电子设计应用精选(九篇)
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第1篇：电子设计应用范文
仿真技术是一门利用系统模型对实际或设想的系统进行动态验证的技术，仿真技术综合控制论、系统论、相似原理和信息技术，以计算机和专用设备为工具，能够模拟汽车或飞机驾驶训练，在汽车工业中有着广泛的应用。现代的汽车制造业，对电子设备依赖程度越来越大，随着人们对汽车安全性能要求不断提高，仿真技术在汽车电子设计中得到了广泛应用。仿真技术在汽车电子设计中的应用，缩短了汽车电子系统的研发周期，提高了汽车电子系统设计的安全系数，并帮助工程师在电子系统应用于实践之前发现问题，大大的提高了汽车电子系统的研发效率，推进了汽车工业的发展。
1仿真技术概述
1．1仿真技术在汽车电子设计中的应用优势
信息时代的来临，汽车中应用的电子设备越来越多。电子设备在汽车中的应用，不仅提高了汽车的安全系数，还优化了汽车的驾驶体验，推动了汽车行业的发展。但在汽车新产品研发时，却由于汽车电子系统研发成本过高，限制了汽车行业的发展。仿真技术的出现，为汽车电子系统设计提供了强大的工具。利用仿真技术，工程师可以利用计算机和仿真软件，来模拟汽车的运行状态，并在虚拟现实中对汽车电子系统的设计进行仿真验证。这一研发模式，极大的缩短了汽车电子系统的研发周期，并降低了汽车电子系统研发的资金投入量。我国作为发展中国家，近年来汽车工业的飞速发展正是基于仿真技术的应用实现的。随着计算机互联网技术的发展，仿真技术在汽车研发和制造领域的技术优势更是与日凸显，如何在汽车电子设计中应用好仿真技术，已经成为决定汽车制造企业研发能力的关键之一。
1．2SABER仿真软件与汽车电子设计
SABER仿真软件是美国Analogy公司于1987年推出的模拟机混合信号仿真软件，该软件能够同时对模拟信号、事件驱动模拟信号、数字信号和模数混合信号设备进行仿真，被广泛应用于电子学、电力电子学、电机工程、机械工程、水利、光学和控制系统等研发和数据采样中。该系统在汽车电子设计中的应用，代表着我国汽车电子设计技术进入新的阶段。SABER软件能够分析从SOC到大型系统之间的设计，并模拟数字电路及混合电路，通过仿真内核的运算和模拟，给出与真实实验相似的实验数据，从而帮助设计人员检验设计方案。在现代汽车制造工业中，包括ABS防抱死系统、安全气囊系统、发动机控制系统、车身控制系统均能够运用SABER仿真软件进行仿真检验，帮助设计人员发现设计中存在的问题。该系统目前已经被很多西方汽车制造研发企业定位行业标准，推动了我国汽车制造业和世界汽车制造业的技术发展。
2汽车电子设计中仿真技术的运用
汽车电子设计中仿真技术的运用，主要分为建立数学模型、系统原理仿真和仿真模型的检验修改三个阶段。通过在汽车电子设计中应用仿真技术，有效的降低了汽车电子系统设计验证的资金投入，并提高了工程师的工作效率和质量。
2．1建立数学模型
数学模型的建立，是运用仿真系统设计和检验汽车电子系统的第一步，也是最基础和最关键的一步。计算机仿真软件的根本运行原理就是将实际系统运行的规律转为数学方式，即微分和差分方程来表达。为了实现对汽车电子系统的发展检验，在建立数学模型时，需要将系统原理图中的所有部件及其运动状态转化为数学模型，转化完成的数学模型综合到一起，才能形成一组模拟仿真系统。因此，在建立数学模型中，零部件的数学建模质量将直接影响到仿真系统的真实性，并决定了仿真系统的运算结果是否与系统的实际运行相似。为了提高数学模型的建立效率，工程师在建立一系列数学模型时，会对相似的元件归类为同一种数学模型，这样虽然会拉大仿真软件与现实的差距，但却能够极大的缩短开发周期，实现开发成本的节约。
2．2系统原理的仿真
汽车电子设计中应用仿真技术时，是采用计算机程序运算，来模拟汽车电子系统中各个子系统和零部件在工作中的电压、电流、功率等参数变化，通过对这些参数变化的波形分析，来找到实际试验与模拟仿真质检单额区别，从而发现涉及疏漏或问题，对电子系统的设计实施改进措施。在汽车电子系统设计中，仿真系统能够实现对双电压系统、供电系统、起动机和发电机系统以及双电压42V系统的仿真验证。汽车的双电压系统设计，将汽车的高电压设备和低电压设备区分开来，不仅是保证汽车安全性的关键，还是降低汽车能耗的重要技术。通过运用仿真技术，能够对双电压系统的运行效率和安全性进行验证，以确保汽车电子设计中双电压系统的安全性和可靠性。14V电压系统主要用于各控制单元，该系统对波形有极高的要求。如果14V电压系统存在问题，将其应用于汽车时将会由于峰值电压和电流产生的脉动，对蓄电池造成干扰，发生蓄电池电位波动性变化，导致其他控制系统的控制信号失灵，给汽车的行车安全带来致命的威胁。运用仿真软件，能够检验14V系统对蓄电池干扰的影响度，确保其不会影响到控制系统的工作，避免由于电位波动导致控制系统失灵。起动机和发电机由于都具有相同的转矩特性，所以可以设计一种设备集合这两种机器的特点。如果设计成功，并投入大规模的生产中，则可以获得的利益是难以想象的。这种将两种设备集于一体的技术是科学家努力创新而创造出来的财富。这种系统可以让发动机在很快的时间内启动，并且发动机启动以后，切换到发电的模式，使汽车的重启动更加容易。双电压系统中的42v供电系统，如果在设计中电子元件选择错误，将会由于电压随转速变化的提高，导致电子元器件被烧毁，带来巨大的行车安全隐患。而采用模拟仿真技术，则能够测试电子元器件的所需承受的电压峰值，更加科学的进行选择，保证系统安全。
2．3仿真系统的检验和修改
