電子工程設計應用探討

引言：隨著科技的發展，各種先進技術在電子工程應用的形式也越來越多樣化，包括EDA技術電子工程技術開發，電子工程的發展是一項重要成就，做出了巨大的貢獻。在這里，我將解釋這種技術的細節。

一、EDA技術的含義及應用現狀

在20世紀90年代初從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發展而來的。EDA 技術就是以計算機為工具，設計者在 E-DA 軟件平臺上，用硬件描述語言HDL完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計算機信息技術、微電子技術、電路理論、信息分析與信號處理的結晶，也是現代電子工程的最重要的應用技術。

自從該技術研發至今，已經得到了廣泛的應用，現在對EDA的概念或范疇用得更加寬。包括在機械、通信、電子、航空航天、礦產、化工、醫學、生物、軍事等各個領域，都有EDA的應用，這種技術的應用不僅得到了良好的效果反饋，也為所在的領域的發展起到了極大的促進作用。同時，EDA在教學、科研、產品設計與制造等各方面發揮著重要的作用，因其包含的技術的先進性，致使其相關的產品的研發有很大的技術研究價值。在技術教學方面，現在幾乎所有理工科類的高校都有開設了EDA課程，成為了理工科的學生，尤其是電子類專業的學生必修的科目，也是學生們了解目前的科研方向和市場動向的一個有效的途徑。主要的目的是讓學生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語言編寫規范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用 EDA 工具進行電子電路課程的實驗驗證并從事簡單系統的設計。一般學習電路仿真工具（如multiSIM、PSPICE）和PLD開發工具（如Altera/Xilinx 的器件結構及開發系統）。科研方面主要利用電路仿真工具（multiSIM或PSPICE）進行電路設計與仿真，可以在儀器和工具的設計階段有效的解決各種電路的假設與試驗，大大的提高了設計人員的工作效率；利用虛擬儀器進行產品測試，作為流水線的一個重要環節的產品測試，對于該技術的應用也有著非常重要的意義；將CPLD/FPGA器件實際應用到儀器設備中；從事PCB設計和ASIC設計等。在產品設計與制造方面，包括計算機仿真，產品開發中的EDA工具應用、系統級模擬及測試環境的仿真，生產流水線的EDA技術應用、產品測試等各個環節可以大大的提高流水線的作業效率，節省了人工。EDA軟件經過多年的發展，其功能也日益強大，原來功能比較單一的軟件，現在增加了很多新用途，極大的豐富了軟件的作用。如 AutoCAD軟件可用于機械及建筑設計，也擴展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機的模型、電影特技等領域，隨著未來該技術的發展，其應用的范圍必將越來越廣泛。

二、EDA技術的特點

EDA技術之所成為今天電子信息工程中的重要技術，具有“自頂向下（Top—Down）”的設計程序，這種設計程序的最大特點就是改變了以往的軟件程序的設計思維，也就確保設計方案整體的合理化；由于EDA采用高級語言描述，有語言公開可利用、描述范圍廣、可以系統編程和現場編程等特點；該軟件的自動化程度高，所以可以進行各級的仿真、糾錯和調試工作，大大的提高了工作效率和準確度。這些特點也EDA技術得到廣泛的應用的重要原因。

三、EDA技術的作用

EDA技術中的溫度分析和統計分析功能可以分析各種溫度條件下的電路特性，便于確定最佳元件參數、最佳電路結構以及適當的系統穩定裕度，真正做到電路特性的優化設計。在進行電路測試時，測試的結果會受到諸多因素的影響，從而導致其準確度受到影響，另外由于受到測試手段和儀器精度限制，測試的時候會出現很多技術問題，這種情況下DEA技術，就可以依據其全功能測試解決數據測試和特性分析的問題，大大的提高了應用的效率。

四、EDA常用軟件

EDA軟件發展很快，目前被我國廣泛應用的有：multiSIM7（原EWB的最新版本）、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Men-tor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、Mi-croSim 等等。但是很多軟件的應用技術具有專門性的特點，使得其應用范圍大大的受限，所以下面簡單介紹一下PCB設計軟件、IC設計軟件、PLD設計工具及其它EDA軟件的常見種類。

4.1PCB設計軟件

PCB（Printed-Circuit Board）設計軟件是最早的基于 EDA技術的軟件之一，經過多年的發展更是種類繁多，常見的如 Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGrap-hices 的 Expedition PCB、Zuken CadStart、Win-board/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard（與LiveWire配套的PCB制作軟件包）、ultiBOARD7（與multiSIM2001配套的PCB制作軟件包）等等。

4.2IC設計軟件

IC設計工具也很多，ASIC設計領域有名的軟件供應商主要有 Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中國華大公司也提供ASIC設計軟件（熊貓2000）。

4.3PLD設計工具

PLD（Programmable Logic Device）是一種由用戶根據需要而自行構造邏輯功能的數字集成電路。從目前的市場應用情況來看，目前主要有兩大類型：CPLD（Complex PLD）和FPGA（FieldProgrammable Gate Array）。它們的基本設計方法主要借助于EDA軟件，在該技術的基礎上用原理圖、狀態機、布爾表達式、硬件描述語言等方法，生成相應的目標文件，最后用編程器或下載電纜，由目標器件實現，可以根據用戶的需要設計出各種個性化的使用工具。Altera、Xilinx和Lattice這三家公司是PLD眾多生產廠家中比較有代表性的。

綜上所述，EDA技術的出現是電子設計領域中的一次革命，21世紀是信息技術和電子技術的時代，也是EDA技術的高速發展階段。EDA技術作為電子產品開發研制的動力，大大的促進了我國的電子產品行業的發展，也是未來的電子技術的發展的方向，因為實踐中我們可以看到采用EDA技術制作的電子產品具有容量大、實時性好、體積小、可靠性高的優點，所以被廣大的生產企業廣泛的應用。雖然我國對于這項技術的引用較晚，發展也處于起步階段，但是其在我國的發展前景是樂觀的。變現為電子設計工程人員掌握這一技術，不僅是提高效率的需要，更是開發高附加值電子產品的需要，任何的生產廠商搜力圖尋找一種體積更加小，性能更加好的電子技術，EDA技術和其衍生的各種軟件無疑符合了這一要求，也是其強大的生命力的根源所在。隨著80C時代的到來，EDA技術在移動通信系統、衛星系統等對重量、體積及速度敏感的領域將具有重要的實用價值，不久的將來會應用于我國的各項通訊技術和空間技術領域。并且根據最新的統計結果顯示，我國和印度正在成為EDA技術設計方面發展最快的兩個市場，相信在不久的將來，我國的科技工作者和設計團隊會趕上世界先進水平，將這一優秀的電子設汁技術更好的應用到社會發展的各個領域，研發出更多的自主產品和應用軟件，為祖國建設提供更好的技術支持。

參考文獻

[1][法]埃里克·麥格雷著.傳播理論史[M].劉芳，譯.北京：中國傳媒大學出版社，2009：65.

[2][美]E·M·羅杰斯著.傳播學史——一種傳記式的方法[M]，殷曉蓉，譯，上海：上海譯文出版社，2005：350.

（作者單位：河北省工程咨詢研究院）