系列分層次的模塊來表示極其復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)。然后，利用EDA工具，逐層進行仿真驗證，再把其中需要變?yōu)閷嶋H電路的模塊組合，經(jīng)過自動綜合工具轉(zhuǎn)換到門級電路網(wǎng)表。接著，再用專用集成電路（ASIC）或現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）自動布局布線工具，把網(wǎng)表轉(zhuǎn)換為要實現(xiàn)的具體電路布線結(jié)構(gòu)。目前，這種高層次設(shè)計的方法已被廣泛采用。據(jù)統(tǒng)計，目前在美國硅谷約有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述語言進行設(shè)計。VHDL的應(yīng)用已成為當(dāng)今以及未來EDA解決方案的核心，而且是復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的核心。

一、VHDL的特點

VHDL是一種全方位的硬件描述語言，具有極強的描述能力，能支持系統(tǒng)行為級、寄存器傳輸級和邏輯門級三個不同層次的設(shè)計，支持結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、行為三種描述形式的混合描述，覆蓋面廣，抽象能力強，因此在實際應(yīng)用中越來越廣泛。VHDL的主要特點有：

1.功能強大。與其他的硬件描述語言相比，VHDL具有更強的描述能力和語言結(jié)構(gòu)，可以用簡潔的源代碼描述復(fù)雜的邏輯控制。它具有多層次的設(shè)計描述功能，層層細化，最后直接生成電路級描述。

2.系統(tǒng)硬件描述能力強。VHDL具有豐富的數(shù)據(jù)類型，豐富的仿真語句和庫函數(shù)，在任何大系統(tǒng)的設(shè)計早期就能查驗設(shè)計系統(tǒng)功能的可行性，隨時可對設(shè)計進行仿真模擬。

3.設(shè)計與工藝無關(guān)。用VHDL進行硬件電路設(shè)計時，并不需要首先考慮選擇完成設(shè)計的器件。VHDL的硬件描述與具體的工藝和硬件結(jié)構(gòu)無關(guān)，因此VHDL設(shè)計程序的硬件實現(xiàn)目標(biāo)器件有廣闊的選擇范圍。

4.設(shè)計方法靈活，易于修改。VHDL語言標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，大多數(shù)EDA工具都支持VHDL。在硬件設(shè)計過程中，用VHDL語言編寫的源程序便于管理，VHDL易讀、結(jié)構(gòu)模塊化，方便修改、交流和保存。

5.支持廣泛，移植能力強。VHDL是一個標(biāo)準(zhǔn)語言，在電子設(shè)計領(lǐng)域，為眾多的EDA工具支持，因此移植能力好。

二、VHDL的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法

1.VHDL的基本結(jié)構(gòu)

VHDL的結(jié)構(gòu)模型包括五個部分：實體、結(jié)構(gòu)體、配置、程序包、庫。前四種可分別編譯，編譯后放入庫中，以備上層模塊調(diào)用。

（1）實體定義了器件的輸入輸出端口，設(shè)計實體是VHDL的基本單元，可以表示整個系統(tǒng)、一塊電路板、一個芯片或一個門電路。

（2）結(jié)構(gòu)體定義實體的實現(xiàn)，即描述系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和行為。

