淺析EDA技術(shù)在通信電子線路中的應(yīng)用

黃韜

摩托羅拉移動(dòng)互聯(lián)科技（廈門）有限公司，福建廈門，361006

0 引言

科學(xué)技術(shù)快速進(jìn)步，諸多的高科技成果涌現(xiàn)出來(lái)，應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中，發(fā)揮著重要的作用。在現(xiàn)代通信中，電子線路地位是不可替代的。電子通信中應(yīng)用EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）技術(shù)，對(duì)電子通信發(fā)展起到了推進(jìn)作用，促使電子通信行業(yè)繁榮發(fā)展，以跟得上時(shí)代的步伐，滿足社會(huì)需求。本文對(duì)EDA技術(shù)在通信電子線路中的應(yīng)用展開(kāi)研究。

1 EDA技術(shù)概述

1.1 概念

現(xiàn)代電子技術(shù)中，EDA技術(shù)起到了核心作用。該技術(shù)應(yīng)用中，主要發(fā)揮作用的是工具軟件平臺(tái)，所采用的是系統(tǒng)邏輯描述方法實(shí)施文件設(shè)計(jì)工作，進(jìn)行邏輯編譯，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化之后綜合處理并進(jìn)一步優(yōu)化，這些操作所使用的都是軟件，對(duì)于各項(xiàng)工作綜合處理，結(jié)合使用描繪性語(yǔ)言，運(yùn)行仿真軟件測(cè)試，由此可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件功能[1-2]。

關(guān)于EDA技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程可以劃分為三個(gè)階段：

第一個(gè)階段，主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，發(fā)揮重要作用的是程序編輯軟件。此前，人們所采用的是手工操作方式，當(dāng)進(jìn)入到這個(gè)階段就開(kāi)始使用計(jì)算機(jī)操作，人們的勞動(dòng)量減少，工作更加便利。應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，此時(shí)該技術(shù)還沒(méi)有完善，依然處于初步階段，因此沒(méi)有處于良好的發(fā)展水平。

第二個(gè)階段，EDA技術(shù)呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，一些新的功能得以實(shí)現(xiàn)，此時(shí)可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)施自動(dòng)布局布線，開(kāi)展電路設(shè)計(jì)工作，還可以進(jìn)行印制電路板分析。此時(shí)，發(fā)達(dá)國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，對(duì)EDA技術(shù)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用，技術(shù)水平全面提高。

第三個(gè)階段，也就是20世紀(jì)90年代，智能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并滲入到各個(gè)領(lǐng)域中，EDA技術(shù)趨向于智能化。此時(shí)，該技術(shù)的應(yīng)用提高了技術(shù)層次，所使用的是高級(jí)描述語(yǔ)言，系統(tǒng)仿真技術(shù)更加高端，實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)的綜合化。

1.2 特征

EDA技術(shù)本身就是一個(gè)設(shè)計(jì)工具，主要的工作平臺(tái)是計(jì)算機(jī)，將當(dāng)前比較先進(jìn)的技術(shù)充分利用起來(lái)，諸如計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)和電子技術(shù)等等?，F(xiàn)在EDA技術(shù)應(yīng)用覆蓋面非常廣，可以用于設(shè)計(jì)各種電子產(chǎn)品，比如，設(shè)計(jì)電子電路、設(shè)計(jì)印刷電路板等，還可以對(duì)可編程器件進(jìn)行編程，設(shè)計(jì)集成電路板。相比較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，EDA技術(shù)應(yīng)用中所呈現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)是非常顯著的，即電路可靠性非常高，能夠加快設(shè)計(jì)速度，還可以使用硬件描述語(yǔ)言。在實(shí)施設(shè)計(jì)文檔管理的時(shí)候，操作簡(jiǎn)單，使用方便。該技術(shù)的應(yīng)用中，電路仿真功能是非常強(qiáng)大的，而且有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所開(kāi)發(fā)技術(shù)具有非常強(qiáng)的可用性，不需要設(shè)計(jì)人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

EDA技術(shù)的應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候還可以采用邏輯分析方法，進(jìn)行時(shí)序測(cè)試，也可以進(jìn)行性能設(shè)計(jì)。在開(kāi)發(fā)EDA軟件技術(shù)的時(shí)候，EDA技術(shù)功能的充分發(fā)揮，軟件支撐平臺(tái)起到重要的支撐作用，能夠保證建立電路，分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)輸出，在集成系統(tǒng)中對(duì)于數(shù)據(jù)信息的處理以及分析。

