電子工程設(shè)計的EDA技術(shù)研究分析

王少坤

(中國電子科技集團公司第五十四研究所檢測認(rèn)證中心，河北石家莊，050081）

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電子工程設(shè)計的EDA技術(shù)研究分析

王少坤

(中國電子科技集團公司第五十四研究所檢測認(rèn)證中心，河北石家莊，050081）

摘要：本文主要以EDA技術(shù)概述作為出發(fā)點，分析了EDA技術(shù)流程，并探討了EDA技術(shù)在電子工程設(shè)計中的應(yīng)用，以期為提高電子工程設(shè)計方案的科學(xué)性和可操作性提供一些參考和意見。

關(guān)鍵詞：電子工程；EDA技術(shù)；應(yīng)用

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0　前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及電子技術(shù)的不斷革新，應(yīng)用系統(tǒng)逐漸向成本低、效率高、容量大等方向發(fā)展。傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計軟件和元器件不夠先進和科學(xué)，導(dǎo)致電路結(jié)構(gòu)局部與整體之間的差異性較大。EDA技術(shù)是以計算機作為核心操作工具，具有操作性高、效率高等優(yōu)勢。將EDA技術(shù)引入電子工程設(shè)計體系中，不僅可以提高電子工程設(shè)計方案的科學(xué)性和可操作性，還可以提高電子工程設(shè)計整體質(zhì)量。

1　EDA技術(shù)概述

EDA技術(shù)是指電子設(shè)計自動化，由 CAE、CAD、CAM 等計算機概念發(fā)展出現(xiàn)。因此，計算機是EDA技術(shù)研究體系的核心工具，也是幫助EDA技術(shù)設(shè)計人員完成軟件設(shè)計的主要平臺。它不僅包含了數(shù)據(jù)庫相關(guān)知識，還集合了數(shù)學(xué)、圖形學(xué)、圖論等相關(guān)知識，從而形成了一個數(shù)字化、科學(xué)化、系統(tǒng)化、專業(yè)化的計算機軟件操作體系。但是EDA技術(shù)不僅僅是計算機信息技術(shù)的延伸與拓展，也是信號處理和信號分析的結(jié)晶?，F(xiàn)代EDA技術(shù)具有成本低、效率高、周期短、循環(huán)快等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)電子工程設(shè)計技術(shù)和設(shè)計軟件效率低、成本維護高等缺點。這項技術(shù)主要是采用“自上向下”的程序進行設(shè)計，不僅可以幫助設(shè)計人員根據(jù)電子工程實際情況設(shè)計最優(yōu)方案，確保設(shè)計方案的有效性和針對性，還可以大大提升EDA技術(shù)的自動化。EDA技術(shù)自動化程度得以提升，能夠方便設(shè)計人員在計算機軟件中快速找到各類級別的調(diào)試問題和仿真錯誤，避免設(shè)計資源的浪費。設(shè)計人員也可以在找到問題和錯誤之后，將注意力集中在EDA技術(shù)開發(fā)、電子工程設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)、軟件開發(fā)方面，從而有效提升EDA設(shè)計工作效率，保障電子工程設(shè)計方案在固定時間內(nèi)完成。除此之外，EDA技術(shù)還可以實現(xiàn)并行操作。在計算機軟件系統(tǒng)中構(gòu)建一個并行工程設(shè)計框架和體系，為EDA技術(shù)并行設(shè)計與操作構(gòu)建一個良好的平臺，從而促使更多的設(shè)計工程人員在并行平臺中進行電子工程設(shè)計開發(fā)與軟件設(shè)計。

2　EDA技術(shù)流程

2.1源程序

電子工程設(shè)計工作的首要步驟是EDA技術(shù)自身所帶的軟件、器材、文本編輯器、圖形編輯器等工具進行展示。無論是借助圖形編輯器設(shè)計電子工程軟件還是借助文本編輯器設(shè)計電子工程實際方案，都需要以EDA工具作為基礎(chǔ)，并在EDA軟件平臺上進行設(shè)計與操作，從而完成電子工程設(shè)計的軟件編排和EDA翻譯工作。除此之外，文本可以用EDA軟件中的圖形編輯器或者其他工具完成圖形轉(zhuǎn)換或者格式，文本格式滿足其他格式的需求之后，就可以保障電子工程軟件設(shè)計和其他綜合分析工作的順利進行。

2.2邏輯的綜合

所謂邏輯的綜合是指借助計算機EDA軟件將電子工程程序設(shè)計中的高級編碼或者高級語言翻譯或者轉(zhuǎn)變成容易識別的低級語言，以便電子設(shè)計人員快速展開電路設(shè)計。邏輯綜合過程就是一個通過EDA軟件設(shè)計平臺將將電子工程實際任務(wù)和設(shè)計目標(biāo)實現(xiàn)的過程。在進行邏輯綜合過程中，設(shè)計人員可以將文本信息直接輸入到仿真器中，并根據(jù)仿真器操作步驟檢驗該設(shè)計產(chǎn)品的功效和結(jié)論是否正確。