（3）配置用于從庫中選取所需單元來組成系統(tǒng)設(shè)計的不同版本，為實體選定某個特定的結(jié)構(gòu)體。

（4）程序包存放各設(shè)計模塊都能共享的數(shù)據(jù)類型、常數(shù)和子程序等。

（5）庫用來存放編譯結(jié)果，包括實體、結(jié)構(gòu)體、配置、程序包。

2.VHDL的設(shè)計方法

VHDL將層次化的設(shè)計方法引入到硬件描述中，自上向下的設(shè)計是從系統(tǒng)級開始，將整個系統(tǒng)劃分為子模塊，然后對這些子模塊再進行進一步的劃分，直到可以直接用庫中的元件來實現(xiàn)為止。在設(shè)計方法上，將傳統(tǒng)的“電路設(shè)計硬件搭試調(diào)試焊接”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮δ茉O(shè)計軟件模擬仿真下載”方式。數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計采用自頂向下的方法，最頂層電路設(shè)計是指系統(tǒng)的整體要求，最下層是指具體邏輯電路的實現(xiàn)。一般的電子系統(tǒng)設(shè)計可分為兩個階段，第一階段是系統(tǒng)的邏輯設(shè)計和仿真，得出的是門級電路的原理圖或網(wǎng)表；第二階段設(shè)計如印刷電路板的布局布線，集成電路的版圖設(shè)計等，得出的是最終的物理設(shè)計。

三、VHDL的應(yīng)用實例

筆者以Max＋plusⅡ軟件作為平臺的一個空調(diào)機控制器的設(shè)計為例，談?wù)刅HDL在數(shù)字電路設(shè)計中的具體應(yīng)用。

實現(xiàn)一個控制器，常用有限狀態(tài)機方法實現(xiàn)。傳統(tǒng)的設(shè)計方法主要包括5個過程：確定原始狀態(tài)圖，狀態(tài)簡化，狀態(tài)編碼，觸發(fā)器類型的選擇及控制邏輯方程和輸出方程的確定，畫出電路原理圖。采用這種方法設(shè)計復(fù)雜狀態(tài)機將會十分繁雜。

利用VHDL來設(shè)計有限狀態(tài)機，可以充分發(fā)揮硬件描述語言的抽象能力，進行功能描述，而具體的邏輯化簡和電路設(shè)計可由計算機自動完成，從而提高了設(shè)計的工作效率，并且條理清晰，修改起來也更方便，所以很適合復(fù)雜時序電路的設(shè)計。應(yīng)用VHDL設(shè)計狀態(tài)機的步驟如下：第一，根據(jù)系統(tǒng)要求確定狀態(tài)數(shù)量、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和各狀態(tài)輸出信號的賦值，并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；第二，按照狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫有限狀態(tài)機的VHDL程序；第三，利用EDA工具進行功能仿真驗證；第四，編程下載。

空調(diào)機控制器的設(shè)計。它的兩個輸入來自溫度傳感器，用于監(jiān)測室內(nèi)溫度。如果室內(nèi)溫度正常，則temp-high和temp-low均為‘0’；如果室內(nèi)溫度過高，則temp-high為‘1’，temp-low為‘0’；如果室內(nèi)溫度過低，則temp-high為‘0’，temp-low為‘1’。根據(jù)temp-high和temp-low的值來決定當(dāng)前的工作狀態(tài)，并給出相應(yīng)的制冷和制熱輸出信號。

按照繪制好的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫VHDL程序，編程中采用case語句來描述狀態(tài)的改變，它具有直觀、條理清晰及易于修改等特點。也可以采用不同進程來實現(xiàn)狀態(tài)的改變，所以編程方法多種。

功能仿真。利用Max＋plusⅡ軟件工具對所編程序進行編譯、仿真。當(dāng)temp-low為“1”，即溫度過低，則heat為“1”（制熱）；當(dāng)temp-high為“1”，即溫度過高，則cool為“1”（制冷）。經(jīng)綜合后的仿真分析表明，該方案是合理可行的。通過仿真后，即可編程下載。

四、使用VHDL應(yīng)注意的一些問題

由于VHDL語言是描述硬件行為的，相對其它開發(fā)軟件的高級語言而言，在編程過程中有一些特殊性，所以經(jīng)常會出現(xiàn)語法正確但無法綜合的問題。其原因多半因為編程者對硬件內(nèi)部的工作原理了解不夠，寫出的代碼硬件無法實現(xiàn)。在此總結(jié)出一些應(yīng)注意的問題：

第8篇：電子設(shè)計應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：EDA；數(shù)字電路課程設(shè)計；多功能數(shù)字鐘

1.EDA技術(shù)[1]