仿真系统只是运用计算机技术和数学原理对汽车电子设计的运行状态进行模拟实验，其与实际试验还是有很大差距的。因此，在运用SABER软件中，需要通过严谨的实验对比，确定仿真结果与现实存在的差距，并在此基础上对电子设计进行优化，以不断提高汽车电子系统设计的质量，促进汽车工业的发展。综上所述，在现如今的汽车研发与制造中，运用仿真技术对设计方案进行检验和修改，已经成为汽车研发的必须技术之一。近年来，我国汽车工业发展迅速，这离不开我国汽车电子设计中仿真技术应用的日渐成熟。相信随着仿真技术的发展，我国汽车研发和制造将会迎来新一轮的发展，为我国经济的发展做出更大的贡献。
参考文献:
［1］张珂．汽车电子设计中仿真技术的应用分析［J］．中国电子商情:科技创新，2014(12):33～33．
第2篇：电子设计应用范文
关键词：EDA技术；现代电子设计；应用
引言
EDA技术是上世纪90年代飞速发展起来的一项新型技术，是现代电子设计新的发展潮流，其是基于计算机工作平台，综合了计算机技术、电子技术、智能化技能等一系列技术达成电子产品的自动化设计。同时，EDA技术是当今信息化时展的必然趋势，其应用日趋广泛，涉及信息、通讯、半导体、电子零组件等多个行业，是现代电子设计的核心，在现代电子设计中发挥着至关重要的作用[1]。由此可见，对EDA技术在现代电子设计中的应用开展研究，有着十分重要的现实意义。
1 EDA技术概述
1.1 EDA技术
EDA（Electronics Design Automation），即电子设计自动化，EDA技术是现代电子技术的主要发展趋势，在电子技术、仿真模拟工作中扮演着十分重要的角色。在电子设计技术中，将可编程逻辑器件应用于系统中可很大程度提高电子设计工作灵活性，可编程逻辑期间在软件编程过程中重构器件的结构、运行方式，进一步使设计硬件灵活性得到显著改善。可编程逻辑器件应用结构原理、运行方式等的不断发展，使以往的数字系统设计理念、方法、过程等均实现了转变，一定水平上促进了现代电子技术的革新。在可编程逻辑器件相关技术越来越成熟及计算机技术飞速发展背景下，EDA技术逐渐在电子设计领域中得到广泛推广。EDA技术基于计算机上的EDA工具软件平台实现设计文件过程中依托硬件描述语言开展系统逻辑描述。EDA技术帮助设计人员通过硬件描述语言、电子设计自动化等实现对系统硬件功能的设计工作，其可自动实现逻辑分割、逻辑编译、布局布线等功能，进一步促进电子线路系统功能的全面达成[2]。
1.2 EDA技术发展
伴随计算机技术、电子系统设计技术以及集成电路技术的不断进步，为EDA技术发展创造了良好契机，EDA技术的发展、推广，不仅显著缩短了产品的开发周期，还极大水平改善了产品的性能及价格比。EDA技术发展，具体可划分成四个阶段：
（1）上世纪70年代――计算机辅助设计阶段，这一发展阶段主要体现于CAD技术方面，计算机辅助设计得到了一定的推广。人们逐步以计算机作为辅助开展IC版图编辑、PCB布局布线等工作，取代了过去的手工作业方式。于此阶段手工绘图方式得到了一定优化，进而在计算机辅助设计发展作用上得到了有效凸显。
（2）80年代――计算机辅助工程阶段，该阶段是在上一阶段基础上引入一系列新型应用功能，在具备图形绘制功能的同时，还增添了电路功能设计及结构设计，并且通过电气连接网络表实现了两者的有效结合。计算机辅助工程主要功能包括：原理图输入、逻辑仿真、自动布局布线以及电路分析等。在这一系列功能应用上，通过将原理图、逻辑图等用以重要应用内容，实现了设计功能的进一步丰富。
（3）90年代――电子系统设计自动化阶段，该阶段电子设计自动化目标得以实现，可经由高级描述语言及系统识别仿真等优势开展应用，极大水平改善了设计的效率。
（4）现代EAD技术即为将计算机作为工具，基于EDA软件平台，结合硬件描述语言实现的设计文件，可自动实现用软件方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑仿真、布局布线、逻辑综合等，进而实现对相关目标芯片逻辑映射、适配编译等操作[3]。
2 EDA技术在现代电子设计中的应用作用及意义
2.1 EDA技术在现代电子设计中的应用作用
凭借EDA技术广泛的应用范围，将其应用于现代电子设计中，可起到一系列的作用。对于现代电子设计而言，相对流行的编程方式即为无线编程、在线编程，而EDA技术不仅能够充分适应电子设计的发展，还可促进达成无障碍编程，在编程过程中的保密性还能够得到有效保障。EDA技术还有着十分显著的可靠性，可有效解决电子设计中复位障碍、跑飞等问题。还可于集成、压缩功能应用情况下，完成对电子产品系统向某一芯片中的有效集成，如此可为设计管理实践带来极为便利，促进对电子设计风险控制工作的开展，还可使电子设计可靠性得到有效保障。除此之外，EDA技术在现代电子设计中的应用，还可收获极高的效率，可达成多任务同时运行的目的。在EDA技术应用实践中，可于多模块功能应用情况下，有效加快电子设计速度及改善子设计效率水平，推动电子设计工作进一步朝信息市场化方向发展。另外，EDA技术还具备一定的适应性，通过对其高速、高效及大容量等特点的有效成效，积极促进电子设计的创新升级。EDA技术的一系列特征优势的凸显可积极促进现代电子设计的有序发展。
2.2 EDA技术在现代电子设计中的应用意义
电子技术是一项有着极强专业性的技术，现阶段用于电子技术设计中的软件多种多样，经由选取适用的应用软件，便可有效改善电子技术设计效率。EDA技术在现代电子设计中的应用有着十分重要的意义，EDA技术是将计算机用以主要平台，然后将一系列相关技术开展综合应用。对于现代电子设计而言，EDA技术是发展的新潮流，具备各式各样优势作用发挥，将其应用于现代电子设计中可收获诸多便利。伴随EDA技术的逐步发展进步，无不为现代电子设计带来新的转变，可有效改善全面电子技术设计效率水平，因此将EDA技术应用于电子技术设计中十分重要。
3 EDA技术的要点内容
