試論微電子設(shè)計自動化技術(shù)研究與應(yīng)用

翟冠杰

（深圳市賽元微電子有限公司，廣東深圳，518000）

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，電子自動化技術(shù)正在越來越多的融入到我們的生活及日常生產(chǎn)中，為我們的生活帶來了諸多便利，在一定程度上影響著生產(chǎn)全過程。而且，隨著民眾生活品質(zhì)的提升，對微電子技術(shù)提出了更高的要求，所以，對微電子自動化技術(shù)進(jìn)行深入研究，對提高民眾生活水平有積極的促進(jìn)作用。

1 自動化技術(shù)和電子信息工程

自動化技術(shù)一項綜合性技術(shù)，與電子學(xué)、計算機技術(shù)等都有著密切聯(lián)系。在企業(yè)成產(chǎn)活動中應(yīng)用自動化技術(shù)，能夠極大節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效率，使企業(yè)在激烈的競爭中站穩(wěn)腳跟，立于不敗之地。我們正在步入信息化時代，通過自動化技術(shù)，能夠使信息交流更快，讓企業(yè)發(fā)展的更加迅猛。自動化技術(shù)在信息工程中應(yīng)用越來越廣泛，主要是在工業(yè)領(lǐng)域，實現(xiàn)了辦公全自動化。但我國在自動化技術(shù)方面的研究與國際先進(jìn)國家還有一定的差距，一些功能還沒有完全得到應(yīng)用。通過在實際生產(chǎn)中應(yīng)用自動化技術(shù)，能夠極大節(jié)約勞動力，避免因人為失誤而造成的生產(chǎn)失誤，提高的生產(chǎn)效率，確保了生產(chǎn)安全，減少了生產(chǎn)成本，為企業(yè)的發(fā)展提供有力支持。在自動化技術(shù)實際應(yīng)用中，一些人為操作不便的工作，通過自動化技術(shù)能夠更加簡便；流水線工作內(nèi)容反復(fù)，工作程序單調(diào)乏味，通過自動化技術(shù)能夠提高勞動效率。

電信工程指的是通過信息電子技術(shù)對信息進(jìn)行存儲、采集與管理，這樣能夠提高速度，使精確度更高。電子信息工程是通過硬件命名對信息進(jìn)行處理，在電信工程中，我國絕大多數(shù)企業(yè)都使用的是國外核心技術(shù)，在創(chuàng)新方面有一定的欠缺。電信工程對社會的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用，在數(shù)據(jù)的共享與傳遞方面已成為社會關(guān)注的焦點，也是未來信息化發(fā)展的必然趨勢，能夠有效彌補電信工程中的不足，促進(jìn)電信工程技術(shù)應(yīng)用，可使我國的電信工程得到進(jìn)一步提升，對電信系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，讓信息傳輸更加便利。

2 微電子設(shè)計自動化技術(shù)概述

改革開放至今，我國在自動化控制領(lǐng)域加大研究力度，傳統(tǒng)的自動控制正在向智能化的程度前進(jìn)。近些年來，我國的自動化技術(shù)取得了顯著的成績，微電子技術(shù)正在與自動化控制技術(shù)進(jìn)行充分融合，促進(jìn)了自動糊控制技術(shù)的進(jìn)一步提升，帶動民眾的生活也得到了長小進(jìn)步。所謂的微電子設(shè)計自動化技術(shù)，就是將自動化技術(shù)與微電子技術(shù)進(jìn)行有機融合所產(chǎn)生的新型智能控制技術(shù)。將機械控制與電子電力進(jìn)行結(jié)合，通過對控制電路進(jìn)行科學(xué)的控制，就能夠降低人為工作量，提高工作效率，更具環(huán)保理念。通過采用微電子技術(shù)，能夠讓自動控制逐步向集成化方向轉(zhuǎn)變，不但縮小了產(chǎn)品體積，而且降低了耗能。目前世界范圍內(nèi)最高端的微電子技術(shù)產(chǎn)品為SOC系統(tǒng)，能夠?qū)⑺型鈬娐放c功能集成在一個體積很小的芯片之上，只要留有預(yù)置的外部借口，就能在控制系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，也稱之為自動化控制的核心，能夠控制全部系統(tǒng)安全、可靠的運行。

