電子線路設計中EDA技術的應用

潘乙銘 周克蘭

摘要：計算機技術的飛速發展帶動了電子技術的發展更新，也推進了EDA技術的發展。EDA技術為電子產品研發中的一種重要技術手段，此技術內容豐富，涉及范圍廣泛，可對電子產品實現自動化設計，最大限度提高電子系統設計效率，實現電子線路在設計上的長遠發展。本文在對EDA 技術特征進行簡單介紹基礎上，對電子產品線路設計中EDA 技術的設計流程及設計步驟進行論述，并通過電子線路設計實例，以PSPICE仿真軟件對EDA技術應用效果進行分析。

關鍵詞：電子產品 線路設計 EDA 技術

中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）07-0140-01

1 EDA技術特征

EDA（Elechonice Des5p AM·toM60n）技術為電子設計自動化英文縮寫，為PLD（可編程邏輯器件）這一規模巨大電子設計載體下，通過HDL（硬件描述語言）對于系統所進行的一種邏輯描述及表達[1]。在EDA技術相關工具軟件下，依托功能強大計算機系統，利用EDA技術對系統邏輯進行描述，就能夠實現電子系統自動化設計。可以說EDA技術下，設計人員能在最短設計周期中快速高效完成電子產品設計任務，設計投入成本大大減少。

對EDA技術特征進行分析，此技術最特別的是電子設計流程不是自下而上設計，而是自上而下設計。在設計上EDA技術自電子系統的設計整體思路出發，設計前規劃好系統各個部分間結構，并在綜合優化方法下將所有相關工作完成，隨后通過EDA技術幫用戶對系統內的任意硬件功能實現描述，描述后在CPLD（復雜可編程的邏輯器件或者是FPGA（現場可編程的門陣列對電子系統設計結構進行最終實現[2]。從這個特征分析，EDA技術將傳統電子設計技術弊端有效解決，電子系統實際應用過程中故障出現幾率大大減少，設計效率實現了大幅提升。

2 電子線路設計中EDA 技術的應用

電子線路設計中EDA設計應按照“自上而下”設計流程一步步進行，主要的設計步驟如下所示：

（1）對電子系統進行“自上而下”的劃分。

（2）進行VHDL代碼輸入，此種輸入方式為高層次電子設計中一種最普遍方式。

（3）將電子系統的輸入代碼用標準VHDL文件進行編譯。對于大型電子設計來講，編譯中還要對代碼級功能進行仿真，對系統功能設計正確與否進行檢驗，避免設計中出現重復設計。

（4）對VHDL源代碼在仿真器下進行優化處理，處理后生成門級描述性質的網表文件，此為硬件電路轉化的一個關鍵步驟。綜合優化處理之后，就能夠在適配前通過網表文件進行時序仿真。

（5）優化后的網表文件通過適配器件對其中的具體目標器件邏輯映射，操作過程主要有：底層器件的配置，目標器件邏輯分割及優化，目標器件的布局布線。完成適配之后，會產生適配報告、適配仿真模型及器件的編程文件[3]。通過適配報告對芯片中資源的利用狀況及布爾方程進行描述，通過仿真模型能對適配后時序進行有效仿真，對芯片未來性能進行精準預測。

（6）適配后將器件的編程文件利用編程器下載至CPLD/FPGA這一目標芯片中。如電子產品屬于大批量的開發，可以通過廠家綜合庫更換通過ASIC語言來進行實現。

3 電子線路設計中EDA技術應用實例

在電子線路設計中，EDA技術軟件最常用的有 Spice/Pspice、Oread、Mmicad、Multisim、SystemView等[4]。下面基于PSPICE軟件對電子線路設計中EDA技術應用進行實例分析。

3.1 PSPICE軟件特點

PSPICE軟件為基于PSPICE的電路仿真軟件及工具，這種軟件下不僅能夠進行文本輸入，同時還能夠進行圖形輸入，元器件庫龐大，參數模型多樣，測試儀表種類齊全。一般PSPICE軟件擁有如下分析功能：①對線路內的直流工作點進行分析；②進行瞬態分析，對選定節點在顯示周期內各個時刻電壓波形進行整體分析；③進行傅里葉分析，對某個時域下信號分量（諧波分量、基頻分量、直流分量）進行分析；④對交流小信號進行分析，主要對信號頻域、電路噪聲進行分析，對信號失真進行分析；⑤對線路進行參數掃描、函數傳遞，對直流、交流下的靈感度進行分析等等。

3.2 電子線路PSPICE仿真實例

對BJT 互阻放大電路進行仿真分析，相關參數如下：BJT型號： NPN型2N3904硅管，β取160。電路相關參數取值為：Vcc=12 V，Rf=10 k，RL=100Ω，Rc=500Ω。對電路內Q點（靜態工作點）基本狀況進行分析，隨后對電路內Rf（反饋電阻）值自5kΩ至 50kΩ間變化情況進行分析，對電路工作的環境溫度自-30℃—50℃間，Ic（集電極電流）數值變化的情況進行分析。

利用PSPICE軟件內的[Schematics]進入主窗口，繪制出電路的相應原理圖，并利用Analysis＼Setup內的Bias Point Detail對數值進行分析，并將分析結果傳輸到輸出文件，得到如表1所示的仿真結果。通過此結果能獲得Q點工作中的基本狀況。

通過分析能夠看到EDA 技術設計能力準確高速，可讓高精端線路性能得到良好保障，是現代電子線路設計中的一個關鍵技術，在電子產品線路設計中應用廣泛。

參考文獻

[1]劉犁.EDA技術在通信電子線路中的推廣應用[J].數字技術與應用，2015（6）：59-59.

[2]楊樹紅.通信電子線路中EDA技術的實踐運用淺析[J].山東工業技術， 2015（23）：124-124.