廣州數控信息科技有限公司 鄧藹仙

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電子工程設計中EDA技術的作用及應用探討

廣州數控信息科技有限公司 鄧藹仙

【摘要】電子工程發(fā)展至今，正在逐漸實現小型化、大容量以及快速化，其系統(tǒng)設計也在逐步進化。EDA技術引進到電子工程設計中實現了革命性的革新，實現了科技的發(fā)展和提高，實現了電子產品的更新換代。本文主要對EDA技術的產生和發(fā)展、基本特點、軟件及其在電子工程設計中的應用展開了探討。

【關鍵詞】EDA技術；電子工程設計；應用

當今時代作為一個信息時代，電子工程的發(fā)展趨勢迅猛，結合信息技術以后，電子科技產品實現了迅速的更新換代。電子科技產品能夠為人們提供便利，令其服務趨向于智能化［1］。然而，在電子工程發(fā)展期間也存在著一些問題，電子工程設計需要更先進的技術，因此，EDA技術被引進到了設計中來。

1 EDA技術概述

EDA，英文全稱為Electron Design Automation，也就是電子設計自動化。該技術通過進行大范圍的邏輯編程，通過描述語言進行系統(tǒng)邏輯表達，利用相關軟件進行自動電子設計，進而完成對特定芯片的編譯工作，主要應用于電子系統(tǒng)。EDA技術中除了能夠完成自動電子設計，還能夠進行電路板輔助設計以及計算機輔助設計，是在CAD技術的基礎上發(fā)展而來，在電子計算機行業(yè)中得到了廣泛應用［2］。

2 EDA技術的特點和技術軟件

2.1 基本特點

EDA技術與傳統(tǒng)技術的最主要區(qū)別就是設計流程，傳統(tǒng)設計是“自下而上”，而EDA技術則是“自上而下”［3］。傳統(tǒng)的設計方法要先確定集成電路芯片的基本特點，隨后對各個模塊進行具體設計，最終集合到一起完成系統(tǒng)設計。這種方式的效率很低，需要大量的器件，非常容易在設計中出現故障，進而損耗大量的元器件。應用EDA技術以后，在設計初期并可以對各個部分進行細致規(guī)劃，在劃分方框圖時進行糾錯和仿真，并進行綜合優(yōu)化。利用EDA技術能夠幫助用戶對任意硬件進行功能描述，減低失誤率、提升工作效率。

2.2 技術軟件

EDA技術軟件主要包括兩種：EWB軟件，在PC基礎上集合了集成工具、原理圖輸入工具、設計文件夾、仿真器等多項功能的設計軟件；PROTEL軟件，該軟件應用較為廣泛，主要包括印刷電路板和電路原理圖兩部分設計系統(tǒng)，近年來主要被應用于設計高層次的電子工程，發(fā)展較為迅速［4］。

3 電子工程設計中EDA技術的實際應用

EDA技術在最近幾年實現了飛速發(fā)展，應用領域和范圍正在逐步擴增，包括生物化工、通信、航空航天、醫(yī)藥、軍事等行業(yè)都有應用，其中最為突出的就是電氣工程設計。利用EDA技術進行電子設計，能夠利用虛擬儀器進行有效測試。如下圖1所示，為EDA技術的應用流程。下面筆者針對電子工程設計中EDA技術的實際應用進行分析。

圖1 EDA技術的應用流程圖

3.1 仿真電路設計

通常情況下，電子工程有了確定的設計方案以后，需要對該方案進行科學性和可行性驗證，這就需要進行系統(tǒng)仿真模擬［5］。EDA技術能夠提供仿真模擬，確定設計系統(tǒng)的具體關節(jié)函數，并借助相應的數學模型進行測試。經實際經驗證明，利用EDA仿真技術不僅可以應用到電子工程設計的驗證中，還能對新思路的設計方案進行合理性推測。仿真測試結束后，相關的電路結構便可以進一步進行結構嚴整，確定其設計是否正確。EDA技術這種有效的糾錯功能幫助我國的電子工程事業(yè)實現了穩(wěn)步發(fā)展。

