探究電子電路仿真技術(shù)在電路設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中的作用

俞亞堃，李 娜，何小明

（廣州工商學(xué)院電子系，佛山 528138）

電路仿真技術(shù)，通常是指利用計(jì)算機(jī)平臺(tái)及專(zhuān)用的軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品進(jìn)行模擬測(cè)試的一門(mén)技術(shù)。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，該技術(shù)來(lái)越接近實(shí)際測(cè)試的效果，涌現(xiàn)出了許多優(yōu)秀的仿真軟件，被廣泛用于電子電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中。如用于大規(guī)模系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流軟件有Quartus Ⅱ、Cadence、Matlab、Proteus、Multisim等，都具有強(qiáng)大的仿真功能。

1 仿真技術(shù)促進(jìn)集成電路的發(fā)展

集成電路設(shè)計(jì)取得的重大的成就，離不開(kāi)電子電路仿真技術(shù)的應(yīng)用。隨著電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代，集成電路技術(shù)也在不斷推陳出新，集成度也越來(lái)越高，對(duì)仿真技術(shù)也提出了更高的要求?；诖?，現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員逐漸更新了電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)思想，在設(shè)計(jì)過(guò)程中逐漸采用芯片級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，即系統(tǒng)集成在芯片上。這樣的設(shè)計(jì)理念，有效地提升了電子產(chǎn)品的功能，也大大減小了電子產(chǎn)品的體積。仿真技術(shù)能很好的驗(yàn)證設(shè)計(jì)中芯片的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并根據(jù)情況進(jìn)行改進(jìn)，提高了集成電路設(shè)計(jì)的可靠性，促進(jìn)電子集成電路的研發(fā)。比如專(zhuān)用集成電路的設(shè)計(jì)中的Quartus Ⅱ和Cadence等軟件平臺(tái)，能在大規(guī)模系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中每一個(gè)層次不斷地進(jìn)行仿真，使設(shè)計(jì)的可靠性大大提高。

2 優(yōu)化電路設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)方案是電子產(chǎn)品的生產(chǎn)基礎(chǔ)，對(duì)電子產(chǎn)品的質(zhì)量、性能等有著決定性作用。良好的設(shè)計(jì)方案除了考慮電子產(chǎn)品性能外。還需要考慮溫度變化對(duì)電子元件的影響，電路的功能會(huì)因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生變化，進(jìn)而影響到電子產(chǎn)品的性能。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)根據(jù)仿真技術(shù)，分析出電路在不同溫度下的不同特征，進(jìn)而在電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)降低溫度對(duì)電路功能的影響，達(dá)到提高電子產(chǎn)品使用性能的目的。研究設(shè)計(jì)通過(guò)分析數(shù)據(jù)，進(jìn)行方案的優(yōu)化，選擇最優(yōu)方案，優(yōu)化結(jié)果。在模電、數(shù)電的復(fù)雜電路虛擬仿真方面，Multisim軟件就是很好的例證。

3 有效驗(yàn)證電路功能

當(dāng)研究人員完成電路設(shè)計(jì)方案之后，需要驗(yàn)證其可行性。驗(yàn)證其是否符合技術(shù)要求，在一定程度上也是在避免浪費(fèi)科研人員的精力。傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)有很多的弊端，實(shí)際測(cè)試必須在樣機(jī)試制出來(lái)之后才能進(jìn)行，而且需要許多一般單位都不具備的昂貴的測(cè)試設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室。在測(cè)試當(dāng)中如果出現(xiàn)問(wèn)題，往往就要推翻原來(lái)的設(shè)計(jì)重新試制樣機(jī)，浪費(fèi)了大量的時(shí)間和人力物力，降低了工作效率。電子電路仿真技術(shù)的應(yīng)用提高了電路功能驗(yàn)證的效率，可以對(duì)電子產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上就進(jìn)行有效的檢驗(yàn)，并且這樣的檢驗(yàn)方式有效的提高了驗(yàn)證效率和質(zhì)量，降低在驗(yàn)證階段中的誤差。由于仿真技術(shù)在設(shè)計(jì)過(guò)程都在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，不需試制出樣機(jī)就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，便于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行及時(shí)改正和重新設(shè)計(jì)，大大降低了后期的工作任務(wù)量，提高了電子產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了研發(fā)效率。Proteus作為一款集成電路仿真、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)仿真于一體軟件可以進(jìn)行高級(jí)語(yǔ)言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試。

4 為電子產(chǎn)品研發(fā)提供新方向

為人們提供更好的服務(wù)是電子產(chǎn)品不斷研究更新?lián)Q代的最終目標(biāo)，因此應(yīng)用效果是電子產(chǎn)品重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。傳統(tǒng)的電路研發(fā)中，不僅研發(fā)過(guò)程復(fù)雜、漫長(zhǎng)，而且開(kāi)發(fā)的技術(shù)也相對(duì)復(fù)雜。為了達(dá)到使用的效果，還需要根據(jù)實(shí)際的情況不斷的進(jìn)行調(diào)整。所以在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品研發(fā)中，研發(fā)周期和調(diào)試周期這兩個(gè)方面是需要考慮的問(wèn)題，做好這兩項(xiàng)工作，才能夠保證研發(fā)出合格的電子產(chǎn)品。電子電路仿真技術(shù)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)的研發(fā)技術(shù)的限制，使電子產(chǎn)品的調(diào)整上有了巨大的進(jìn)步，其在仿真效果能滿(mǎn)足實(shí)際工程的需要，提高了調(diào)試的工作效率和質(zhì)量，為電子產(chǎn)品提供了新的研究和開(kāi)發(fā)方向。

5 發(fā)展趨勢(shì)

電子電路仿真技術(shù)在不斷的更新升級(jí)，這為電子應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供了良好的契機(jī)，有助于提供其開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和水平。在硬件和數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用電子電路仿真技術(shù)，使電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)逐漸趨于合理完善。其應(yīng)用改變了電子產(chǎn)品的研發(fā)效率，指明了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，有效提高了發(fā)展水平，促進(jìn)我國(guó)電子行業(yè)的健康發(fā)展。

6 結(jié)束語(yǔ)

在不斷的實(shí)踐中證明，電子電路仿真技術(shù)在電子應(yīng)用中有重要的作用，通過(guò)科學(xué)的應(yīng)用，對(duì)其不斷的升級(jí)，能夠有效的提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量，提高電子應(yīng)用開(kāi)發(fā)的效率，為人們的生活提供更好的服務(wù)。在這樣的前提下，科研人員應(yīng)該積極探究技術(shù)革新，使電子應(yīng)用開(kāi)發(fā)邁向新的臺(tái)階。