ESDA可算得上是现代电子设计的最新发展方向，可将其理解为：设计人员依据自顶向下设计方法，对全面电子系统开展方案规划及功能划分，系统的关键电路通过一片或者几片特定集成电路（ASIC）达成，然后依托硬件描述语言开展系统行为级设计，最后经由适配器、综合其得到最终目标器件。该种设计方法可称之为高层次电子设计方法。
3.1 自顶向下设计方法
对于自顶向下设计方法而言，第一步要从系统设计展开，于顶层开展功能方框图划分及结构制定。于方框图一级开展仿真、纠错，同时选取硬件描述语言对高层次系统行为开展描述，于系统一级开展验证。紧接着选取综合优化工具得出对应门电路网表，网表相关的物理实现级既可以是印刷电路板，又可以是专用集成电路。设计的主要仿真、调试过程是于高层次上实现的，如此不仅可为尽早觉察结构设计中的错误提供便利，提高设计工作效率，还可减轻逻辑功能仿真的工作量，提升系统设计一次成功率[4]。
3.2 硬件描述语言
硬件描述语言指的是一类开展电子系统硬件设计的计算机语言，其借助软件编程来对电子系统中各项内容开展有效描述，诸如电子系统的连接形式、电路结合以及逻辑功能等。近年来，在大型电子系统设计中硬件描述语言得到广泛应用。上世纪80年代美国国防部研发出高速集成电路硬件描述语言，以作用于对EDA产品不兼容问题进行解决，此外还可作用于开展多层次设计。IEEE利用高速集成电路硬件描述语言对过去硬件描述语言一系列功能予以了覆盖。IEEE作为一类全方位的硬件描述语言，其涵盖了多个设计层次，诸如逻辑门级、系统行为级以及寄存器传输等，并且还支持多种不同形式对全面项目开展混合描述。高速集成电路硬件描述语言一方面具备极佳的移植性，一方面其的设计还为工艺间转换提供了极大便利，同时高速集成电路硬件描述语言使得设计人员主要工作转变为开展实现与调试系统功能。
3.3 ASIC设计
面对电子系统集成电路中存在的各式各样问题，包括可靠性不足、功耗大以及体积大等，可于集成电路设计过程中引入ASIC芯片开展解决。伴随现代电子产品市场需求的逐步严苛，ASIC芯片可划分成全定制ASIC、半定制ASIC以及可编程ASIC。在对全定制ASIC芯片进行设计过程中，设计人员要对芯片上全面晶体管几何图形、工艺规则予以界定，然后把设计成果转交给IC生产商掩膜制造，如此可最大限度的确保ASIC芯片获取最理想的性能，进一步实现高效、高利用率以及低能耗的目的。
4 EDA技术电子设计流程
EDA技术是一项系统级的设计技术，是一类层次比较高的电子设计手段，该项应用技术基于概念驱动，确保电子设计工作人员在设计过程中无需对门级原理图开展利用，工作人员在确立设计目标后便可应用EDA技术对电路予以描述，如此一方面可有效缩减电路西决的制约，一方面可有效强化设计人员设计创造水平[5]。EDA系统支持设计人员把概念构思、高层次描述输入进计算机后，基于系统规则实现对电子产品的设计。就EDA技术电子设计流程而言，主要可划分为系y划分、图形或者VHDL输入、代码级功能仿真、适配前时序仿真及ASIC实现等，具体而言：（1）电子设计通过文本或图形编辑器对设计描述予以呈现，即为实现设计表述；（2）电子设计通过编译器对设计开展错排编译，也就是输入硬件描述语言程序；（3）设计人员对硬件、软件开展沟通，为达成功能仿真提供便利，也就是综合；（4）在仿真设计检测满意后，借助FPGA开展逻辑映射操作，即为编程下载，由此系统级设计便宣告结束。EDA技术电子设计流程，如图1所示。
5 EDA技术的应用
近年来，EDA技术得到飞速发展，在诸多领域的电子系统设计工作得到广泛推广，包括通讯、教学、医学、航天、国家计算机应用、工业生产等等，并发挥着十分重要的作用。
5.1 EDA技术在通讯中的应用
EDA技术在科研研究中的应用，主要借助电路仿真工具开展电路设计、仿真；借助虚拟设备开展产品调节试用；在仪器设备中应用FPGA器件开发。对于CDMA无线通信系统而言，全面无线基站、移动手机均于同一频谱下运行，为了对各种呼叫进行区分，各部手机均有着一个特有的码序列，CDMA基站唯有对多种观点码序列进行有效判定，方可对不同传呼进程开展分辨，而此处的判定是经由匹配滤波器输出呈现于输入数据流中探测到的特定码序列。FPGA可提供适用的滤波器设计，同时还具备DSP高级数据处理功能，所以FPGA在现代通讯领域中得到广泛推广。
5.2 EDA技术在生物医学工程中的应用
EDA技术是电子设计的重要工具，不管是芯片设计，还是系统设计，倘若未有得到EDA工具的支持，均将无法实现。近年来，生物医学工程领域对EDA技术进行了引入，该项技术一方面可促进对人体血压、心率等生理信号展开更为准确的检测，一方面可经由相关设计达成对生理信号的滤波、医学图像检测等处理，使得生理信号更具临床使用价值。所以，EDA技术在生物医学工程领域有着十分可观的发展前景。
5.3 EDA技术在产品设计、生产中的应用
无论是数字信号处理器、性能极佳的微处理器，还是电子电路、冰箱、电视机等，EDA技术不仅应用于前期计算机模拟仿真、产品调试，还应用于电子设备的研发、制造，电路板焊接等一系列环节，并在其中发挥着至关重要的作用。某种意义上而言，EDA技术已然转变成电子工业领域中必不可少的一部分。
6 结束语
总而言之，EDA技术是当今信息化时展的必然趋势，其应用日趋广泛，涉及信息、通讯、半导体、电子零组件等多个行业，是现代电子设计的核心，在现代电子设计中发挥着至关重要的作用。伴随EDA技术的日趋成熟，其将进一步推进电子产业及电子设计领域的技术变革，将进一步提升电子设计水平。鉴于此，相关人员务必要清楚认识EDA技术在现代电子设计中的应用作用及意义，强化EDA技术在现代电子设计中的科学合理应用，不断钻研研究、总结经验，积极促进电子技术设计有序发展。
参考文献
[1]李亚平，王亮亮. EDA技术及其在现代电子系统设计中的应用[J].山东师范大学学报（自然科学版），2007，22（3）：124-125.