在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用EDA技術(shù)，設(shè)計(jì)人員使用鼠標(biāo)就可以操作，創(chuàng)建電路變得更加簡(jiǎn)單，電路參數(shù)也會(huì)相應(yīng)地更改，還可以根據(jù)需要更換電路元器件。進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)用EDA技術(shù)，能夠自行測(cè)試設(shè)計(jì)方案，保證其功能性和可用性，分析設(shè)計(jì)電路所具備的性能，如果電路設(shè)計(jì)存在漏洞，能夠自行補(bǔ)充，對(duì)于所存在的問(wèn)題可以自行修改，由此起到優(yōu)化設(shè)計(jì)電路的作用，使其性能得以充分發(fā)揮。

在UG8.0軟件支撐平臺(tái)上應(yīng)用EDA技術(shù)，在設(shè)計(jì)電路以及對(duì)電路的優(yōu)化中可以發(fā)揮軟件功能，無(wú)論是各項(xiàng)指令的輸入、輸出，還是各種語(yǔ)言的控制方面，都不會(huì)提出較高的技術(shù)要求，也不需要使用程序編制電路各個(gè)環(huán)節(jié)。該技術(shù)的操作非常簡(jiǎn)單，啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)平臺(tái)之后，使用節(jié)點(diǎn)和線連接虛擬電子元器件即可，虛擬儀器表運(yùn)行的過(guò)程中，就可以獲得仿真波形，并進(jìn)行分析，還可以獲得各種參數(shù)。在UG8.0軟件平臺(tái)上設(shè)置有很多對(duì)應(yīng)于實(shí)際元器件的模型，而且都是虛擬化的。在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其形式上更符合現(xiàn)實(shí)情況，從而獲得更加精確的仿真效果[3-4]。

2 EDA技術(shù)在通信電子線路中的應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)步驟

通信電子線路的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用EDA技術(shù)，可以采用如下的設(shè)計(jì)步驟：

其一，對(duì)于設(shè)計(jì)項(xiàng)目要全面理解。在設(shè)計(jì)電子電路之前，對(duì)于電路從多個(gè)角度綜合理解并全面分析，了解電路所發(fā)揮的功能、設(shè)計(jì)過(guò)程中需要遵循的標(biāo)準(zhǔn)，需要采用的設(shè)計(jì)元件以及各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)等等，都要熟練掌握。要注重分析處理信號(hào)的特點(diǎn)，還要掌握被控制轉(zhuǎn)換對(duì)象的特點(diǎn)，系統(tǒng)分析其參數(shù)，并對(duì)分析所獲得的結(jié)果做好統(tǒng)計(jì)工作。當(dāng)進(jìn)入到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要明確設(shè)計(jì)要求，對(duì)系統(tǒng)實(shí)施高層次的抽象描述，之后進(jìn)行設(shè)計(jì)分析并加以驗(yàn)證，如果沒(méi)有通過(guò)驗(yàn)證，就要從頭開(kāi)始重新操作，驗(yàn)證通過(guò)之后，進(jìn)行物理設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，然后進(jìn)入到樣機(jī)環(huán)節(jié)，物理設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和樣機(jī)環(huán)節(jié)沒(méi)有通過(guò)的情況之下，都要回到系統(tǒng)高層次抽象描述環(huán)節(jié)進(jìn)行重新操作。樣機(jī)環(huán)節(jié)通過(guò)之后，就可以定型制造電子產(chǎn)品。

其二，將相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案制定出來(lái)。通過(guò)分析系統(tǒng)的總體功能，將電路設(shè)計(jì)原理框圖制定出來(lái)，然后將設(shè)計(jì)方案細(xì)化，劃分為多個(gè)環(huán)節(jié)。分析各個(gè)環(huán)節(jié)之間所存在的關(guān)聯(lián)性，將所采用的信號(hào)交流方式確定下來(lái)，明確電路運(yùn)行的時(shí)序。采用這種方式，電路設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單化，電路設(shè)計(jì)的原理也能夠清晰表達(dá)。

其三，使用仿真軟件對(duì)單元電路實(shí)驗(yàn)。將總體設(shè)計(jì)方案確定下來(lái)之后，要正確選擇元器件。通過(guò)運(yùn)行電子仿真軟件繪制電路的每個(gè)環(huán)節(jié)，之后進(jìn)行仿真模擬操作，實(shí)施仿真檢驗(yàn)，這樣可以對(duì)設(shè)計(jì)方案是否可行作出判斷。在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中所使用的元器件多種多樣，包括中央處理器、TTL等等，電能供應(yīng)中采用不同電源，合理設(shè)計(jì)電路之間的電平轉(zhuǎn)換過(guò)程，對(duì)于所采用的轉(zhuǎn)換方式以及轉(zhuǎn)換的流程都可以繪制框圖，對(duì)于相關(guān)內(nèi)容準(zhǔn)確表達(dá)，保證電平正確轉(zhuǎn)換。

