淺談?dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)在自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

高珊

摘要：使用計(jì)算機(jī)幫助人類進(jìn)行設(shè)計(jì)可以大大減輕人們的勞動(dòng)量并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。人們將預(yù)先編好的程序輸入到計(jì)算機(jī)中，使計(jì)算機(jī)完成相關(guān)設(shè)計(jì)工作，我們稱之為自動(dòng)化設(shè)計(jì)。本文介紹了如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)，自動(dòng)化設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的要求以及自動(dòng)化設(shè)計(jì)未來的發(fā)展方向，對(duì)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫做出了展望。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；自動(dòng)化設(shè)計(jì)；電路

隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展與成熟，由于其計(jì)算速度快、計(jì)算結(jié)果精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用于諸多行業(yè)，通過設(shè)計(jì)人員的不斷努力，第二代計(jì)算機(jī)已經(jīng)能夠應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)計(jì)中。

1計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)過程

1.1總體設(shè)計(jì)

自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作展開之前，設(shè)計(jì)人員首先要考慮設(shè)計(jì)對(duì)象的大小、用途、運(yùn)行速度等信息。進(jìn)而設(shè)計(jì)出控制器、存儲(chǔ)器等的草圖：規(guī)劃處各部件之間信息的傳輸方式等。

1.2邏輯設(shè)計(jì)

總體設(shè)計(jì)完成后。設(shè)計(jì)人員需要設(shè)計(jì)出每一個(gè)構(gòu)件詳細(xì)的線路圖，列出邏輯方程。邏輯線路中會(huì)用到基本的邏輯單元非門、或非門等。這為工程實(shí)現(xiàn)提供了基本信息。

1.3工程實(shí)現(xiàn)

也可稱為硬件的實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，所用計(jì)算機(jī)往往有許多單元構(gòu)成，而最基本的單元就是邏輯門。另外還有插件、底板、機(jī)柜等。這一階段主要任務(wù)是：

（1）劃分。劃分也叫作框插件，例如一臺(tái)4級(jí)單元結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中，單元、組件、插件和機(jī)柜分別是1、2、3、4級(jí)單元。在劃分的時(shí)候就需要分兩次進(jìn)行劃分，將單元?jiǎng)澐值浇M件上；將組件劃分到插件上。

（2）布局。布局主要包括組件的布局和插件的布局。例如組件在插件上的布局，X個(gè)組件要布局到插件上Y個(gè)位置，組件之間需要用線進(jìn)行連接，使連線總長(zhǎng)度最小，這樣有利于之后的布線。一般布局方法為迭代法與構(gòu)造法。

（3）底板的布線。一塊電路板上已經(jīng)布局完成了若干個(gè)單元，根據(jù)各單元之間設(shè)計(jì)好的連線圖與附加條件（如雙層布線）進(jìn)行合理布線。布線分為四個(gè)步驟：第一、確定連線順序；第二、分層；第三、確定走線方向與順序；第四、走線。

（4）生成組裝文件、表格、資料。

（5）生成故障測(cè)試資料。隨著技術(shù)的提高，線路板的集成度也越來越強(qiáng)，一塊線路板就有可能集合了幾十個(gè)到幾百個(gè)不等的電路單元，而一臺(tái)計(jì)算機(jī)中則包含了幾千塊插件。對(duì)于這些電路的故障測(cè)試僅依靠人工已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)，因此人們發(fā)明了自動(dòng)測(cè)試，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成測(cè)試電路的診斷表測(cè)試資料，再對(duì)應(yīng)各個(gè)電路，發(fā)現(xiàn)有無問題存在。

2自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，如邏輯模擬系統(tǒng)、布線系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)人員在為這些系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)按照自己的使用習(xí)慣和語言進(jìn)行表達(dá)，盡可能使輸入數(shù)據(jù)量變小，如果信息量過大則自動(dòng)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)將不再明顯。而這種為每一個(gè)系統(tǒng)都輸入數(shù)據(jù)的做法本身是一項(xiàng)龐大的工程，因此人們也在積極尋求一種方法能夠?qū)⑸鲜鱿到y(tǒng)連接起來，形成一個(gè)統(tǒng)一化的自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

統(tǒng)一的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心應(yīng)該是數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)據(jù)庫將各個(gè)系統(tǒng)有機(jī)的整合起來。而這個(gè)系統(tǒng)無疑是龐大的。不可能一開始就有詳細(xì)計(jì)劃。而需要設(shè)計(jì)人員不斷地填充信息，逐漸形成。如此龐大的數(shù)據(jù)需要有大容量的存儲(chǔ)器和高效的處理器，以增強(qiáng)計(jì)算機(jī)的處理數(shù)據(jù)的能力。如果計(jì)算機(jī)規(guī)模過小。內(nèi)存低，運(yùn)算慢。則會(huì)嚴(yán)重阻礙自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。而附加設(shè)備也必須能夠達(dá)到一定工作水平，如打印機(jī)、繪圖儀、讀盤設(shè)備、照相設(shè)備等。

3自動(dòng)化設(shè)計(jì)的發(fā)展方向

計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)自動(dòng)化的概念是在上世紀(jì)五十年代提出的，到如今也只有幾十年的發(fā)展歷史。其中六十年代是發(fā)展的高潮，各個(gè)國(guó)家都由相關(guān)報(bào)道，七十年代起，許多大學(xué)已經(jīng)開設(shè)了自動(dòng)化課程，并出版了許多相關(guān)文獻(xiàn)資料。

自動(dòng)化成為了人們不斷研究的課題，為設(shè)計(jì)人員帶來了諸多便利，減輕了他們的勞動(dòng)量，能夠更簡(jiǎn)便的解決復(fù)雜問題。而在這一領(lǐng)域中，還有許多數(shù)學(xué)方面的問題尚未解決，這激發(fā)了許多理論工作人員的研究興趣，而對(duì)于設(shè)計(jì)人員來講，這一領(lǐng)域考驗(yàn)他們的是復(fù)雜的技巧、豐富的經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量。

隨著最近幾年自動(dòng)化設(shè)計(jì)的發(fā)展，邏輯模擬、布線、語言描述等系統(tǒng)都取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，全面提高了自動(dòng)化設(shè)計(jì)的水平，使其向著統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫方向發(fā)展，許多自動(dòng)化設(shè)計(jì)單位已經(jīng)建立起了完善的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。而隨著自動(dòng)化設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)規(guī)模的增加，對(duì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求也在逐漸提高；反過來看，自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的增加也對(duì)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)能力、讀寫能力、運(yùn)算方法等提出了更高的要求。因此，自動(dòng)化設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)工作能力，尤其理論內(nèi)容，努力提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法，使之能夠更好地代替人類進(jìn)行現(xiàn)代社會(huì)中自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作。

4結(jié)語

綜上所述，自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)屬于新興技術(shù)，在實(shí)際運(yùn)用中還存在許多不確定因素，并且隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展與配置的提高，自動(dòng)化技術(shù)并將迎來較大的變革，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫已經(jīng)指日可待。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意加強(qiáng)自身相關(guān)技術(shù)知識(shí)，是自己在改革的浪潮中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)的成熟與發(fā)展，為我國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)力量，使我國(guó)生產(chǎn)技術(shù)躋身世界前列。