[2]张劭昀，梁佳雯，郭海双.基于EDA技术的现代电子设计方法[J].电子世界，2014（16）：25-26.
[3]蔡洁华，路多，张红，等.浅谈 EDA技术发展背景及在电子线路设计中的应用[J].数字化用户，2013（14）：215-216.
第3篇：电子设计应用范文
[关键词]电子信息；微电子设计；自动化技术
中图分类号：TN402文献标识码：A文章编号：1009-914X（2018）06-0365-01
1自动化技术和电子信息工程
自动化技术是综合性技术，它与计算机技术、电子学、自动控制技术等密切相关。自动化技术的应用能够帮助企业节约成本、提高工作效率、增强企业的竞争力。信息化的社会，自动化技术能够加快信息交流速度、促进企业快速发展。研究自动化技术在信息工程中的应用非常重要。自动化技术主要应用在工业领域，工业生产过程中，自动化技术可以实现办公管理自动化、计算机辅助设计和制造等功能。不可否认的是自动化技术在我国发展程度不高，它的很多强大的功能还没有投入实践中。自动化技术在发展中的有效应用，代替了人工工作，减少了由于人为操作失误所产生的问题，提高了工作的效率与安全性，降低了工作的成本，可以为工作更好进行提供保障。在企业发展的过程中，有一些难度较大的工作利用自动化技术来进行，为工作的进行提供了有利的条件。而且有一些工作反复进行，工作内容比较枯燥，不适合人为操作完成，自动化技术就会发挥很大的作用。自动化技术在工作中发挥着很大的作用，促进工作更好进行。电信工程是指应用信息电子技术收集、采集、存储、管理信息，具有速度快、精确度高、覆盖范围广等特点。电子信息工程是采用硬件命令处理信息。电信工程设计中，我国企业大部分采用国外核心技术实现功能，创新度不够、依赖程度较高。电信工程在社会发展中有着很重要的作用，对于信息数据的传递与共享是当前社会发展的重点，也是信息化时展的趋势。弥补我国电信工程发展中存在的不足，可以加强电信工程发展中的技术应用，使得电信工程建设可以更好进行，并且优化电信系统，使得信息数据的传输与交流更加高效。
2微电子设计自动化技术的特点
2.1仿真设计
微电子的设计工作在一般情况下主要是通过编程进行的。技术人员只需要利用计算机编写出相关的程序，并将代码与程序下载到芯片中，即可实现对大型机器的有效控制，同时完成技术人员指定的动作。可以在开发前对系统开展相关的仿真设计，是自动化技术的一项重要特点，传统的自动化技术都必须在应用现场才能够开展相关的数据搜集与调整工作，而自动化技术能够通过计算机设计相关的仿真环境，从而对微电子的应用情况进行一定的调试，并对设计不当的地方进行一定的修改与完善。通过仿真设计的应用，能够有效解决设计过程中的数据搜集问题，并保证微电子的质量。只有通过一定的仿真应用，才能够很好地保证其应用效果。
2.2计算机编程
计算机编程方式能够在很大程度上减少硬件材料的浪费，同时使得程序调整方式更为方便。设计人员只需要通过重新编写程序，并将其下载到电子芯片中，即可实现对程序的应用，这在很大程度上降低了资金与材料的使用，同时大大提升了工作效率。微电子设计自动化技术的应用，在很大程度上实现了电子领域的创新。随着集成电路的发明，设计人员能够把所有功能与应用都整合在一块芯片中，并通过相关的计算机编程，实现对各大区域功能的有效控制，相较于传统的自动化技术，节约了多余的硬件材料，对于不同的功能，只用通过修改代码即可实现。因此，不管是在成本，还是效率方面，计算机编程都具有无可替代的重要作用。
2.3集成度高
微电子设计自动化技术水平的高速提升，意味着在未来电子线路的方式将越来越简单，只要一块小小的芯片，即可具有众多的功能与应用，这在很大程度上缩小了设备体积，同时为芯片的安装与使用提供了很大的便利。除此之外，伴随着微电子集成度的提升，其能耗也随之降低，这是微电子技术中极其重要的一项优势，无论在工业还是电子行业的应用中，该项技术都能够在很大程度降低成本，提升经济效益。
3微电子设计自动化技术的主要应用
3.1工业领域的应用
微电子技术的应用在，很大程度上推动了设计自动化程度的发展，尤其在工业领域中，其更是得到了广泛的应用。①微电子技术的应用对于工业机器人的研发来说起，着非常重要的作用，在很大程度上实现了机器人功能的拓展，使得机器人的功能更加全面，从而在一定程度上促进了我国工业生产水平的提升。②微电子技术的应用大大提升了我国流水线的自动化水平，通过流水线作业代替人工工作，降低了工业生产中人力资源的浪费，大大降低了工业成本，同时提升了产品的规范性与合格率。③微电子技术的发展对于大型产品的生产来说具有非常重要的作用，例如在汽车生产中，在很大程度上实现了汽车生产流程的升级，推动了我国工业的进一步发展。
3.2教学领域的应用
微电子技术在教学领域的应用是其必然的发展趋势。传统的机械控制方法已经不适应当前的互联网环境。相关的教育设计也应该进行必要的升级，只有这样，才能够更好地满足学生对于教学方式的需求，提升其对于技能的学习效果。在教育教学中，传统的黑板已经逐渐被投影仪与计算机等现代科技产品代替，而微电子技术的应用能够在很大程度上拓展其功能，实现更好的教学效果，从而提升教学质量。除此之外，微电子技术的应用，能够很好的提升电气系统自动化的实践教学质量，将专业化术语与操作通过应用软件进行演示，能够使得抽象的知识更易于学生理解，同时有效提升学生的实践能力与操作水平，提升学生的综合质量。总之，微电子设计自动化技术的应用，能够在很大程度上提升教学质量。
3.3软件开发
计算机编程的发展，在很大程度上为软件的开发工作提供了一定的便利，通过合理的编程与数据的集合，能够做到各大应用的兼容，从而促进实现功能模块的统一与开放，并增强了设备应用的普遍性与通用性。此外，微电子技术还能够有效提升电路集成的专业性，促进设备格式与尺寸的规范化。随着我国编程技术的提升，目前电子市场的软件越来越多样化，同时其功能越来越强大，能够更好的满足人们的需求，并可以通过重新编程，实现软件的升级，从而为用户提供更高质量的服务。
4结语
第4篇：电子设计应用范文
论文摘要：电子线路CAD技术在高职的电子信息工程技术专业中是非常重要的一门课程，在电子设计以及毕业设计中都讲用到该技术。电子线路CAD技术主要是用来绘制电路图，并在计算机上利用该绘图软件对电路进行排列，从而让设计出的电路更加的美观。本文主要是针对电子线路CAD技术在高职电子设计中的应用进行研究。
对于高职学生而言，要学习的不仅仅是专业知识，动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次，也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中，电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题，因此，在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索，说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。