在設(shè)計(jì)仿真電路的過(guò)程中，選擇仿真軟件的時(shí)候要考慮到設(shè)計(jì)電路所屬類型。現(xiàn)在，通信行業(yè)開(kāi)發(fā)出多種類型的仿真軟件，而且各有側(cè)重點(diǎn)。通常而言，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如果對(duì)基礎(chǔ)電路進(jìn)行仿真操作，MulTIsim軟件是比較合適的，可以用于仿真實(shí)驗(yàn)[2]。如果控制電路比較復(fù)雜，可以使用Proteus軟件。設(shè)計(jì)通信工程電路時(shí)，設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，比較常用的是MATLAB軟件。根據(jù)實(shí)際需要使用各種仿真電路軟件，可以檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)方案所能夠發(fā)揮的性能，模擬運(yùn)行原理以及運(yùn)行流程，還可以自動(dòng)分析電路設(shè)計(jì)方案，同時(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析，如果設(shè)計(jì)方案存在不足，可以自動(dòng)修改，由此起到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的作用。通過(guò)合理應(yīng)用EDA技術(shù)，使得設(shè)計(jì)過(guò)程更加簡(jiǎn)單，而且操作便捷，工作量減少，設(shè)計(jì)工作時(shí)間縮短，在設(shè)計(jì)中還可以不斷創(chuàng)新思維，設(shè)計(jì)者的動(dòng)手能力大大增強(qiáng)。

其四，分析設(shè)計(jì)方案。在對(duì)單元電路采用仿真模擬方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中應(yīng)用EDA技術(shù)，需要著重分析電路的可行性。針對(duì)各個(gè)單元采用仿真模擬方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在此過(guò)程中需要檢驗(yàn)一部分性能，確保各個(gè)環(huán)節(jié)都不會(huì)有問(wèn)題存在。但是，經(jīng)過(guò)組合而形成一個(gè)整體之后，各個(gè)環(huán)節(jié)之間很有可能出現(xiàn)不合理搭配問(wèn)題，使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中不能很好地發(fā)揮性能，不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。所以，仿真模擬操作各個(gè)環(huán)節(jié)中，需要從多個(gè)角度分析各個(gè)環(huán)節(jié)電路，明確信號(hào)輸入與輸出之間的關(guān)系，以及各個(gè)環(huán)節(jié)接口的極性和時(shí)序等等，從而明確電路設(shè)計(jì)中的矛盾沖突，經(jīng)過(guò)不斷修改之后，將最完美的設(shè)計(jì)方案提供出來(lái)。

其五，將各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行組合。檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)電路設(shè)計(jì)情況，還要明確電路之間設(shè)計(jì)方案的合理性，采用模擬仿真的方法展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，從而對(duì)設(shè)計(jì)加以驗(yàn)證，明確其是否可行。在設(shè)計(jì)電路元件時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，明確不同環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)方案之間所存在的關(guān)聯(lián)性，讓設(shè)計(jì)人員對(duì)于設(shè)計(jì)電路所采用方式熟練掌握。在實(shí)施電子仿真實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，應(yīng)用元件都比較理想，而且在連接上也采用理想工藝，落實(shí)到實(shí)際電路中，由于各種因素的影響，導(dǎo)致其性能不能保持穩(wěn)定。所以，在安裝電路實(shí)體的時(shí)候，要積極調(diào)試其性能并不斷優(yōu)化，以更好地發(fā)揮其功能。

2.2 實(shí)際應(yīng)用

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域因?yàn)閼?yīng)用EDA技術(shù)而產(chǎn)生巨大變化，在電子通信領(lǐng)域，EDA技術(shù)是非常重要的元素，推動(dòng)電子線路設(shè)計(jì)工作快速發(fā)展。所以，通信電子線路中已經(jīng)廣泛應(yīng)用EDA技術(shù)。通信電子線路中合理應(yīng)用EDA技術(shù)，使電子設(shè)計(jì)線路運(yùn)行非常方便，而且具有良好的安全可靠性。

2.2.1 在仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

通信電子線路主要用于電子信息工程和通信工程，應(yīng)用EDA技術(shù)，要充分掌握通信基礎(chǔ)知識(shí)，全面了解通信電子線路的基本功能以及運(yùn)行原理，使用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行示范操作，將線路的運(yùn)行狀態(tài)充分展示出來(lái)。如果采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器，由于沒(méi)有較高的精確度，使得實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度受到影響，所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠理想。應(yīng)用EDA技術(shù)可以改變實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較高的精準(zhǔn)度。