EDA技術(shù)即電子設(shè)計自動化技術(shù)，英文全稱Electronic Design Automation，它是以功能強大的計算機為工具，在EDA軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計文件，自動完成邏輯編譯、簡化、分割、綜合、布局布線及邏輯優(yōu)化、仿真測試的電子產(chǎn)品自動化設(shè)計過程。

利用EDA技術(shù)進行電子系統(tǒng)的設(shè)計，具有以下幾個特點：

（1）用軟件的方式設(shè)計硬件，且用軟件的方式設(shè)計的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由相關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的；

（2）設(shè)計過程可用相關(guān)軟件進行各種仿真；

（3）系統(tǒng)可現(xiàn)場編程，在線升級；

（4）整個系統(tǒng)可以集成在一個芯片上，具有體積小、功耗低及可靠性高的特點。

2.用EDA技術(shù)改進數(shù)字電路課程設(shè)計的必要性

數(shù)字電路課程設(shè)計是建立在數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)上的一門綜合實踐性課程[2]，有利于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)綜合能力和創(chuàng)新能力，對提高辦學(xué)檔次，滿足社會對高素質(zhì)人才的需求，培養(yǎng)學(xué)生對未來社會的適應(yīng)能力都是受益匪淺的。通過這一課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠熟練地利用EDA技術(shù)掌握較復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法，進一步增強學(xué)生分析問題、解決問題的能力，充分挖崛和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。

目前在數(shù)字電路實踐教學(xué)中，大部分學(xué)校仍然采用中小規(guī)模的集成電路來實現(xiàn)設(shè)計功能，當(dāng)設(shè)計的系統(tǒng)比較復(fù)雜，需要多個集成芯片和大量連線時，就增加了設(shè)計電路板的難度和故障調(diào)試難度，延長了設(shè)計周期，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；同時，常用中小規(guī)模集成芯片的大量重復(fù)使用也大大增加了設(shè)計成本；因此，在數(shù)字電路課程設(shè)計中引入EDA技術(shù)，采用當(dāng)前國際先進的設(shè)計方法和理念，改革傳統(tǒng)的課程設(shè)計方法，已經(jīng)成為一種趨勢[3]。用中小規(guī)模集成電路設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)存在以上諸多缺點，而運用EDA技術(shù)、可編程邏輯器件設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)就成為行之有效的方法。這種設(shè)計方法從系統(tǒng)總體要求出發(fā)，自上而下地將設(shè)計細化，將功能具體化、模塊化；直到最低層的模塊適合用硬件描述語言或原理圖描述為止，最后形成數(shù)字系統(tǒng)的頂層文件；再經(jīng)EDA軟件的自動處理而完成設(shè)計。

QuartusII是Altera公司的第四代EDA開發(fā)軟件，此軟件提供了一種與結(jié)構(gòu)無關(guān)的全集成化環(huán)境，將設(shè)計、綜合、布局和布線、系統(tǒng)的驗證都整合到一個無縫的環(huán)境中，使設(shè)計者能方便地對Altera公司的PLD系列產(chǎn)品進行設(shè)計輸入、快速處理和器件編程。是應(yīng)用廣泛的EDA開發(fā)軟件之一。CPLD/FPGA通稱為可編程邏輯器件，其中FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、EPLD等可編程邏輯器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。目前，QuartusII開發(fā)軟件和CPLD/FPGA器件作為EDA開發(fā)工具被越來越廣泛的應(yīng)用到大型數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中。

3. EDA技術(shù)在數(shù)字電路課程設(shè)計中的應(yīng)用

多功能數(shù)字電子鐘的設(shè)計是數(shù)字電路設(shè)計中的一個典型應(yīng)用，用中小規(guī)模集成電路實現(xiàn)時，用到的器件較多，連線比較復(fù)雜，可靠性差。下面就以基于ALTERA公司的FPGA器件CycloneII240C8芯片和QuartusII9.0EDA開發(fā)系統(tǒng)進行多功能數(shù)字鐘的設(shè)計為例來介紹數(shù)字電路系統(tǒng)的一般設(shè)計方法。運用此種方法進行課程設(shè)計時，需要先掌握QuartusII軟件開發(fā)環(huán)境的使用和硬件描述語言VHDL語言的編程，掌握相關(guān)CPLD/FPGA實驗開發(fā)系統(tǒng)的使用。