1、电子线路CAD技术与电子设计的关系
随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用，电路在设计方面也越来越复杂与集成化，因此，对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求，在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以，就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。
2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用
电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件，然后结合学过的专业知识进行设计，以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面：
2.1 绘制电路图
在进行电子设计的过程中，要实现电路的功能最重要的就是编程，但是只有编程并不能完善整个设计，还需要有一个完善的电路来承载这个程序，让它实现它本该实现的功能。在电子设计中，我们一般运用的软件是PROTEL，绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库，能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度，并且绘制过程也更为方便。比如：我们在画好一个元器件后，觉得它应该放在其他的位置，则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。
2.2 计算机仿真
电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能，检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能，并且能够对一些数据进行仿真，可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言，在它的MULTISIM中有很多种仿真功能，这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候，我们首先要进行一个功能仿真，大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能，然后进行数据仿真，对该电路进行具体的分析，并改正错误的地方。在进行仿真过后，分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。
2.3 PCB板的设计
PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前，首先要将电路原理图导入，而导入的电路原理图必须是通过仿真的，而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后，设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线，设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线，然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。
2.4 三维视图
在将PCB板设计好之后，在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单，只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。
3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术
如上所述，掌握了电子线路CAD技术对于学生而言，可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中，我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本，介绍软件的功能、菜单等，辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆，即在课程中会用，考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。
解决这一问题的方法以，通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是：
(1)先整体后具体：在学习CAD技术时，先期进行总体介绍，让学生有全局的认识，打消畏难的情绪；而后开始进入各项目的的学习实践。
(2)先低频后高频：总体而言学生进入学习后应从简而繁，低频的一些电子产品其电路较之高频的简单，学习应从其中入手。
(3)先规范后异型：突出异型电路板的设计制做，其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力，在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。
(4)先单层后多层，先分立后贴片。此处不再缀言。
最后一点是，对于各个CAD制作的电路，不应仅停留于电脑的设计，在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观，并更有成就感，随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然，这种做法也会使教学的成本大幅上扬，但从人才培养的角度看，这样的投入是值得的。
4、结语
在电子设计中运用电子线路CAD技术，不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时，让学生通过在自主地进行一些电子设计，并在的过程中运用该技术，适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。
参考文献
[1]朱洁.电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用[J].中国现代教育装备，2010，(15):55～57.
第5篇：电子设计应用范文
