電子工程設(shè)計中EDA技術(shù)的研究

摘?要：文章主要對EDA技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展、基本特點、軟件及其在電子工程設(shè)計中的應(yīng)用展開了探討。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù);電子工程設(shè)計;應(yīng)用

一、 EDA技術(shù)的特點和技術(shù)軟件

（一）基本特點

EDA技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的最主要區(qū)別就是設(shè)計流程，傳統(tǒng)設(shè)計是“自下而上”，而EDA技術(shù)則是“自上而下”。傳統(tǒng)的設(shè)計方法要先確定集成電路芯片的基本特點，隨后對各個模塊進行具體設(shè)計，最終集合到一起完成系統(tǒng)設(shè)計。這種方式的效率很低，需要大量的器件，非常容易在設(shè)計中出現(xiàn)故障，進而損耗大量的元器件。應(yīng)用EDA技術(shù)以后，在設(shè)計初期并可以對各個部分進行細(xì)致規(guī)劃，在劃分方框圖時進行糾錯和仿真，并進行綜合優(yōu)化。利用EDA技術(shù)能夠幫助用戶對任意硬件進行功能描述，減低失誤率、提升工作效率。

（二）技術(shù)軟件

EDA技術(shù)軟件主要包括兩種：EWB軟件，在PC基礎(chǔ)上集合了集成工具、原理圖輸入工具、設(shè)計文件夾、仿真器等多項功能的設(shè)計軟件;PROTEL軟件，該軟件應(yīng)用較為廣泛，主要包括印刷電路板和電路原理圖兩部分設(shè)計系統(tǒng)，近年來主要被應(yīng)用于設(shè)計高層次的電子工程，發(fā)展較為迅速。

二、 電子工程設(shè)計中EDA技術(shù)的實際應(yīng)用

（一）仿真電路設(shè)計

通常情況下，電子工程有了確定的設(shè)計方案以后，需要對該方案進行科學(xué)性和可行性驗證，這就需要進行系統(tǒng)仿真模擬。EDA技術(shù)能夠提供仿真模擬，確定設(shè)計系統(tǒng)的具體關(guān)節(jié)函數(shù)，并借助相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進行測試。經(jīng)實際經(jīng)驗證明，利用EDA仿真技術(shù)不僅可以應(yīng)用到電子工程設(shè)計的驗證中，還能對新思路的設(shè)計方案進行合理性推測。仿真測試結(jié)束后，相關(guān)的電路結(jié)構(gòu)便可以進一步進行結(jié)構(gòu)嚴(yán)整，確定其設(shè)計是否正確。EDA技術(shù)這種有效的糾錯功能幫助我國的電子工程事業(yè)實現(xiàn)了穩(wěn)步發(fā)展。

EDA技術(shù)中最具有代表性的就是CPLD/FPGA設(shè)計仿真，下面筆者以應(yīng)用該仿真設(shè)計技術(shù)的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)為例對其進行簡要介紹。系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)是設(shè)計一個A/D轉(zhuǎn)換器取代微控制器，進而完成數(shù)據(jù)控制采集。該系統(tǒng)的構(gòu)成部分包括鍵盤、七段顯示器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及CPLD/FPGA芯片，將這幾個部分進行組合后，通過VHDL硬件語言完成程序設(shè)計仿真模擬，確定程序正確后，將程序轉(zhuǎn)移到芯片中，便可以完成設(shè)計目標(biāo)。該系統(tǒng)通常應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)或是科學(xué)實驗中，能夠?qū)Ω鞣N類型的物理量進行實時數(shù)據(jù)采集和測試并進行有效反饋，例如：溫度、電壓、電流等，在軍事、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中也有所應(yīng)用。該系統(tǒng)基于EDA技術(shù)進行CPLDFPGA仿真模擬，在實際應(yīng)用中具備更靈活、更簡潔的特點。

（二）優(yōu)化電路性能設(shè)計

對于電子產(chǎn)品來說，容差的性質(zhì)和工作溫度是影響電路安全運行的重要因素。在進行傳統(tǒng)電子工程設(shè)計過程中，往往很難對這兩個因素進行細(xì)致全面的分析，也就是說設(shè)計方案并不能更為理想，進而器件自身的溫度和容差也無法保證最佳。將EDA技術(shù)應(yīng)用到電子工程設(shè)計中以后，由于該技術(shù)能夠提供溫度分析以及統(tǒng)計分析功能，進而元器件的最佳參數(shù)、最佳溫度、最佳結(jié)構(gòu)都能利用該技術(shù)予以確定，工程設(shè)計方案也能得到有效優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量也能夠得以提升，進而相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟效益也能得到提升。

（三）有效性分析

EDA技術(shù)在電子工程設(shè)計中應(yīng)用還能對電路進行有效性分析，這也是非常重要的一點。無論是設(shè)計何種工程系統(tǒng)，都需要對其進行數(shù)據(jù)測試和特性分析，但是在實際設(shè)計期間，考慮到硬件以及現(xiàn)有技術(shù)的約束，設(shè)計方案往往具備一定的局限性，不僅結(jié)果會出現(xiàn)問題，電路測試本身也不夠精確，可想而知，產(chǎn)品的后續(xù)工作很難實現(xiàn)高質(zhì)量服務(wù)。利用EDA技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)更為精確、功能更全、精度更高的測試，按照更好的順序完成設(shè)計工作，避免出現(xiàn)局部性差異，設(shè)計方案的整體性和合理性能夠得到有效提升。

三、 電子工程設(shè)計中應(yīng)用EDA技術(shù)的注意事項

在實際工作中，利用EDA技術(shù)進行電子工程設(shè)計需要對以下內(nèi)容加以關(guān)注：第一，設(shè)計電子電路的過程中，考慮到延時時間的不確定性，有些贅余的自動編譯電路，設(shè)計反向器的個數(shù)要盡量保證為奇數(shù)，彼此間進行串聯(lián);第二，輸入引腳不能令其懸空，一定要保證接地，驅(qū)動期間要保證信號有源;第三，各個電源要保證接地，若是需要，對于連接部分要進行解耦和濾波處理;第四，設(shè)計期間，引腳和邏輯單元要將多余部分留出，若是以后還需要進行擴展或修改，可以繼續(xù)進行;第五，各個器件在使用過程中要適當(dāng)進行冷卻處理，避免由于工作時間過長或是器件本身原因?qū)е逻^熱損壞。

四、 結(jié)語

EDA技術(shù)作為電子技術(shù)中最具有代表性的技術(shù)之一，在信息時代實現(xiàn)了飛速發(fā)展，能夠為電子工程設(shè)計提供更為有效的幫助。近年來，相關(guān)的專家學(xué)者對EDA技術(shù)進行了高層次的研究，其綜合技術(shù)水平得到了有效提升，我國的電子工程設(shè)計效率、產(chǎn)品附加值得以提升，為該行業(yè)的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

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作者簡介：孟慶強，男，河北保定人，研究方向：電子工程。