EDA技術中最具有代表性的就是CPLD/FPGA設計仿真，下面筆者以應用該仿真設計技術的數據采集控制系統(tǒng)為例對其進行簡要介紹。系統(tǒng)設計目標是設計一個A/D轉換器取代微控制器，進而完成數據控制采集。如圖2所示，該系統(tǒng)的構成部分包括鍵盤、七段顯示器、模數轉換器以及CPLD/FPGA芯片，將這幾個部分進行組合后，通過VHDL硬件語言完成程序設計仿真模擬，確定程序正確后，將程序轉移到芯片中，便可以完成設計目標。該系統(tǒng)通常應用于工業(yè)生產或是科學實驗中，能夠對各種類型的物理量進行實時數據采集和測試并進行有效反饋，例如：溫度、電壓、電流等等，在軍事、醫(yī)學等領域中也有所應用。該系統(tǒng)基于EDA技術進行CPLD/ FPGA仿真模擬，在實際應用中具備更靈活、更簡潔的特點。

圖2 數據采集控制系統(tǒng)框圖

3.2 優(yōu)化電路性能設計

對于電子產品來說，容差的性質和工作溫度是影響電路安全運行的重要因素。在進行傳統(tǒng)電子工程設計過程中，往往很難對這兩個因素進行細致全面的分析，也就是說設計方案并不能更為理想，進而器件自身的溫度和容差也無法保證最佳。將EDA技術應用到電子工程設計中以后，由于該技術能夠提供溫度分析以及統(tǒng)計分析功能，進而元器件的最佳參數、最佳溫度、最佳結構都能利用該技術予以確定，工程設計方案也能得到有效優(yōu)化，產品質量也能夠得以提升，進而相關企業(yè)的經濟效益也能得到提升。

3.3 有效性分析

EDA技術在電子工程設計中應用還能對電路進行有效性分析，這也是非常重要的一點。無論是設計何種工程系統(tǒng)，都需要對其進行數據測試和特性分析，但是在實際設計期間，考慮到硬件以及現有技術的約束，設計方案往往具備一定的局限性，不僅結果會出現問題，電路測試本身也不夠精確，可想而知，產品的后續(xù)工作很難實現高質量服務。利用EDA技術，能夠實現更為精確、功能更全、精度更高的測試，按照更好的順序完成設計工作，避免出現局部性差異，設計方案的整體性和合理性能夠得到有效提升。

4 電子工程設計中應用EDA技術的注意事項

在實際工作中，利用EDA技術進行電子工程設計需要對以下內容加以關注：第一，設計電子電路的過程中，考慮到延時時間的不確定性，有些贅余的自動編譯電路，設計反向器的個數要盡量保證為奇數，彼此間進行串聯；第二，輸入引腳不能令其懸空，一定要保證接地，驅動期間要保證信號有源；第三，各個電源要保證接地，若是需要，對于連接部分要進行解耦和濾波處理；第四，設計期間，引腳和邏輯單元要將多余部分留出，若是以后還需要進行擴展或修改，可以繼續(xù)進行；第五，各個器件在使用過程中要適當進行冷卻處理，避免由于工作時間過長或是器件本身原因導致過熱損壞。

5 結語

EDA技術作為電子技術中最具有代表性的技術之一，在信息時代實現了飛速發(fā)展，能夠為電子工程設計提供更為有效的幫助。最近幾年，相關的專家學者對EDA技術進行了高層次的研究，其綜合技術水平得到了有效提升，我國的電子工程設計效率、產品附加值得以提升，為該行業(yè)的發(fā)展打下了堅實的基礎。

參考文獻

［1］趙歡歡.電子工程設計的EDA技術研究分析［J］.電子技術與軟件工程，2014（03）.

［2］姚國雪.電子工程設計的EDA技術芻議［J］.中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2014（10）.

［3］朱金明，黃理瑞.淺析電子設計中EDA技術的應用［J］.數字技術與應用，2014（07）.

［4］許勇.電子工程設計中EDA技術的應用研究［J］.福建電腦，2014（09）.

［5］齊江濤.電子工程設計中EDA技術的分析［J］.福建質量管理，2015（10）.