关键词：EDA技术 电子工程系统设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1EDA技术的基本特征
EDA代表了现代电子设计技术最先进的发展方向，它的基本特征是：设计人员按照“自顶向下”的设计方法，对整个电子系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件，这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法。下面介绍与EDA基本特征有关的几个概念。
1.1 “自顶向下”的设计方法
高层次的电子设计给我们提供了一种“自顶向下”（Top-Down）的设计方法，这种设计方法首先从系统设计入手，在顶真、纠错。并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证。然后，用综合优化工具生成具体门电路的网表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路（ASIC）软件来完成对系统硬件功能的实现。
1.2ASIC芯片技术
随着现代电子产品的复杂度日益提高，一个电子系统可能由数万个中小规模集成电路构成，同时也带来了体积大、功耗大、可靠性差的问题，解决这一问题的有效方法之一就是采用ASIC芯片进行设计。ASIC芯片按照设计方法的不同可以分为：全定制ASIC，可编程ASIC（也称为可编辑逻辑器件）。
设计全定制ASIC芯片时，设计师要定义芯片上所有晶体管的几何图形和工艺规则，最后再将设计结果交由IC厂家掩膜制造完成。优点是：芯片可以获得面积利用率高、速度快、功耗低等最优性能。缺点是：开发周期长，费用高，只适合大批量产品开发。
半定制ASIC芯片的版图设计方法分为门陈列设计法和标准单元设计法，这两种方法都是约束性的，其主要目的就是简单设计，以牺牲芯片性能为代价来缩短开发时间。
可编程逻辑芯片与上述掩膜ASIC的不同之处在于：设计人员完成版图设计后，在实验室内就可以烧制出自己的芯片，无需IC厂家的参与，缩短了开发周期。
可编程逻辑器件自上世纪70年代以来，经历了PAL、GAL、CPLD、EPGA几个发展阶段，其中CPLD/EPGA属高密度可编程逻辑器件，目前集成度已高达200万门/片，它将掩膜ASIC集成度高的优点和可编程逻辑器件设计生产方便的特点结合在一起，很适合样品研制或小批量产品开发，使产品能尽快上市。而当市场扩大时，它又可以很容易地转由掩膜ASIC实现，因此也降低了开发风险。
上述ASIC芯片，尤其是CPLD/EPGA器件，已成为现代高层次电子设计方法的实现载体。
1.3硬件描述语言
硬件描述语言（HDL-Hardware Description Language）是一种用于电子系统硬件设计的计算机语言，它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式，与传统的门级描述方式相比，它更适合大规模电子系统的设计。硬件描述语言可以在3个层次上进行电路描述，其层次由高到低分为行为级、R级和门电路级。常用硬件描述语言有WDL、Verilog和VHDL语言等。
2 EDA技术的设计方法
2.1电路级设计
电路级设计工作流程如图1所示。电子工程师接受系统设计任务后首先确定设计方案，同时要选择能实现该方案的合适元器件，然后根据所选元器件设计原理图。接着进行一次仿真，包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析和瞬态分析。系统在进行仿真时，必须要有元件模型库的支持，计算机上模拟的输入输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。仿真通过后，根据原理产生的网络表进行PCB板的自动布局布线。在制作PCB板之前还可以进行后分析，包括热分析、噪音及串扰分析、电磁兼容反洗和可靠性分析等，并且可以将分析后的结果参数反馈回原理图，进行第二次仿真，也称为后仿真，后仿真主要是PCB板在实际工作环境中的可行性。
可见，EDA技术在电路级设计方面的应用使电子工程师在实际的电子系统产生之前，就可以全面了解系统的功能特性和物理特性，从而将开发过程中出现的缺陷消灭在设计阶段，既缩短了开发时间，也降低了开发成本。
图1 电路级设计工作流程
2.2系统级设计
系统级设计工作流程如图2所示。系统级设计是一种“概念驱动式”设计，设计人员无须通过门级原理图描述电路，而是针对设计目标进行功能描述。由于摆脱了电路细节的束缚，设计人员可以把精力集中于创造性概念构思与方案上，一旦这些概念构思以高层次描述的形式输入计算机后，EDA系统就能以规则驱动的方式自动完成整个设计。
系统级设计的步骤如下：
第一步：按照“自顶向下”的设计方法进行系统划分。
第二步：输入VHDL代码，这是系统级设计中最为普遍的输入方式。此外，还可以采用图形输入方式(框图、状态图等)这种输入方式具有直观、容易理解的优点。
第三步：将以上的设计输入编译成标准的VHDL文件。对于大型设计，还要进行代码级的功能仿真，主要是检验系统功能设计的正确性，因为对于大型设计，综合适配要花费数小时，在综合前对源代码仿真，就可以大大减少设计重复的次数和时间一般情况下，可略去这一仿真步骤。
第四步：利用综合器对VHDL源代码进行综合优化处理，生成门级描述的网表，这是将高层次描述转化为硬件电路的关键步骤。综合优化是针对ASIC芯片供应商的某一产品系列进行的，需要在相应的厂家综合库支持下才能完成。综合后，可利用产生的网表文件进行适配钱的时序仿真，仿真过程不涉及具体器件的硬件特性，较为粗略。
第五步：利用适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化和布局布线。
第六步：将适配器产生的器件编程文件通过编程器或下载电缆载入到目标芯片EPGA或CPLD中。如果是大批量产品开发，通过更换相应的厂家综合库，可以很容易转由ASIC形式实现。
图2系统设计工作流程
2 结束语
21世纪是EDA技术的高速发展时期，EDA技术是现代电子系统设计技术的重要发展方向之一。随着集成电路技术的高速发展，数字系统正朝着更高集成度、超微型化、高性能、高可靠性和低功耗的系统级芯片方向发展，借助于硬件描述语言的国际标准VHDL和强大的EDA工具，可减少设计风险并缩短周期，随着VHDL语言使用范围的日益扩大，必将给硬件设计领域带来巨大的变革。
参考文献：
[1]谭会生，张昌凡.EDA技术及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2001
[2]ALTERA公司.DATA BOOK[M].北京：清华大学出版社，1998.
[3] ALTERA公司.ADHL语言[M].北京：清华大学出版社，1998.