（一）數(shù)字鐘的設(shè)計要求

（1）具有時，分，秒計數(shù)顯示功能，以24小時循環(huán)計時，由6個7段共陰極數(shù)碼管顯示；

（2）能夠通過手動按鍵實現(xiàn)清零和調(diào)節(jié)小時、分鐘功能；

（3）具有整點報時功能，當(dāng)時鐘計數(shù)為59’51”、59’53”、59’55”、59’57”時，揚聲器發(fā)出頻率為1024Hz的聲音，在59’59”即到整點時，揚聲器發(fā)出最后一聲整點報時，頻率為4096Hz。

（4）用VHDL語言來完成上述電路功能的軟件設(shè)計和軟件仿真，仿真結(jié)果正確后，在實驗系統(tǒng)上進行由硬件電路的下載和調(diào)試。

（二）數(shù)字鐘的設(shè)計方案

多功能數(shù)字鐘電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，由系統(tǒng)時鐘、控制電路、秒計數(shù)器、分計數(shù)器、小時計數(shù)器、譯碼器、顯示器和揚聲器組成；控制電路負責(zé)控制計數(shù)器計時、校時和揚聲器報時，譯碼器將各計數(shù)器輸出的BCD碼計數(shù)值轉(zhuǎn)換成七段碼送到顯示器，顯示器顯示時、分、秒計時結(jié)果。

介于所使用的實驗系統(tǒng)中有現(xiàn)成的譯碼器和顯示器部分硬件電路，故只對圖1所示控制電路和時、分、秒計數(shù)器模塊進行軟件設(shè)計，由VHDL語言編寫源代碼來實現(xiàn)。

（三）數(shù)字鐘的實現(xiàn)

在設(shè)計過程中采用層次化設(shè)計方法進行設(shè)計，編寫源程序，為了簡化設(shè)計把控制計時和調(diào)時部分功能放到計數(shù)模塊中，報時部分專門用一個模塊，故將數(shù)字鐘的實現(xiàn)分成秒、分、時三個計數(shù)模塊和一個報時模塊構(gòu)成，報時模塊同時完成對報時輸入信號的分頻。

通過系統(tǒng)分析論證后，在QuartusII9.0環(huán)境下，用VHDL硬件編程語言編寫數(shù)字鐘的報時模塊、秒計數(shù)模塊、分計數(shù)模塊和時計數(shù)模塊源代碼，即分別對應(yīng)alert.vhd、second.vhd、minute.vhd、hour.vhd文本文件，對這四個模塊分別進行編譯、綜合和仿真測試無誤后，生成這四個模塊的符號圖，最后通過原理圖連接的方式把以上各模塊生成的圖形符號連在一起形成頂層的原理圖，實現(xiàn)多功能的數(shù)字鐘。下面給出通過原理圖的形式所設(shè)計的頂層原理圖如圖2所示，頂層設(shè)計文件為clock.bdf，頂層實體圖如圖3所示，當(dāng)然也可以通過元件例化語句來生成頂層實體。

（四）功能仿真與下載

以上各個模塊設(shè)計好以后，都可以利用軟件進行仿真，得到正確的功能仿真結(jié)果后，在頂層的設(shè)計中調(diào)用各功能模塊，完成頂層原理圖或?qū)嶓w的設(shè)計，最后針對頂層的實體再進行功能仿真，仿真結(jié)果如圖4所示，從仿真結(jié)果的部分截圖中可以得到該數(shù)字鐘能夠?qū)崿F(xiàn)正常計時的功能。

