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电子工程设计中EDA技术的应用研究

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张小涛

[导读] 摘要：为了充分利用EDA技术的各种优势并提高电子工程项目设计方案的可操作性和科学性，相关的设计师和技术人员必须积极参与实际的操作以及长期进行深入研究，争取EDA技术支持，保证电子工程项目设计工作的有效开展，使中国电子产业稳步向新的发展领域迈进。

        身份证号码：13022119871226xxxx 河北石家庄 050000
        摘要：为了充分利用EDA技术的各种优势并提高电子工程项目设计方案的可操作性和科学性，相关的设计师和技术人员必须积极参与实际的操作以及长期进行深入研究，争取EDA技术支持，保证电子工程项目设计工作的有效开展，使中国电子产业稳步向新的发展领域迈进。
        关键词：电子工程；设计；EDA技术
        引言
        包括EDA和设计服务、测量和测试、无线设计、消费电子、嵌入式系统和电源技术等内容的电子工程设计，属于极其复杂的工作内容，它在中国电子工程领域起着重要作用，更是中国科技计划工程的关键要素。随着我国电子信息工程行业的持续发展，电子工程项目设计也应追求新的开发创新，电子工程项目设计中，起着重要的作用的EDA技术也逐渐被广泛应用。但在当今全新的发展形势下，对我国电子工程项目设计的要求越来越高。因此，为了进一步提高专业水平的电子工程项目设计，我们需要相关的电子工程项目设计和技术人员，更加重视对EDA技术的研发，并在电子工程项目设计中系统地进行分析和全面应用EDA技术。只有这样，我们才能充分利用EDA技术具备的多种功能和优势，来达到提高电子工程项目设计的专业水平的目的，以确保中国电子工业的快速健康发展，并将中国电子工业朝着全新的道路方向去健康发展。
        1EDA技术概述
        具有高度灵活性的可编程逻辑器件为电子电路设计提供了极大的方便。可编程逻辑器件通过重新配置工作模式和器件结构来提高硬件电路设计的效率，是对硬件电路设计的重大改进。电脑和可编程逻辑设备的发展使EDA技术发生了根本性的变化。采用先进的硬件支持，EDA技术可以通过计算机中的EDS工具软件平台来实现系统逻辑描述，进而完成工程设计。该技术的明显优势是能自动完成布局布线、逻辑编译、分片等多种功能，并能将电子电路系统的各种功能得以全面发挥。
        2EDA技术的作用
        2.1验证电路设计方案的正确性
        在确定了设计方案后，通过结构模拟或系统模拟进一步确定系统中各个环节的数学模型，从而验证设计方案的可行性。对任何非专业系统设计或新设计的新理论设计方案均可推广和应用系统仿真技术。模拟完成后，可对组成系统的电路结构进行仿真分析，验证电路设计方案正确，确定能否达到性能指标。
        2.2实现电路特性的优化设计
        元件容差和工作温度影响电路的稳定性。以往的设计方法不能对这些影响因素进行全面、有效的分析，不能实现电子电路优化设计。在电路的设计中采用先进的EDA技术，温度和统计分析功能可以有效地对各种温度下的电路特性进行分析，从而得到最佳的电路结构和相关的元件参数，并最终确定最合适的系统稳定系数，优化电路特性设计。
        2.3实现电路特性的模拟测试
        电路板的性能和测试数据分析是电子电路设计中的一个重要课题。由于受到仪器的精度和测试方法的局限性，因此很容易在进行分析和测试的过程中会出现测试问题，而采用先进的EDA技术，使我们可以完成具有全功能电路特性的仿真测试。
        3EDA技术的发展现状
        通过将EDA技术应用于电子工程的设计，可以有效促进电子电路设计技术的进步。集成电路设计产业发展迅速，面临着诸多新的机遇与挑战。目前市场上的产品都具有市场周期短、成本低廉等特点，要求设计者采用高效的EDA技术进行电路设计。在设计产品时，设计人员应对硬件的物理特性进行仔细分析，并考虑对设计时序和功能的一系列影响，在设计过程中，选择最合适的设计术语和抽象的形式，以及其他数据，并作出综合努力。
        EDA技术的发展可分为三个阶段：计算机辅助阶段、工程设计阶段和电子电路设计自动化阶段，其中EDA技术的发展与电子系统设计直接相关。