第6篇：电子设计应用范文
【关键词】电子工程；EDA；技术
中图分类号：C35文献标识码： A
1、EDA技术的含义及应用现状
所谓EDA技术，就是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA 技术就是以计算机为工具，设计者在 E-DA 软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。是计算机信息技术、微电子技术、电路理论、信息分析与信号处理的结晶，也是现代电子工程的最重要的应用技术。
自从该技术研发至今，已经得到了广泛的应用，现在对EDA的概念或范畴用得更加宽。包括在机械、通信、电子、航空航天、矿产、化工、医学、生物、军事等各个领域，都有EDA的应用，这种技术的应用不仅得到了良好的效果反馈，也为所在的领域的发展起到了极大的促进作用。同时，EDA在教学、科研、产品设计与制造等各方面发挥着重要的作用，因其包含的技术的先进性，致使其相关的产品的研发有很大的技术研究价值。在技术教学方面，现在几乎所有理工科类的高校都有开设了EDA课程，成为了理工科的学生，尤其是电子类专业的学生必修的科目，也是学生们了解目前的科研方向和市场动向的一个有效的途径。主要的目的是让学生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL语言编写规范、掌握逻辑综合的理论和算法、使用 EDA 工具进行电子电路课程的实验验证并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具（如multiSIM、PSPICE）和PLD开发工具（如 Altera/Xilinx 的器件结构及开发系统）。科研方面主要利用电路仿真工具（multiSIM或PSPICE）进行电路设计与仿真，可以在仪器和工具的设计阶段有效的解决各种电路的假设与试验，大大的提高了设计人员的工作效率；利用虚拟仪器进行产品测试，作为流水线的一个重要环节的产品测试，对于该技术的应用也有着非常重要的意义；将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中；从事PCB设计和ASIC设计等。在产品设计与制造方面，包括计算机仿真，产品开发中的EDA工具应用、系统级模拟及测试环境的仿真，生产流水线的EDA技术应用、产品测试等各个环节可以大大的提高流水线的作业效率，节省了人工。EDA软件经过多年的发展，其功能也日益强大，原来功能比较单一的软件，现在增加了很多新用途，极大的丰富了软件的作用。如 AutoCAD软件可用于机械及建筑设计，也扩展到建筑装璜及各类效果图、汽车和飞机的模型、电影特技等领域，随着未来该技术的发展，其应用的范围必将越来越广泛。
2、EDA技术的特点
EDA技术之所成为今天电子信息工程中的重要技术，具有“自顶向下(Top―Down)”的设计程序，这种设计程序的最大特点就是改变了以往的软件程序的设计思维，也就确保设计方案整体的合理化；由于EDA采用高级语言描述，有语言公开可利用、描述范围广、可以系统编程和现场编程等特点；该软件的自动化程度高，所以可以进行各级的仿真、纠错和调试工作，大大的提高了工作效率和准确度。这些特点也EDA技术得到广泛的应用的重要原因。
3、电子工程设计中EDA技术的应用
近年来，EDA技术得到了深入地发展与完善，同时EAD技术的应用领域也变得更广，如医药、通信、生物、化工、航空航天、电子工程、军事等。其中电气工程设计领域EDA技术的应用尤其突出，即利用EDA技术所提供的虚拟仪器测试产品，把FPGA/CPLD器件应用到ASIC/PCB设计和仪器设备设计等。基于此，下文主要就电子工程设计中EDA技术的应用展开讨论。
（1）电路设计的仿真分析
待确定了电子工程设计方案后，有必要利用结构模拟和系统仿真等方法就此设计方案的科学性、合理性和可行性予以研究分析。如果利用EDA技术对电子工程设计方案予以仿真分析，则首先应该明确此系统相关环节的传递函数，再利用数学模型就确定的传递函数予以仿真分析。研究证实，此系统仿真技术完全可应用到非电子工程专业系统设计领域，同时可用来验证相关新构思和新理论的合理性。待完成了仿真分析后，应该就各系统电路结构予以模拟分析，以此判断电路结构性能指标的可实现性和设计的正确性。总体而言，此种量化形式的分析防范可为我国电子工程设计水平的提高提供可能。
（2）电路特性的优化设计
众所周知，电子产品元器件的容差较其他同类产品佳，且直接控制好元器件工作的环境温度便可确保电路运行的稳定性和安全性。然而，传统的电子工程设计方案却难以实现对元器件容差、工作的环境温度的系统性分析，由此便大大限制了电子工程设计方案的质量，同时也无法确保元器件容差最佳和工作的环境温度最优。基于此，本文引入的EDA技术便可有效攻克此类问题，即利用EDA技术做提供的统计分析功能和温度分析功能，可确保元器件容差最佳和工作的环境温度最优，究其原因为：统计分析功能和温度分析功能可准确确定元器件的最佳参数和电路结构，同时可提高元器件自身性能与工作环境温度间的协调性和一致性。由此可见，EDA技术可为电子工程设计方案的优化和电子产品使用质量的提高提供可能。
4、EDA常用软件
EDA软件发展很快，目前被我国广泛应用的有：multiSIM7 （原EWB的最新版本）、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Men-tor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、Mi-croSim 等等。但是很多软件的应用技术具有专门性的特点，使得其应用范围大大的受限，所以下面简单介绍一下PCB设计软件、IC 设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件的常见种类。
（1） PCB设计软件
PCB（Printed-Circuit Board）设计软件是最早的基于 EDA 技术的软件之一，经过多年的发展更是种类繁多，常见的如 Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGrap-hices 的 Expedition PCB、Zuken CadStart、Win-board/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard（与LiveWire配套的PCB制作软件包）、ultiBOARD7（与 multiSIM2001配套的PCB制作软件包）等等。
（2）IC设计软件
IC设计工具也很多，ASIC设计领域有名的软件供应商主要有 Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中国华大公司也提供 ASIC设计软件（熊猫2000）。
（3）PLD设计工具