仿真正確后，選定好所選用的實驗系統(tǒng)的配置芯片，鎖定引腳，完成引腳配置，重新進行編譯綜合后，即可生成下載文件clock.sof，將此文件下載到選定的目標(biāo)芯片，接上器件，完成整個系統(tǒng)的設(shè)計。經(jīng)過在杭州康芯電子有限公司生產(chǎn)的GW48EDA/SOPC實驗開發(fā)系統(tǒng)下載驗證，該設(shè)計完全符合數(shù)字鐘的功能要求。

4.結(jié)束語

通過將EDA技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路課程設(shè)計提升了學(xué)生對數(shù)字電路的認識，在設(shè)計過程中可以預(yù)先進行仿真，仿真有誤可以修改設(shè)計，在這個過程中不必搭接電路，做到有錯就隨時修改，不用擔(dān)心設(shè)計實驗失敗的風(fēng)險。通過EDA技術(shù)不僅可以很好地鍛煉學(xué)生的綜合設(shè)計開發(fā)能力和動手能力，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，還可以大大節(jié)約數(shù)字電路課程設(shè)計實驗的成本，提高設(shè)計效率，培養(yǎng)了他們解決問題的綜合能力，因此，使用EDA技術(shù)必將是數(shù)字電路實踐課程改革的新動向。

參考文獻

[1] 潘松，黃繼業(yè). EDA技術(shù)實用教程.北京：科學(xué)出版社，2010.

第9篇：電子設(shè)計應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：LabVIEW程序設(shè)計；模擬電子技術(shù)；電路仿真

中圖分類號：TP391.9 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）18-4328-03

模擬電子技術(shù)實驗是電子技術(shù)的一門重要的，實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程。隨著模擬電路技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，EDA（electronic design automation）技術(shù)作為電子設(shè)計與制造中的主流技術(shù)，已成為理工科專業(yè)學(xué)生必備技能之一。EDA 軟件引入實驗教學(xué) ，可以讓學(xué)生了解新技術(shù)新方法的運用，拓展思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，如基于SPICE的各種針對模電的仿真技術(shù)，能仿真電路運行時的瞬時狀況，并能觀察各個節(jié)點的波形變化[1]。如Pspice、Protel等，有些還配有豐富的虛擬儀器和外設(shè)，能形象直觀表現(xiàn)和測量電路工作現(xiàn)Tinna，Multisim等。EDA實踐教學(xué)讓學(xué)生真正體驗工程師的產(chǎn)品設(shè)計制造流程，實現(xiàn)對學(xué)生的工程素質(zhì)培養(yǎng)。

作為一種不是專業(yè)的EDA開發(fā)軟件，美國國家儀器公司（National Instrunents Corpotion，NI）認為[2]，虛擬儀器是由計算機硬件資源、模塊化儀器硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過程通信及圖形用戶界面的軟件組成的測控系統(tǒng)，是一種計算機操縱的模塊化儀器系統(tǒng)。 過去40年的時間里，美國國家儀器公司（NI）通過虛擬儀器技術(shù)為測試測量和自動化領(lǐng)域帶來了一場革新：虛擬儀器技術(shù)把現(xiàn)成即用的商業(yè)技術(shù)與創(chuàng)新的軟、硬件平臺相集成，從而為嵌入式設(shè)計、工業(yè)控制以及測試和測量提供了一種獨特的解決方案。使用虛擬儀器技術(shù)，工程師可以利用圖形化開發(fā)軟件方便、高效的創(chuàng)建完全自定義的解決方案，以滿足靈活多變的需求趨勢。

1 虛擬儀器與LabVIEW技術(shù)