在進(jìn)行仿真模擬操作的過(guò)程中應(yīng)用EDA技術(shù)，確保設(shè)計(jì)更加科學(xué)，而且實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。如果采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，需要先進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，然后進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)之后各項(xiàng)指標(biāo)合格，就可以進(jìn)行大批量生產(chǎn)，如果質(zhì)量不合格，就要對(duì)樣機(jī)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)并制作，這樣導(dǎo)致可靠性不是很高，而且人力成本和物力成本消耗量大[5]。采用模擬仿真軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，很多的技術(shù)難關(guān)都能夠克服，在設(shè)計(jì)制作之前要對(duì)原理實(shí)施模擬仿真，并進(jìn)行虛擬聯(lián)機(jī)，制作工作不再繁瑣，得以簡(jiǎn)化，由此節(jié)約了成本，同時(shí)仿真系統(tǒng)提供的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)更加準(zhǔn)確，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性，基于此展開(kāi)設(shè)計(jì)，可以獲得更加可靠的結(jié)果。所以，EDA技術(shù)的應(yīng)用，使得產(chǎn)品的研究制作更加方便。

2.2.2 在通信產(chǎn)品中的應(yīng)用

通信產(chǎn)品中對(duì)EDA技術(shù)合理應(yīng)用是非常必要的?，F(xiàn)在人們的生活質(zhì)量已經(jīng)明顯改善，對(duì)通信產(chǎn)品有了更高的質(zhì)量要求，特別是抗干擾性需要進(jìn)一步提高，使數(shù)字技術(shù)不斷升級(jí)，包括模擬信道、話音以及加密技術(shù)都采用數(shù)字化操作方式，技術(shù)要求也越來(lái)越高。對(duì)于這些要求要充分滿足，就要調(diào)整電子線路，合理應(yīng)用高速電子電路，還要結(jié)合使用數(shù)?；旌想娐?，這樣的電路設(shè)計(jì)比較繁瑣。如果按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，主要是采用拼接的方法，只要經(jīng)驗(yàn)豐富，操作就非常容易，對(duì)于設(shè)計(jì)方案加以驗(yàn)證，不足之處進(jìn)行修改之后再驗(yàn)證，就可以完成操作，消耗的時(shí)間比較多，成本也會(huì)增加，特別是沒(méi)有詳細(xì)分析精密儀器，導(dǎo)致可靠性不高。應(yīng)用EDA工具可以規(guī)避這些不足，設(shè)計(jì)的速度更快，而且準(zhǔn)確率更高，確保通信產(chǎn)品電路有很高的準(zhǔn)確度。

2.2.3 在射頻電子中的應(yīng)用

射頻即為“RF射頻”，也就是射頻電流，其是作為一種高頻交流變化電磁波存在的，如果交流電每秒變化不大于1000次，就是低頻電流，超過(guò)1000次則為高頻電流。射頻屬于高頻電流，有線電視系統(tǒng)就是采用這種射頻傳輸方式。按照電子學(xué)理論，當(dāng)導(dǎo)體中有電流流過(guò)的時(shí)候，在導(dǎo)體的周圍就會(huì)有磁場(chǎng)形成；交變電流通過(guò)導(dǎo)體的過(guò)程中，導(dǎo)體周圍有交變影響下產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，這就是電磁波。如果電磁波頻率還不足100kHz，此時(shí)地表會(huì)將電磁波吸收，不能做到有效傳輸，但是如果電磁波頻率比較高，已經(jīng)超過(guò)100kHz的時(shí)候，空氣就會(huì)發(fā)揮載體作用促使電磁波傳播，經(jīng)過(guò)大氣層外緣的電離層反射之后就會(huì)形成遠(yuǎn)距離傳輸能力，對(duì)于具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波，即為射頻。

在射頻電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)用EDA技術(shù)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。EDA技術(shù)作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物，主要發(fā)揮作用的是計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)。在對(duì)電路進(jìn)行編輯設(shè)計(jì)的時(shí)候使用超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言，對(duì)電子線路設(shè)計(jì)進(jìn)行編輯，使設(shè)計(jì)的一系列過(guò)程自動(dòng)完成，包括邏輯編輯和翻譯、簡(jiǎn)化處理、分割之后綜合并進(jìn)一步優(yōu)化，合理布局、布線。應(yīng)用EDA技術(shù)可以使得電路有非常強(qiáng)的可操作性，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中不會(huì)感到有難度，工作量減少，強(qiáng)度降低[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面的研究可以明確，現(xiàn)在的電子通信領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛應(yīng)用EDA技術(shù)，改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法存在的弊端，使得設(shè)計(jì)人員快速準(zhǔn)確地完成工作任務(wù)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)有較高精確度。通過(guò)合理應(yīng)用EDA技術(shù)，推動(dòng)通信電子線路設(shè)計(jì)創(chuàng)新，對(duì)通信產(chǎn)品研究制作起到一定的推動(dòng)作用。