電子工程設計中EDA技術的應用

引言：21世紀是信息化與電子科技并存的時代，這個時代大幅度縮短了電子產品更新換代的周期，同時也逐步實現了電子產品發展的大容量、高集成、小體積等。此時電子產品設計的難度系數卻明顯增加，本文由此引入了EDA技術。

EDA（或電子設計自動化）開發的理論基礎有計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）。EDA技術融合了圖形學、數據庫、計算數學、圖論與拓撲邏輯、優化理論等學科，是微電子技術、計算機信息技術、信息分析與信號處理技術、電路理論深入發展的產物，其中計算機是實現EAD技術的唯一工具。針對電子工程設計中EDA技術的應用，本文以EDA技術的實現步驟為依據，從電路設計的仿真分析、電路特性的優化設計兩個方面展開了討論。

一、EDA技術的實現步驟

EDA技術是現代電子設計技術發展的導向，其本質特征表現為硬件描述語言HDL（高級語言描述）的應用，即對信號連接關系、硬件電路的功能、定時關系的語言予以描述。由此可見，EDA技術具有自動化程度高、支持并行操作、語言描述范圍廣、語言公開可利用、整體設計方案科學合理等優點。針對EDA技術的實現步驟，其主要包括文本/原理圖編輯與修改、編譯、綜合、行為/功能仿真、適配、功能/時序仿真、下載、硬件仿真與測試。

（一）文本/原理圖編輯與修改，即利用文本/圖形編輯器以文本/圖形方式把設計者的設計意圖表達出來。

（二）編譯，即利用編譯器對設計描述展開排錯編譯，由此把設計描述轉換為特定文本格式。

（三）綜合。此步驟要求把硬件的可實現性與軟件設計合二為一，即以硬件電路取代軟件設計，由此可利用HDL綜合器實現網表文件的生成，同時以門級為出發點，對門電路結構予以描述。

（四）行為/功能仿真，即利用網表文件對設計描述予以功能仿真，由此判斷設計描述是否與設計意圖一致。

（五）適配，即利用網表文件和布局布線適配器就某一目標器件予以邏輯映射操作（如邏輯分割與優化、底層器件配置、布局布線）。待邏輯映射操作結束后，EDA軟件會就此項設計產生多項結果（如下載文件、適配報告等）。

（六）功能/時序仿真。此步驟的仿真精度相當高，即與真實情況特別接近。

（七）下載。若上述六大步驟皆能順利完成，則可把源于適配器的文件下載并轉存到目標芯片。

二、電子工程設計中EDA技術的應用

近年來，EDA技術得到了深入地發展與完善，同時EAD技術的應用領域也變得更廣，如醫藥、通信、生物、化工、航空航天、電子工程、軍事等。其中電氣工程設計領域EDA技術的應用尤其突出，即利用EDA技術所提供的虛擬儀器測試產品，把FPGA/CPLD器件應用到ASIC/PCB設計和儀器設備設計等。基于此，下文主要就電子工程設計中EDA技術的應用展開討論。

（一）電路設計的仿真分析

待確定了電子工程設計方案后，有必要利用結構模擬和系統仿真等方法就此設計方案的科學性、合理性和可行性予以研究分析。如果利用EDA技術對電子工程設計方案予以仿真分析，則首先應該明確此系統相關環節的傳遞函數，再利用數學模型就確定的傳遞函數予以仿真分析。研究證實，此系統仿真技術完全可應用到非電子工程專業系統設計領域，同時可用來驗證相關新構思和新理論的合理性。待完成了仿真分析后，應該就各系統電路結構予以模擬分析，以此判斷電路結構性能指標的可實現性和設計的正確性。總體而言，此種量化形式的分析防范可為我國電子工程設計水平的提高提供可能。

（二）電路特性的優化設計

眾所周知，電子產品元器件的容差較其他同類產品佳，且直接控制好元器件工作的環境溫度便可確保電路運行的穩定性和安全性。然而，傳統的電子工程設計方案卻難以實現對元器件容差、工作的環境溫度的系統性分析，由此便大大限制了電子工程設計方案的質量，同時也無法確保元器件容差最佳和工作的環境溫度最優。基于此，本文引入的EDA技術便可有效攻克此類問題，即利用EDA技術做提供的統計分析功能和溫度分析功能，可確保元器件容差最佳和工作的環境溫度最優，究其原因為：統計分析功能和溫度分析功能可準確確定元器件的最佳參數和電路結構，同時可提高元器件自身性能與工作環境溫度間的協調性和一致性。由此可見，EDA技術可為電子工程設計方案的優化和電子產品使用質量的提高提供可能。

三、總結

近年來，國際學者紛紛致力于EDA技術領域高層次設計技術的研發和推廣，其中取得的成效尤其顯著（備注：EDA技術領域主要有高層次綜合技術、硬件描述語言、測試設計的綜合技術、高層次模擬技術等）。總體而言，EDA技術是我國電子工程設計變革的巨大推動力，同時基于EDA技術的電子產品的使用性能和專業化程度皆較基于傳統設計方案的電器產品優。由此可見，若把EDA技術應用到電子工程設計領域，其必然能為工作效率的提高和電子產品附加值的擴展提供可能。

參考文獻

[1] 唐光帥.談EDA技術在電子工程設計中的作用[J].大觀周刊，2012，（17）：130-131.

[2] 白楊.電子工程設計中EDA技術的應用[J].科海故事博覽·科技探索，2012，（6）：242.

[3] 于洋.分析EDA技術在電子工程設計中的應用[J].電子制作，2012，（12）：83.

[4] 崔國瑋，李文濤.基于EDA技術的數電課程設計新模式的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2008，25（1）：123-125.

[5] 徐冠宇.淺談電子工程設計的EDA技術[J].中國科技縱橫，2011，（9）：328.