虛擬儀器就是建立在軟件架構(gòu)上的儀器系統(tǒng)，通用的計算機作為儀器的硬件平臺，利用計算機強大的運輸、儲存、調(diào)用、顯示和文件管理功能，將傳統(tǒng)儀器的功能軟件化，構(gòu)成與傳統(tǒng)儀器相似而又主要依賴計算機系統(tǒng)的特殊儀器系統(tǒng)[3]。虛擬儀器的正常工作是通過軟件系統(tǒng)完成的，軟件系統(tǒng)既要負責(zé)硬件的正常控制，也要對數(shù)據(jù)進行分析和處理，其主要分為操作系統(tǒng)，儀器系統(tǒng)和處理應(yīng)用軟件。操作系統(tǒng)一般就是PC機自身的操作系統(tǒng)。由于其結(jié)合了傳統(tǒng)的PC架構(gòu)，虛擬儀器因此具有很高的可靠性和可維護性。用戶可以根據(jù)自身需求來對儀器的外觀和功能進行深度開發(fā)，而且由于計算機性能的強大，虛擬儀器具有測量精度高，系統(tǒng)搭建方便，數(shù)據(jù)采集處理能力強等一系列特點。

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench，實驗室虛擬儀器工程平臺）是由NI（美國國家儀器）開發(fā)的圖形化程序編譯平臺[4]。和傳統(tǒng)編程語言不同的是，圖形化編程語言的程序流程采用了"數(shù)據(jù)流"的概念，其優(yōu)勢是設(shè)計者在完成系統(tǒng)組件的搭建的同時，就完成了軟件的編寫。LabVIEW創(chuàng)新性的引入了虛擬儀器的概念，用戶可以通過友好的人機交互界面直接控制儀器。LabVIEW提供了大量的庫函數(shù)，包括：信號截取、信號分析、機器視覺、數(shù)值運算、邏輯運算、聲音震動分析、數(shù)據(jù)存儲等。由于LabVIEW具有特殊的圖形程序，簡單易懂的開發(fā)接口，豐富的通信接口支持，大大縮短了開發(fā)原型的速度，也提高了軟件的可維護性，因此逐漸受到系統(tǒng)開發(fā)及研究人員的喜愛。目前廣泛的被應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。

2 模擬電子電路運用LabVIEW設(shè)計的原理和方法

虛擬儀器（VI）即LABVIEW應(yīng)用程序，它是使用LabVIEW開發(fā)平臺編制的程序，簡稱為VI。VI包括三個部分：程序前面板、框圖程序和圖標(biāo)/連接器[5]。

程序前面板用于設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量，用于模擬真實儀表的前面板。在程序前面板上，輸入量被稱為控制（Controls），輸出量被稱為顯示（Indicators）?？刂坪惋@示是以各種圖標(biāo)形式出現(xiàn)在前面板上，如旋鈕、開關(guān)、按鈕、圖表、圖形等，這使這得前面板直觀易懂。下面是一個溫度計程序（Thermometer VI）的前面板。

每一個程序前面板都對應(yīng)著一段框圖程序?？驁D程序用LabVIEW圖形編程語言編寫，可以把它理解成傳統(tǒng)程序的源代碼。框圖程序由端口、節(jié)點、圖框和連線構(gòu)成。其中端口被用來同程序前面板的控制和顯示傳遞數(shù)據(jù)，節(jié)點被用來實現(xiàn)函數(shù)和功能調(diào)用，圖框被用來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序控制命令，而連線代表程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)流，定義了框圖內(nèi)的數(shù)據(jù)流動方向。上述溫度計程序（Thermometer VI）的框圖程序如下：

圖標(biāo)/連接器是子VI被其它VI調(diào)用的接口。圖標(biāo)是子VI在其他程序框圖中被調(diào)用的節(jié)點表現(xiàn)形式；而連接器則表示節(jié)點數(shù)據(jù)的輸入/輸出口，就象函數(shù)的參數(shù)。用戶必須指定連接器端口與前面板的控制和顯示一一對應(yīng)。LabVIEW具有多個圖形化的操作模板，用于創(chuàng)建和運行程序。這些操作模板可以隨意在屏幕上移動，并可以放置在屏幕的任意位置。操縱模板共有三類，為工具（Tools）模板、控制（Controls）模板和功能（Functions）模板。比如模擬電子電路中常用的信號處理子模板：包括信號發(fā)生、時域及頻域分析功能模塊