2.3時序的仿真

時序的仿真操作是在邏輯綜合操作之后完成。一般設(shè)計人員在完成邏輯綜合的透配之后，就需要立即進入時序仿真操作程序中。所謂時序的仿真，是指伴隨適配器及其布線器而出現(xiàn)的相關(guān)VHDL 文件使用適合的方法傳入到仿真器之中，并進行部分仿真的工作。配合VHDL仿真器展開電子工程設(shè)計工作，可以大大提升時序仿真結(jié)果的精確性和完整性。

2.4仿真分析

仿真分析是EDA技術(shù)設(shè)計的最后一道程序。設(shè)計人員在確立設(shè)計方案之后，就需要借助仿真技術(shù)對設(shè)計方案進行檢驗和分析，從而保障設(shè)計方案的科學(xué)性、合理性和可操作性。要想保證設(shè)計方案的最優(yōu)化，就需要以EDA軟件設(shè)計平臺作為支撐，確保設(shè)計資源的有效利用。

仿真技術(shù)除了被廣泛運用于電子工程設(shè)計體系之外，還被廣泛運用于非電子工程設(shè)計體系中，比如在非電子工程設(shè)計體系中的理論驗證和假設(shè)方案就是仿真技術(shù)被廣泛運用與推廣的最好的證明。

3　EDA技術(shù)在電子工程設(shè)計中的應(yīng)用

隨著EDA技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，EDA技術(shù)被廣泛運用于各個領(lǐng)域。目前除了涉及到電子工程設(shè)計領(lǐng)域之外，還包括醫(yī)藥、化學(xué)、航空、通信、軍事等領(lǐng)域，但是在電子工程設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍最廣。

3.1電路設(shè)計中的仿真分析

電子工程設(shè)計方案在確定之后，需要通過對其理論假設(shè)和方案構(gòu)思等內(nèi)容驗證和分析，并在仿真系統(tǒng)或者結(jié)構(gòu)模擬系統(tǒng)中進行核對，從而確保設(shè)計方案和理論假設(shè)的科學(xué)性和可操作性。采用EDA技術(shù)可以在計算機軟件系統(tǒng)中確定各個環(huán)節(jié)設(shè)計的參數(shù)和數(shù)學(xué)函數(shù)，并在EDA軟件系統(tǒng)中構(gòu)建一個數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)模型對其相關(guān)參數(shù)和數(shù)學(xué)函數(shù)進行仿真分析。仿真系統(tǒng)在分析和檢驗完各個環(huán)節(jié)所涉及的系統(tǒng)框架之后，就需要對電路結(jié)構(gòu)進行模擬分析。分析電路結(jié)構(gòu)的目的是判斷電路結(jié)構(gòu)在EDA軟件平臺中的設(shè)計是否科學(xué)、正確和可操作性。這是一種對電路結(jié)構(gòu)設(shè)計進行量化模擬分析方式，對于提高我國電子工程設(shè)計整體水平具有積極的促進作用。

3.2電路特性優(yōu)化設(shè)計

良好的溫度環(huán)境、最優(yōu)容差是保障電路安全穩(wěn)定運行的兩大關(guān)鍵因素。但是采用傳統(tǒng)的電子設(shè)計方法不能全面系統(tǒng)地分析電子元器件的容差和工作環(huán)境，因此不能幫助設(shè)計人員設(shè)計最優(yōu)設(shè)計方案，元器件的容差也不能得到有效保障。但是采用EDA技術(shù)分析電子元器件容差和溫度環(huán)境，可以準(zhǔn)確快速分析元器件的溫度、結(jié)構(gòu)、溫度等。元器件的溫度是否符合規(guī)定以及元器件的功能是否滿足要求，是影響電路是否安全、穩(wěn)定運行的主要因素。換而言之，確保電路元器件的溫度和容差可以保證電子工程設(shè)計方案的科學(xué)性和可操作性，進而達到提升產(chǎn)品整體質(zhì)量的目的。

3.3電路特性的有效分析

對于電路而言，除了借助EDA技術(shù)分析其電路結(jié)構(gòu)和容差環(huán)境之外，還需要通過EDA技術(shù)分析其特性。電路特性的分析工作是電力工程設(shè)計方案中的主要任務(wù)，因為電子工程設(shè)計方案的主要內(nèi)容都是圍繞相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)和電路特性而展開。如果采用傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計方法很難將電路特性分析透徹，并且傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計軟件和元器件不夠先進和科學(xué)，其結(jié)果會受到不同程度的限制和影響。因此采用EDA技術(shù)不僅可以全面有效地了解和認(rèn)識電路特性，還可以通過自頂而下(T0p一Down)的設(shè)計程序，有效提高方案的可操作性和可行性，從而減少電路結(jié)構(gòu)局部與整體之間的差異性。

4　結(jié)束語

EDA技術(shù)具有成本低、效率高、實踐性強等優(yōu)點，因此被廣泛運用于電子工程設(shè)計領(lǐng)域和其他領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及技術(shù)的革新，如何加強EDA技術(shù)在其他領(lǐng)域的運用逐漸成為人們關(guān)注的焦點問題。將EDA技術(shù)引入電子工程設(shè)計領(lǐng)域，對于提高電子工程設(shè)計技術(shù)和各類電子產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量具有積極的推動作用。

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Research and analysis of EDA technology in electronic engineering design

Wang Shaokun
（Fifty-fourth Research Institute of China Electronic Technology Group Corporation,Shijiazhuang 050081, Hebei）