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電子設(shè)計自動化技術(shù)及應(yīng)用
電子設(shè)計自動化技術(shù)是將計算機技術(shù)應(yīng)用于電子設(shè)計過程的一門新技術(shù)，為電子系統(tǒng)的設(shè)計帶來了革命性的變化。下面是小編整理的電子設(shè)計自動化技術(shù)及應(yīng)用，歡迎大家參考!
一、電子設(shè)計自動化技術(shù)的概況
現(xiàn)代電子產(chǎn)品多體現(xiàn)開發(fā)周期短、更新?lián)Q代快、功能多重、能耗偏低等特點，產(chǎn)品體積日趨小巧，相比較傳統(tǒng)電子產(chǎn)品，其廣泛運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，電子設(shè)計自動化程度提升，產(chǎn)品的競爭力迅速提高，能夠更有效運用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，以適應(yīng)時代發(fā)展變化。而這歸因于電子設(shè)計自動化技術(shù)，集合眾多學(xué)科的最新研究成果發(fā)展而來的一門新科學(xué)領(lǐng)域技術(shù)。
電子設(shè)計自動化技術(shù)內(nèi)容主要為大規(guī)模可編程邏輯器件(簡稱PLD)、硬件描述語言(簡稱VHDL)、軟件開發(fā)工具(主要為MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series)和實驗開發(fā)系統(tǒng)四個方面。大規(guī)模可編程邏輯器件是EDA技術(shù)的設(shè)計載體物質(zhì)，幫助用戶利用編程實現(xiàn)邏輯功能;硬件描述語言是電子系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)功能的表達手段;軟件開發(fā)工具則是系統(tǒng)化、自動化的設(shè)計工具，幫助EDA技術(shù)設(shè)計電子系統(tǒng);實驗開發(fā)系統(tǒng)則是有助于電子系統(tǒng)設(shè)計的系列下載工具和硬件驗證工具。
電子設(shè)計自動化技術(shù)的發(fā)展也并非一日而成，由一學(xué)科而誕生，其發(fā)展經(jīng)歷三個階段：計算機輔助技術(shù)(簡稱CAD)，計算機輔助工程設(shè)計(簡稱CAE)和電子設(shè)計自動化(簡稱EDA)。
(一)CAD階段(20世紀70年代)
早期電子系統(tǒng)硬件設(shè)計經(jīng)由分立元件向集成電路模式發(fā)展，硬件設(shè)計隨之進入早期發(fā)展階段。硬件設(shè)計主要采用集成電路，并將其焊接在電路板上，做成早期的電子系統(tǒng)，而對系統(tǒng)的調(diào)整試驗則是在PCB上進行。制作過程的復(fù)雜性要求，傳統(tǒng)的利用手工圖紙方式無法實現(xiàn)，因此過程高度復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計工作由CAD工具，利二維圖形編輯和分析完成。在20世紀70年代EDA技術(shù)發(fā)展階段，電路板畫圖工具受到計算機工作平臺的約束，其設(shè)計的性能較差，工作時間受制約有限。
(二)CAE階段(20世紀80年代)
20世紀80年代推出了新的EDA工具，伴隨著計算機和集成電路的推廣發(fā)展而來的計算機輔助工程設(shè)計階段到來――CAE階段。其推出的EDA工具主要核心為邏輯形式模擬、計劃性分析、模擬故障分析和自動布局布線，解決之前無法完成的對工具功能檢測的重點問題。設(shè)計師在產(chǎn)品制造之前可以提前知曉產(chǎn)品的功能，利用計算機生成有關(guān)產(chǎn)品制造的文件，幫助在設(shè)計古城有效對產(chǎn)品性能進行早期分析檢測。
EDA工具核心之一――自動布局功能與早期階段產(chǎn)品設(shè)計工具解決人工重復(fù)繪圖的缺陷相比較，80年代的CAE工具可以保證設(shè)計和制造出最優(yōu)的電子產(chǎn)品，該工具不僅可以為產(chǎn)品開發(fā)提供便利，也能幫助設(shè)計人員提供最佳腦力創(chuàng)作。然而，電子系統(tǒng)復(fù)雜多樣化，EDA工具無法全面滿足設(shè)計要求，無法對產(chǎn)品設(shè)計元件進行優(yōu)化處理。