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本课题主要研究的内容包括：一是利用PCB进行电路原理图编辑，使设计者在设计时不再需要使用传统的绘图方法，而直接利用PCB进行布线布置；二是利用计算机进行电路设计，及时解决电路设计中存在的问题，通过逻辑模拟、故障模拟等预知产品的具体功能；三是利用综合技术、高级描述语言和系统仿真等手段，实现高层次的设计。
        4应用EDA技术的电子电路设计流程
        电子电路设计一般采用EDA技术，它包括系统分段、代码级功能模拟、VHDL代码或图形输入、装运前时间模拟和ASIC实现。
        第一种方法是借助文本或图形编辑器来呈现设计描述，即实现设计陈述；第二，电路设计是借助编译器进行错排编译的，即输入HDL程序。为了实现功能模拟，也就是合成，设计者需要沟通软硬件设计。通过FPGA或CPLD对仿真设计进行验证，最终完成了逻辑映射操作，实现了整个系统的设计。
        5电子工程设计中EDA技术的应用
        近几年来，EDA技术得到了深入的发展和改进，EAD技术的应用，如医疗、电信、生物、化工、航空、电子、军事等，也在不断扩大。在这些领域中，EDA技术在电气工程设计中的应用尤为突出。换言之，为了在ASIC/PCB设计和仪器设计中成功应用FPGA/CPLD器件，我们可以选择采用先进的EDA技术提供的虚拟仪器进行最终测试。
        5.1电路设计的仿真分析
        电子工程设计方案确定后，必须进行结构设计和系统模拟，对设计方案的科学性、合理性和可行性进行深入研究和详尽的分析。在应用EDA技术对电子设计仿真进行仔细分析时，首先要考察与系统有关的连接传递函数，然后再对数学模型所确定的传递函数进行仿真分析。结果表明，该系统仿真技术能够很好地应用于非电子工程专业的系统设计领域，并能验证所涉及的新思想、新理论的合理性。仿真分析结束后，需要对各系统的电路结构进行仿真分析，以确定电路结构性能指标的可达性和设计精度。从总体上看，这种定量分析和预防为提高中国电子工程设计水平提供了可能。
        5.2电路特性的优化设计
        电子元器件的耐久性优于其它同类产品，直接控制元器件周围的温度可以保证电路运行的稳定性和安全性。但传统的电子设计方案很难对零件公差和工作温度进行系统的分析，从而在很大程度上限制了电子设计方案的质量，同时又无法保证零件的最佳容差，最佳的工作环境温度。基于以上分析，本文介绍的EDA技术能够有效地解决这些问题，并能够利用EDA技术提供的统计分析功能和温度分析功能，保证组件的最佳容错和最佳工作温度。利用统计分析功能和温度分析功能，能准确地确定器件的最佳参数和电路结构，提高器件性能与工作环境温度的协调一致。说明EDA技术是电子工程设计方案优化和提高电子产品质量的有力保障。
        6以EDA技术为基础电子电路设计的注意事项
        用EDA技术设计电子电路时，首先要充分考虑电子电路延时的不确定性，要使电路在系统进行自动编译时变得冗余而简单，因此，在应用EDA技术时，要注意避免使用数量较多的逆转器，同时要使逆转器与逆转器并联，形成逆转器延迟电路。二是在设计过程中，输入的引脚不能处于空置状态，要确保有信号源驱动引脚，并保持部分不用的引脚接地，同时，装置的电源应始终与地线引脚连接。设计时应尽量避免器件过热。
        结束语
        随着中国经济技术的发展，电子产品得到了迅速的发展。EDA技术是现阶段中国电子产品设计的核心技术之一，已成为电子产品发展的有力保障。EDA技术将随着科学技术的发展而不断提高和加速电子工业与设计的技术创新，并将成为提高电路设计水平的必然途径。如果你已经掌握了EDA技术，作为设计师，我们就需要掌握电子系统的发展方向，开发和设计更加高效、实用的电子产品。
        参考文献
        [1]张玉伽.浅析EDA技术在电子工程设计中的应用[J].电子制作.2016 (16)
        [2]朱金明，黄理瑞.浅析电子设计中EDA技术的应用[J].数字技术与应用.2014(07)
        [3]崔莹.电子信息工程的现代化技术[J].中外企业家.2015(18)
        [4]李伟.电子信息工程中计算机网络技术的应用[J].中外企业家.2015 (18)