LabVIEW的強大功能歸因于它的層次化結(jié)構(gòu)，用戶可以把創(chuàng)建的VI程序當(dāng)作子程序調(diào)用，以創(chuàng)建更復(fù)雜的程序，而這種調(diào)用的層次是沒有限制的。與一般的EDA軟件設(shè)計編程仿真下載的過程不同，模擬電子電路系統(tǒng)仿真功能直接由軟件即可實現(xiàn)。硬件設(shè)計可通過LabVIEW相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集卡或GPIB、PXI、VXI等各種總線系統(tǒng)與外部硬件電路連接實現(xiàn)。

3 在模擬電子電路中的應(yīng)用實例

基于LabVIEW上述特點，結(jié)合教學(xué)和科研需要，我們選擇LabVIEW作為開發(fā)平臺，采用北京中科泛華測控技術(shù)有限公司開發(fā)的采集器，我們構(gòu)建了實驗室虛擬儀器系統(tǒng)。

一個多功能信號發(fā)生器設(shè)計是模擬電子技術(shù)實驗中一個非常重要的綜合實驗， 在傳統(tǒng)的實驗中，采用元器件，面包板進行設(shè)計，同時用示波器測量激勵信號和響應(yīng)信號的頻率、幅值，再實現(xiàn)其他參數(shù)時需要額外增加元件，造成電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于波形輸出為模擬信號，輸出不精確，會有過沖，雜散等一系列問題。LabVIEW的強大功能使得其成為虛擬儀器設(shè)計的最佳選擇在LabVIEW的控制模板中加入相關(guān)的按鍵和開關(guān)，由于控制模板的自由度很高，所以選擇同時放置3個顯示器，這樣可以同屏顯示3種不同波形，較容易比對。此外，加入頻率選擇控件，幅值選擇控件，以及開關(guān)等必要按鍵。頻率選擇控件簡化為數(shù)值輸入控件，這樣可以直接輸入需要的幅值和頻率等信息，將鼠標(biāo)移至旋鈕單擊右鍵選擇屬性選項，在隨后彈出的對話框中的外觀選項的標(biāo)簽中將這些旋鈕分別命名。此外，在前面板加入了數(shù)字濾波器的相關(guān)控件，這樣就可以將多功能信號發(fā)生器和數(shù)字濾波器結(jié)合起來，通過在虛擬面板上的操作，既可以輸出需要的信號波形，又可分析數(shù)字濾波器在時域上的功能。

程序部分的設(shè)計是整個設(shè)計的核心，其中，每個程序框可以認為是傳統(tǒng)編程語言中的源代碼，而所有的程序框就是VI源程序的最重要的組成部分，除此之外，節(jié)點，端子，連線構(gòu)成了程序框之間的聯(lián)系。其中，用節(jié)點實現(xiàn)了對函數(shù)的功能調(diào)用；用端子用于傳輸前面板和后臺之間的數(shù)據(jù)。連線的作用是順序執(zhí)行程序的數(shù)據(jù)流并且指明數(shù)據(jù)流動方向。

程序調(diào)試成功之后的運行結(jié)果如圖5所示，如圖，前面板上顯示，程序輸出了一個頻率為1Hz，采樣頻率為100Hz，不使用濾波器的信號波形，從時域波形上看，信號質(zhì)量很好。

4 結(jié)束語

本文主要分析了基于LabVIEW的模擬電子電路設(shè)計與仿真，通過以上的敘述，可以看出虛擬儀器利用個人計算機強大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，完成對儀器的控制，數(shù)據(jù)分析與顯示，代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，改變傳統(tǒng)儀器的使用方式，提高儀器的功能和使用效率，使用戶可以根據(jù)自己的需要定義儀器的功能，為模擬電子電路設(shè)計和仿真提供了另一個高效易用的軟件平臺。

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