(三)EDA階段(20世紀90年代)
這一階段EDA技術(shù)向電子產(chǎn)品自動化設(shè)計方向大幅度進步，歸功于微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展――芯片集成于工作效率的技術(shù)創(chuàng)新。集成電路高速率設(shè)計和電子系統(tǒng)的高水平發(fā)展趨勢，極大促進了電子設(shè)計自動化技術(shù)取得進步發(fā)展。EDA工具實現(xiàn)設(shè)計、測試、生成文件等系統(tǒng)化的電子系統(tǒng)設(shè)計自動化，其不僅僅具備系統(tǒng)設(shè)計能力，并且包含各個工藝標準元件庫，實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計能力獨立化，幫助設(shè)計工程師熟練設(shè)計電子系統(tǒng)[1]。
二、EDA技術(shù)應(yīng)用藍圖
EDA技術(shù)應(yīng)用前景廣泛，可應(yīng)用于高校實驗教學(xué)活動、產(chǎn)品開發(fā)和科研、電器設(shè)備的更新?lián)Q代與改造。隨著軟件開發(fā)功能的完善，電子系統(tǒng)可以集成在一個芯片上，產(chǎn)品設(shè)計硬件則可以利用軟件方式完成，全面實現(xiàn)系統(tǒng)的編程和升級活動，因此，在科研活動和產(chǎn)品的開發(fā)過程中，EDA技術(shù)可被廣泛運用。
各高校電子類專業(yè)較為火熱的教學(xué)活動以及研究課題，都較多借用EDA技術(shù)設(shè)計各種復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，完成系統(tǒng)的開發(fā)與實驗，同時也可以便捷地應(yīng)用該技術(shù)進行硬件驗證，簡化數(shù)字電子設(shè)計實驗的流程，而不同的學(xué)生可以根據(jù)自身的設(shè)計完成各項實驗活動，便于高校教學(xué)活動的進行，也有利于提高學(xué)生的自我創(chuàng)造能力。這種技術(shù)大大簡化了高校實驗教學(xué)成本，因而也被推廣應(yīng)用。
采用EDA技術(shù)可以對機電設(shè)備中的電器控制系統(tǒng)進行重新設(shè)計或改造，設(shè)計時間較短，成本較低，同時可以提高機電設(shè)備的性能，增加產(chǎn)品的技術(shù)含量。電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速率愈來愈快，為滿足市場消費需求，不一定要求所有的工程師創(chuàng)造出新的產(chǎn)品設(shè)計，在傳統(tǒng)機電設(shè)備的基礎(chǔ)上，對設(shè)備電子系統(tǒng)進行規(guī)劃設(shè)計或改造，有利于產(chǎn)品額外價值的實現(xiàn)[2]。
三、總結(jié)
進入21世紀90年代，隨著集成電路、微電子技術(shù)和芯片組合技術(shù)的發(fā)展完善，EDA技術(shù)在數(shù)字系統(tǒng)和微電子技術(shù)領(lǐng)域不斷發(fā)展，現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計成為電子領(lǐng)域發(fā)展的重要內(nèi)容，同時EDA技術(shù)也需要在PLD和VHDL方面做出不斷的更新完善，使之在計算機、工業(yè)、電器等領(lǐng)域廣泛拓寬應(yīng)用市場，利用電子設(shè)計的優(yōu)勢制造出領(lǐng)域更寬廣的電子產(chǎn)品。在此可以展望EDA技術(shù)的興起將超越電子設(shè)計領(lǐng)域向其他領(lǐng)域發(fā)展，設(shè)計不再單純是電子類專業(yè)的設(shè)計，電子系也不再是工程師的代名詞。
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