淺談計算機技術(shù)在自動化設(shè)計中的應(yīng)用

高珊

摘要：使用計算機幫助人類進行設(shè)計可以大大減輕人們的勞動量并提高設(shè)計質(zhì)量。人們將預(yù)先編好的程序輸入到計算機中，使計算機完成相關(guān)設(shè)計工作，我們稱之為自動化設(shè)計。本文介紹了如何利用計算機技術(shù)進行自動化設(shè)計，自動化設(shè)計對計算機技術(shù)的要求以及自動化設(shè)計未來的發(fā)展方向，對統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫做出了展望。

關(guān)鍵詞：計算機；自動化設(shè)計；電路

隨著計算技術(shù)的發(fā)展與成熟，由于其計算速度快、計算結(jié)果精準等優(yōu)點被應(yīng)用于諸多行業(yè)，通過設(shè)計人員的不斷努力，第二代計算機已經(jīng)能夠應(yīng)用于自動化設(shè)計中。

1計算機設(shè)計過程

1.1總體設(shè)計

自動化設(shè)計工作展開之前，設(shè)計人員首先要考慮設(shè)計對象的大小、用途、運行速度等信息。進而設(shè)計出控制器、存儲器等的草圖：規(guī)劃處各部件之間信息的傳輸方式等。

1.2邏輯設(shè)計

總體設(shè)計完成后。設(shè)計人員需要設(shè)計出每一個構(gòu)件詳細的線路圖，列出邏輯方程。邏輯線路中會用到基本的邏輯單元非門、或非門等。這為工程實現(xiàn)提供了基本信息。

1.3工程實現(xiàn)

也可稱為硬件的實現(xiàn)。在自動化設(shè)計中，所用計算機往往有許多單元構(gòu)成，而最基本的單元就是邏輯門。另外還有插件、底板、機柜等。這一階段主要任務(wù)是：

（1）劃分。劃分也叫作框插件，例如一臺4級單元結(jié)構(gòu)的計算機中，單元、組件、插件和機柜分別是1、2、3、4級單元。在劃分的時候就需要分兩次進行劃分，將單元劃分到組件上；將組件劃分到插件上。

（2）布局。布局主要包括組件的布局和插件的布局。例如組件在插件上的布局，X個組件要布局到插件上Y個位置，組件之間需要用線進行連接，使連線總長度最小，這樣有利于之后的布線。一般布局方法為迭代法與構(gòu)造法。

（3）底板的布線。一塊電路板上已經(jīng)布局完成了若干個單元，根據(jù)各單元之間設(shè)計好的連線圖與附加條件（如雙層布線）進行合理布線。布線分為四個步驟：第一、確定連線順序；第二、分層；第三、確定走線方向與順序；第四、走線。

（4）生成組裝文件、表格、資料。

（5）生成故障測試資料。隨著技術(shù)的提高，線路板的集成度也越來越強，一塊線路板就有可能集合了幾十個到幾百個不等的電路單元，而一臺計算機中則包含了幾千塊插件。對于這些電路的故障測試僅依靠人工已經(jīng)無法實現(xiàn)，因此人們發(fā)明了自動測試，利用計算機技術(shù)生成測試電路的診斷表測試資料，再對應(yīng)各個電路，發(fā)現(xiàn)有無問題存在。

2自動化設(shè)計系統(tǒng)

針對每一個環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的自動化設(shè)計系統(tǒng)，如邏輯模擬系統(tǒng)、布線系統(tǒng)等。設(shè)計人員在為這些系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)時應(yīng)按照自己的使用習慣和語言進行表達，盡可能使輸入數(shù)據(jù)量變小，如果信息量過大則自動化設(shè)計的優(yōu)勢將不再明顯。而這種為每一個系統(tǒng)都輸入數(shù)據(jù)的做法本身是一項龐大的工程，因此人們也在積極尋求一種方法能夠?qū)⑸鲜鱿到y(tǒng)連接起來，形成一個統(tǒng)一化的自動設(shè)計系統(tǒng)。

統(tǒng)一的自動化控制系統(tǒng)的核心應(yīng)該是數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)據(jù)庫將各個系統(tǒng)有機的整合起來。而這個系統(tǒng)無疑是龐大的。不可能一開始就有詳細計劃。而需要設(shè)計人員不斷地填充信息，逐漸形成。如此龐大的數(shù)據(jù)需要有大容量的存儲器和高效的處理器，以增強計算機的處理數(shù)據(jù)的能力。如果計算機規(guī)模過小。內(nèi)存低，運算慢。則會嚴重阻礙自動化的實現(xiàn)。而附加設(shè)備也必須能夠達到一定工作水平，如打印機、繪圖儀、讀盤設(shè)備、照相設(shè)備等。

3自動化設(shè)計的發(fā)展方向

計算機設(shè)計自動化的概念是在上世紀五十年代提出的，到如今也只有幾十年的發(fā)展歷史。其中六十年代是發(fā)展的高潮，各個國家都由相關(guān)報道，七十年代起，許多大學已經(jīng)開設(shè)了自動化課程，并出版了許多相關(guān)文獻資料。

自動化成為了人們不斷研究的課題，為設(shè)計人員帶來了諸多便利，減輕了他們的勞動量，能夠更簡便的解決復(fù)雜問題。而在這一領(lǐng)域中，還有許多數(shù)學方面的問題尚未解決，這激發(fā)了許多理論工作人員的研究興趣，而對于設(shè)計人員來講，這一領(lǐng)域考驗他們的是復(fù)雜的技巧、豐富的經(jīng)驗以及設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量。

隨著最近幾年自動化設(shè)計的發(fā)展，邏輯模擬、布線、語言描述等系統(tǒng)都取得了不錯的進展，全面提高了自動化設(shè)計的水平，使其向著統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫方向發(fā)展，許多自動化設(shè)計單位已經(jīng)建立起了完善的設(shè)計系統(tǒng)。而隨著自動化設(shè)計中計算機規(guī)模的增加，對自動化設(shè)計系統(tǒng)的要求也在逐漸提高；反過來看，自動化設(shè)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)的增加也對計算機的存儲能力、讀寫能力、運算方法等提出了更高的要求。因此，自動化設(shè)計人員應(yīng)加強工作能力，尤其理論內(nèi)容，努力提高計算機的運算方法，使之能夠更好地代替人類進行現(xiàn)代社會中自動化設(shè)計工作。

4結(jié)語

綜上所述，自動化設(shè)計技術(shù)屬于新興技術(shù)，在實際運用中還存在許多不確定因素，并且隨著計算技術(shù)的發(fā)展與配置的提高，自動化技術(shù)并將迎來較大的變革，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫已經(jīng)指日可待。因此，設(shè)計人員應(yīng)注意加強自身相關(guān)技術(shù)知識，是自己在改革的浪潮中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，推動自動化技術(shù)的成熟與發(fā)展，為我國自動化產(chǎn)業(yè)貢獻力量，使我國生產(chǎn)技術(shù)躋身世界前列。