電子設計自動化技術及應用

時間：2024-11-05 15:10:00 EDA技術培訓

電子設計自動化技術及應用

　　電子設計自動化技術是將計算機技術應用于電子設計過程的一門新技術，為電子系統的設計帶來了革命性的變化。下面是小編整理的電子設計自動化技術及應用，歡迎大家參考!

　　一、電子設計自動化技術的概況

　　現代電子產品多體現開發周期短、更新換代快、功能多重、能耗偏低等特點，產品體積日趨小巧，相比較傳統電子產品，其廣泛運用現代科學技術，電子設計自動化程度提升，產品的競爭力迅速提高，能夠更有效運用現代化科學技術，以適應時代發展變化。而這歸因于電子設計自動化技術，集合眾多學科的最新研究成果發展而來的一門新科學領域技術。

　　電子設計自動化技術內容主要為大規模可編程邏輯器件(簡稱PLD)、硬件描述語言(簡稱VHDL)、軟件開發工具(主要為MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series)和實驗開發系統四個方面。大規模可編程邏輯器件是EDA技術的設計載體物質，幫助用戶利用編程實現邏輯功能;硬件描述語言是電子系統設計實現功能的表達手段;軟件開發工具則是系統化、自動化的設計工具，幫助EDA技術設計電子系統;實驗開發系統則是有助于電子系統設計的系列下載工具和硬件驗證工具。

　　電子設計自動化技術的發展也并非一日而成，由一學科而誕生，其發展經歷三個階段：計算機輔助技術(簡稱CAD)，計算機輔助工程設計(簡稱CAE)和電子設計自動化(簡稱EDA)。

　　(一)CAD階段(20世紀70年代)

　　早期電子系統硬件設計經由分立元件向集成電路模式發展，硬件設計隨之進入早期發展階段。硬件設計主要采用集成電路，并將其焊接在電路板上，做成早期的電子系統，而對系統的調整試驗則是在PCB上進行。制作過程的復雜性要求，傳統的利用手工圖紙方式無法實現，因此過程高度復雜的產品設計工作由CAD工具，利二維圖形編輯和分析完成。在20世紀70年代EDA技術發展階段，電路板畫圖工具受到計算機工作平臺的約束，其設計的性能較差，工作時間受制約有限。

　　(二)CAE階段(20世紀80年代)

　　20世紀80年代推出了新的EDA工具，伴隨著計算機和集成電路的推廣發展而來的計算機輔助工程設計階段到來――CAE階段。其推出的EDA工具主要核心為邏輯形式模擬、計劃性分析、模擬故障分析和自動布局布線，解決之前無法完成的對工具功能檢測的重點問題。設計師在產品制造之前可以提前知曉產品的功能，利用計算機生成有關產品制造的文件，幫助在設計古城有效對產品性能進行早期分析檢測。

　　EDA工具核心之一――自動布局功能與早期階段產品設計工具解決人工重復繪圖的缺陷相比較，80年代的CAE工具可以保證設計和制造出最優的電子產品，該工具不僅可以為產品開發提供便利，也能幫助設計人員提供最佳腦力創作。然而，電子系統復雜多樣化，EDA工具無法全面滿足設計要求，無法對產品設計元件進行優化處理。

　　(三)EDA階段(20世紀90年代)

　　這一階段EDA技術向電子產品自動化設計方向大幅度進步，歸功于微電子技術的迅猛發展――芯片集成于工作效率的技術創新。集成電路高速率設計和電子系統的高水平發展趨勢，極大促進了電子設計自動化技術取得進步發展。EDA工具實現設計、測試、生成文件等系統化的電子系統設計自動化，其不僅僅具備系統設計能力，并且包含各個工藝標準元件庫，實現系統設計能力獨立化，幫助設計工程師熟練設計電子系統[1]。

　　二、EDA技術應用藍圖

　　EDA技術應用前景廣泛，可應用于高校實驗教學活動、產品開發和科研、電器設備的更新換代與改造。隨著軟件開發功能的完善，電子系統可以集成在一個芯片上，產品設計硬件則可以利用軟件方式完成，全面實現系統的編程和升級活動，因此，在科研活動和產品的開發過程中，EDA技術可被廣泛運用。

　　各高校電子類專業較為火熱的教學活動以及研究課題，都較多借用EDA技術設計各種復雜的數字系統，完成系統的開發與實驗，同時也可以便捷地應用該技術進行硬件驗證，簡化數字電子設計實驗的流程，而不同的學生可以根據自身的設計完成各項實驗活動，便于高校教學活動的進行，也有利于提高學生的自我創造能力。這種技術大大簡化了高校實驗教學成本，因而也被推廣應用。

　　采用EDA技術可以對機電設備中的電器控制系統進行重新設計或改造，設計時間較短，成本較低，同時可以提高機電設備的性能，增加產品的技術含量。電子產品更新換代速率愈來愈快，為滿足市場消費需求，不一定要求所有的工程師創造出新的產品設計，在傳統機電設備的基礎上，對設備電子系統進行規劃設計或改造，有利于產品額外價值的實現[2]。

　　三、總結

　　進入21世紀90年代，隨著集成電路、微電子技術和芯片組合技術的發展完善，EDA技術在數字系統和微電子技術領域不斷發展，現代電子系統設計成為電子領域發展的重要內容，同時EDA技術也需要在PLD和VHDL方面做出不斷的更新完善，使之在計算機、工業、電器等領域廣泛拓寬應用市場，利用電子設計的優勢制造出領域更寬廣的電子產品。在此可以展望EDA技術的興起將超越電子設計領域向其他領域發展，設計不再單純是電子類專業的設計，電子系也不再是工程師的代名詞。

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