3 微電子設(shè)計自動化的特點

微電子設(shè)計自動化的發(fā)展與計算機技術(shù)同步，是通過計算機編程來完成的。設(shè)計人員通過將所要完成的指令利用計算機進(jìn)行編程，將編寫好的程序下載至控制芯片中就能實現(xiàn)預(yù)期的控制功能。此外，這種通過編程的形式，不但節(jié)約了大量的硬件資源，還使控制系統(tǒng)變得更加靈活，如果需要對現(xiàn)有的控制程序進(jìn)行改變，只需要改變原有的程序代碼即可實現(xiàn)，無需對硬件進(jìn)行更改，不但節(jié)約了成本，還提高了工作效率。通過自動化控制技術(shù)與微電子技術(shù)的有機結(jié)合，能夠助力自動控制英祿的進(jìn)一步發(fā)展與創(chuàng)新。微電子設(shè)計自動化具體由以下幾個特點：

3.1 使用計算機編程控制

隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，能夠?qū)⑿枰娜抗δ芏技性谝粔K很小的芯片之上，可通過計算機進(jìn)行編輯不同的程序來完成所需要的控制功能。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比較，集成電路不需要在外部加裝其他硬件，對于不同的控制功能，僅僅修改控制代碼就能夠完成。不論是調(diào)試，還是成本節(jié)約，亦或是工作效率方面，通過編程來實現(xiàn)的方式都具備明顯的優(yōu)勢。

3.2 集成度高

隨著微電子技術(shù)的全面提升，未來的電子線路將向微型化的方向發(fā)展，將不同功能的線路集成在統(tǒng)一的芯片上，不但能夠有效降低系統(tǒng)的體積，還便于使用人員的安裝與移動。而且功率消耗也隨著集成度的不斷提升而降低，這也是控制系統(tǒng)的另一項優(yōu)勢，將此集成控制系統(tǒng)使用在工業(yè)控制系統(tǒng)中，能夠節(jié)約大量成本，還能夠縮小設(shè)備占有的空間。

3.3 功能調(diào)節(jié)方便

在實際操作過程中，不可能只對某一特定的對象進(jìn)行控制，而且即便是控制某個單一的對象，工業(yè)系統(tǒng)的不斷升級，也會帶動控制功能的不斷完善。正如上文所述，微電子自動化技術(shù)是是以計算機編程控制為基礎(chǔ)的，如果需要改變現(xiàn)有的控制功能，僅僅需要改變控制代碼，并將其下載至芯片中即可完成。此外，通過計算機的編程控制，還能夠?qū)ο到y(tǒng)中存在的漏洞進(jìn)行修補，能夠隨時隨地保護(hù)系統(tǒng)的安全，并對其進(jìn)行升級操作。

3.4 開發(fā)時能進(jìn)行仿真

在使用控制系統(tǒng)前，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行仿真操作，這也是微電子自動化技術(shù)的另一特點，對于傳統(tǒng)的自動化控制技術(shù)來說，在實際操作中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)調(diào)試，需要在現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)試。微電子自動化技術(shù)的優(yōu)勢所在就是能夠通過計算機技術(shù)對其進(jìn)行仿真，在自動化控制中引入微電子技術(shù)，能夠徹底改善自動化系統(tǒng)設(shè)計中關(guān)于數(shù)值的問題，只要通過合理的仿真就能確?？刂葡到y(tǒng)在具體操作中的精準(zhǔn)性。

4 微電子設(shè)計自動化系統(tǒng)設(shè)計過程

微電子設(shè)計自動化系統(tǒng)一般由兩部分構(gòu)成，分別是自動化執(zhí)行端與微電子控制端。如果依照此種功能進(jìn)行劃分，系統(tǒng)則由數(shù)據(jù)模塊、監(jiān)測模塊、輸入模塊以及仿真模塊組成。

