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透析电子工程设计的EDA技能

1EDA技术的基本概念EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)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C

  1 EDA技能的基本概念

  EDA是电子规划主动化(Electronic Design Automation)的缩写,是从CAD(核算机辅佐规划)、CAM(核算机辅佐制造)、CAT(核算机辅佐测验)和CAE(核算机辅佐工程)的概念开展而来的。EDA技能是以核算机为东西,集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、核算数学、优化理论等多学科最新理论于一体,是核算机信息技能、微电子技能、电路理论、信息剖析与信号处理的结晶。

  2 EDA技能的开展进程

  EDA技能的开展进程反映了近代电子产品规划技能的一段历史进程,大致分为3个时期。

  1)初级阶段:前期阶段即足CAD(Computer Assist Design)阶段,大致在20世纪70年代,其时中小规划集成电路现已呈现,传统的手艺制图规划印刷电路板和集成电路的办法功率低、花费大、制造周期长。人们开端凭借于核算机完结印制电路板-PCB规划,将产品规划进程中高重复性的冗杂劳作如布图布线工效果二维平面图形修正与剖析的CAD东西代替,首要功用是交互图形修正。规划规矩查看,处理晶体管级地图规划、PCB布局布线、门级电路模仿和测验。

  2)开展阶段:20世纪80年代是EDA技能的开展和完善阶段,即进入到CAE(Computer Assist Engineering Design)阶段。因为集成电路规划的逐渐扩大和电子体系的日趋杂乱,人们进涉开发规划软件,将各个CAD东西集成为体系,然后加强了电路功用规划和结构规划,该时期的EDA技能现已延伸到半导体芯片的规划,生产出可编程半导体芯片。

  3)老练阶段:20世纪90年代今后微电子技能日新月异,一个芯片上能够集成几百万、几千万甚至上亿个晶体管,这给EDA技能提出了更高的要求,也促进了EDA技能的大开展。各公司相继开发出了大规划的EDA软件体系,这时呈现了以高档言语描绘、体系级仿真和概括技能为特征的EDA技能。

  3 EDA技能的特色

  EDA技能代表了当今电子规划技能的最新开展方向,它的基本特征是选用高档言语描绘,即硬件描绘言语HDL(HardWare Description Language),便是能够描绘硬件电路的功用。信号衔接联系及守时联系的言语。它比电原理图更有效地表明硬件电路的特性,一起具有体系仿真和概括才能。详细概括为以下几点:

  1)现代化EDA技能大多选用“自顶向下(Top_Down)”的规划程序,然后确保规划方案全体的合理和优化,防止“自底向上(Bottom-up)”规划进程使局部优化,全体结构较差的缺点。

  2)HDL给规划带来许多长处:①言语揭露可利用;②言语描绘规模广大;③使规划与工艺无关;④能够体系编程和现场编程,使规划便于沟通、保存、修正和重复运用,能够完结在线晋级。

  3)主动化程度高,规划进程中随时能够进行各级的仿真、纠错和调试,使规划者能前期发现结构规划上的过错,防止规划作业的糟蹋,一起规划人员能够抛开一些详细细节问题。然后把首要精力会集在体系的开发上,确保规划的高功率、低成本,且产品开发周期短、循环快。

  4)能够并行操作,现代EDA技能建立了并行工程框架结构的作业环境。然后确保和支撑多人一起并行地进行电子体系的规划和开发。

  4 EDA技能的效果

  EDA技能在电子工程规划中发挥着不行代替的效果,首要表现在以下几个方面:

  4.1 验证电路规划方案的正确性

  规划方案确认之后,首要选用体系仿真或结构模仿的办法验证规划方案的可行性,这只需确认体系各个环节的传递函数(数学模型)便可完结。这种体系仿真技能可推行使用于非电专业的体系规划,或某种新理论、新构思的规划方案。仿真之后对构成体系的各电路结构进行模仿剖析,以判别电路结构规划的正确性及性能指标的可完结性。这种量化剖析办法关于进步工程规划水平缓产品质量,具有重要的指导意义。

  4.2 电路特性的优化规划

  元器件的容差和作业环境温度将对电路的安稳性产生影响。传统的规划办法很难对这种影响进行全面的剖析。也就很难完结全体的优化规划。EDA技能中的温度剖析和统计剖析功用能够剖析各种温度条件下的电路特性,便于确认最佳元件参数、最佳电路结构以及恰当的体系安稳裕度,真实做到优化规划。

  4.3 完结电路特性的模仿测验

  电子电路规划进程,许多的作业是数据测验和特性剖析。可是受测验手法和仪器精度所限。测验问题许多。选用EDA技能后,能够方便地完结全功用测验。

  5 EDA技能的软件

  现在EDA技能的软件许多,如EWB、PROTELL等。

  1)EWB(Electronics Workbench)软件。EWB是根据PC渠道的电子规划软件,由加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司研制开发,该软件具有以下特色:

  ①集成化东西:一体化规划环境可将原理图修正、SPICE仿真和波形剖析、仿真电路的在线修正、选用虚拟仪器、凭借14种剖析东西输出成果等操作在一个集成体系中完结。

  ②仿真器:交互式32位SPICE强化支撑天然方法的模仿、数字和数/模混合元件。主动刺进信号转化界面,支撑多级层次化元件的嵌套,对电路的巨细和杂乱没有约束。只要供给原理图网络表和输入信号,翻开仿真开关就会在必定的时间内将仿真成果输出。

  ③原理图输入:鼠标点击—拖动界面,点—点主动连线。分层的作业环境,手艺调整元器件时主动重排线路,主动分配元器件的参阅编号,对元器件尺度巨细没有约束。

  ④剖析:虚拟测验设备能供给方便、简略的剖析。首要包含直流作业点、瞬态,沟通频率扫描、付立叶、噪声、失真度、参数扫描、零极点、传递函数、直流灵敏度、最差状况、蒙特卡洛法等14种分折东西,能够在线显现图形并具有很大的灵活性。

  ⑤规划文件夹:一起贮存一切的规划电路信息,包含电路结构、SHCE参数、一切运用模型的设置和复制。悉数存放在—个规划文件中,便于规划数据同享以及丢掉或损坏的数据康复。

  ⑥接口:规范的SPICE网表,既能够输入其他CAD生成的SHCE网络衔接表并行成原理图供EWB运用。也能够将原理图输出到其他PCS东西中直接制造线路板。

  2)PROTEL软件。广泛使用的Protel99首要分为两大部分:用于电路原理图的规划原理图规划体系(Advanced Schematic)和用于印刷电路板规划的印刷电路板规划体系(Advanced PCB)。

  6 EDA技能的开展趋势

  高层次规划技能是近几年来国际上在EDA技能范畴研讨、开发、使用的抢手课题,而且开展十分敏捷,成效反常明显。这一范畴首要包含功用强大的硬件描绘言语、高层次概括技能、高层次模仿技能以及测验规划的概括技能等。信任跟着科学技能水平的不断进步,作为EDA开展方向的高层次主动化规划技能必将获得更光辉的成果。

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