4.1 輸入模塊的設(shè)計

輸入模塊作為控制系統(tǒng)的命令輸入端，能夠發(fā)出全部的控制命令。因此輸入模塊則為計算機編程設(shè)計，通過計算機語言對命令定義，通過解析，能夠?qū)刂葡到y(tǒng)的全部功能進(jìn)行科學(xué)的拆分。輸入模塊的設(shè)計品質(zhì)直接決定了系統(tǒng)執(zhí)行程度的功效，所以在對輸入模塊進(jìn)行設(shè)計的過程中，要落實好最優(yōu)化處理，讓執(zhí)行效率盡可能大，盡量避免出現(xiàn)冗余代碼。

4.2 數(shù)據(jù)模塊的設(shè)計

在控制系統(tǒng)中，存儲了許多控制信息，數(shù)據(jù)模塊的功能就是對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行妥善管理。自動化系統(tǒng)對控制精準(zhǔn)度具有較高要求，這也就使得在數(shù)據(jù)提取與數(shù)據(jù)存儲方面需要較快的速度，對數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行設(shè)計的過程中，最核心的內(nèi)容就是處理數(shù)據(jù)的速度方面。良好的數(shù)據(jù)模塊會對系統(tǒng)性能起到積極地作用。

4.3 仿真模塊的設(shè)計

設(shè)計仿真模塊的首要目的就是要能夠真反映出系統(tǒng)實際運行狀況，通過對實際運行條件進(jìn)行模擬，能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的漏洞，并采取有針對性的功能調(diào)整。

4.4 檢測模塊的設(shè)計

檢測模塊不在系統(tǒng)功能模塊的范疇內(nèi)，而是在系統(tǒng)運行中，對系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行檢測。確保系統(tǒng)中的漏洞能夠得到及時發(fā)現(xiàn)與修正。

5 微電子設(shè)計自動化技術(shù)的應(yīng)用

通過上文分析可知，微電子設(shè)計自動化具備多種優(yōu)勢，而且已經(jīng)融入到我們的日常生活及生產(chǎn)活動中，也別是隨著仿真技術(shù)的發(fā)展，也對目前高校教育進(jìn)行了改革，通過集成技術(shù)，方便開發(fā)各種應(yīng)用程序。

5.1 工業(yè)電氣控制

微電子技術(shù)在一定程度上促進(jìn)自動化的全面發(fā)展，我們也可是說是助力了工業(yè)社會的進(jìn)一步發(fā)展，在各行各種中，處處可見自動控制機器人的身影。例如，在汽車制造領(lǐng)域中，流水生產(chǎn)線上擁有大量的自動化機器人，降低了人工作業(yè)量。機器人自動化設(shè)備使用的就是微電子設(shè)計自動化技術(shù)，通過微電子技術(shù)芯片對生產(chǎn)線上的機器人進(jìn)行控制，可通過人為操作進(jìn)行干預(yù)或是對系統(tǒng)進(jìn)行升級，為我國的工業(yè)發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持。

5.2 高校教學(xué)

在未來，自動化控制必將會全面搭載微電子技術(shù)，這是必然選擇，也是必然趨勢，傳統(tǒng)的機械控制即將被取代，高校教學(xué)資源也要與時俱進(jìn)，向?qū)W生們傳授關(guān)于微電子設(shè)計自動化技術(shù)的知識，使他們成為順應(yīng)時代發(fā)展的全新人才，提高學(xué)生的就業(yè)技能。

5.3 加速了電氣設(shè)備的革新

以微電子自動化技術(shù)為基礎(chǔ)的程序軟件，在今后的改革中，為電氣設(shè)備保留了廣泛的升級空間。特別是功能系統(tǒng)擴容性，對電氣設(shè)備的優(yōu)化與升級提供了便利條件。

5.4 應(yīng)用于軟件的開發(fā)

針對于開放式電路模式，實現(xiàn)了電氣設(shè)備通用化進(jìn)程中核心的電氣設(shè)備制造，已經(jīng)全面實現(xiàn)了ASIC編程。此外，以此編程模式為基礎(chǔ)，為同一的電路集成提供了便利，讓電氣規(guī)模逐步走向統(tǒng)一規(guī)范的模式，會使電氣在使用方面更加便利，極大的降低了企業(yè)成產(chǎn)成本。

6 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，微電子自動化技術(shù)在各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，給我們的生活及生產(chǎn)帶來的諸多便利，為構(gòu)建和諧社會做出了巨大貢獻(xiàn)。