PLD（Programmable Logic Device）是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。从目前的市场应用情况来看，目前主要有两大类型：CPLD（Complex PLD）和FPGA(FieldProgrammable Gate Array)。它们的基本设计方法主要借助于EDA软件，在该技术的基础上用原理图、状态机、布尔表达式、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，最后用编程器或下载电缆，由目标器件实现，可以根据用户的需要设计出各种个性化的使用工具。Altera、Xilinx和Lattice这三家公司是PLD众多生产厂家中比较有代表性的。
综上所述，EDA技术的出现是电子设计领域中的一次革命，21世纪是信息技术和电子技术的时代，也是EDA技术的高速发展阶段。EDA技术作为电子产品开发研制的动力，大大的促进了我国的电子产品行业的发展，也是未来的电子技术的发展的方向，因为实践中我们可以看到采用EDA技术制作的电子产品具有容量大、实时性好、体积小、可靠性高的优点，所以被广大的生产企业广泛的应用。虽然我国对于这项技术的引用较晚，发展也处于起步阶段，但是其在我国的发展前景是乐观的。变现为电子设计工程人员掌握这一技术，不仅是提高效率的需要，更是开发高附加值电子产品的需要，任何的生产厂商搜力图寻找一种体积更加小，性能更加好的电子技术，EDA技术和其衍生的各种软件无疑符合了这一要求，也是其强大的生命力的根源所在。随着80C时代的到来，EDA技术在移动通信系统、卫星系统等对重量、体积及速度敏感的领域将具有重要的实用价值，不久的将来会应用于我国的各项通讯技术和空间技术领域。并且根据最新的统计结果显示，我国和印度正在成为EDA技术设计方面发展最快的两个市场，相信在不久的将来，我国的科技工作者和设计团队会赶上世界先进水平，将这一优秀的电子设汁技术更好的应用到社会发展的各个领域，研发出更多的自主产品和应用软件，为祖国建设提供更好的技术支持。
参考文献
第7篇：电子设计应用范文
利用硬件描述语言VHDL，数字电路系统可从系统行为级、寄存器传输级和门级三个不同层次进行设计，即上层到下层（从抽象到具体）逐层描述自己的设计思想，用一系列分层次的模块来表示极其复杂的数字系统。然后，利用EDA工具，逐层进行仿真验证，再把其中需要变为实际电路的模块组合，经过自动综合工具转换到门级电路网表。接着，再用专用集成电路（ASIC）或现场可编程门阵列（FPGA）自动布局布线工具，把网表转换为要实现的具体电路布线结构。目前，这种高层次设计的方法已被广泛采用。据统计，目前在美国硅谷约有90%以上的ASIC和FPGA采用硬件描述语言进行设计。VHDL的应用已成为当今以及未来EDA解决方案的核心，而且是复杂数字系统设计的核心。
一、VHDL的特点
VHDL是一种全方位的硬件描述语言，具有极强的描述能力，能支持系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级三个不同层次的设计，支持结构、数据流、行为三种描述形式的混合描述，覆盖面广，抽象能力强，因此在实际应用中越来越广泛。VHDL的主要特点有：
1.功能强大。与其他的硬件描述语言相比，VHDL具有更强的描述能力和语言结构，可以用简洁的源代码描述复杂的逻辑控制。它具有多层次的设计描述功能，层层细化，最后直接生成电路级描述。
2.系统硬件描述能力强。VHDL具有丰富的数据类型，丰富的仿真语句和库函数，在任何大系统的设计早期就能查验设计系统功能的可行性，随时可对设计进行仿真模拟。
3.设计与工艺无关。用VHDL进行硬件电路设计时，并不需要首先考虑选择完成设计的器件。VHDL的硬件描述与具体的工艺和硬件结构无关，因此VHDL设计程序的硬件实现目标器件有广阔的选择范围。
4.设计方法灵活，易于修改。VHDL语言标准、规范，大多数EDA工具都支持VHDL。在硬件设计过程中，用VHDL语言编写的源程序便于管理，VHDL易读、结构模块化，方便修改、交流和保存。
5.支持广泛，移植能力强。VHDL是一个标准语言，在电子设计领域，为众多的EDA工具支持，因此移植能力好。
二、VHDL的结构和设计方法
1.VHDL的基本结构
VHDL的结构模型包括五个部分：实体、结构体、配置、程序包、库。前四种可分别编译，编译后放入库中，以备上层模块调用。
（1）实体定义了器件的输入输出端口，设计实体是VHDL的基本单元，可以表示整个系统、一块电路板、一个芯片或一个门电路。
（2）结构体定义实体的实现，即描述系统内部的结构和行为。
（3）配置用于从库中选取所需单元来组成系统设计的不同版本，为实体选定某个特定的结构体。
（4）程序包存放各设计模块都能共享的数据类型、常数和子程序等。
（5）库用来存放编译结果，包括实体、结构体、配置、程序包。
2.VHDL的设计方法
VHDL将层次化的设计方法引入到硬件描述中，自上向下的设计是从系统级开始，将整个系统划分为子模块，然后对这些子模块再进行进一步的划分，直到可以直接用库中的元件来实现为止。在设计方法上，将传统的“电路设计硬件搭试调试焊接”模式转变为“功能设计软件模拟仿真下载”方式。数字系统的设计采用自顶向下的方法，最顶层电路设计是指系统的整体要求，最下层是指具体逻辑电路的实现。一般的电子系统设计可分为两个阶段，第一阶段是系统的逻辑设计和仿真，得出的是门级电路的原理图或网表；第二阶段设计如印刷电路板的布局布线，集成电路的版图设计等，得出的是最终的物理设计。
三、VHDL的应用实例
笔者以Max＋plusⅡ软件作为平台的一个空调机控制器的设计为例，谈谈VHDL在数字电路设计中的具体应用。
实现一个控制器，常用有限状态机方法实现。传统的设计方法主要包括5个过程：确定原始状态图，状态简化，状态编码，触发器类型的选择及控制逻辑方程和输出方程的确定，画出电路原理图。采用这种方法设计复杂状态机将会十分繁杂。
利用VHDL来设计有限状态机，可以充分发挥硬件描述语言的抽象能力，进行功能描述，而具体的逻辑化简和电路设计可由计算机自动完成，从而提高了设计的工作效率，并且条理清晰，修改起来也更方便，所以很适合复杂时序电路的设计。应用VHDL设计状态机的步骤如下：第一，根据系统要求确定状态数量、状态转移的条件和各状态输出信号的赋值，并画出状态转移图；第二，按照状态转移图编写有限状态机的VHDL程序；第三，利用EDA工具进行功能仿真验证；第四，编程下载。
空调机控制器的设计。它的两个输入来自温度传感器，用于监测室内温度。如果室内温度正常，则temp-high和temp-low均为‘0’；如果室内温度过高，则temp-high为‘1’，temp-low为‘0’；如果室内温度过低，则temp-high为‘0’，temp-low为‘1’。根据temp-high和temp-low的值来决定当前的工作状态，并给出相应的制冷和制热输出信号。
按照绘制好的状态转移图编写VHDL程序，编程中采用case语句来描述状态的改变，它具有直观、条理清晰及易于修改等特点。也可以采用不同进程来实现状态的改变，所以编程方法多种。
功能仿真。利用Max＋plusⅡ软件工具对所编程序进行编译、仿真。当temp-low为“1”，即温度过低，则heat为“1”（制热）；当temp-high为“1”，即温度过高，则cool为“1”（制冷）。经综合后的仿真分析表明，该方案是合理可行的。通过仿真后，即可编程下载。
四、使用VHDL应注意的一些问题
由于VHDL语言是描述硬件行为的，相对其它开发软件的高级语言而言，在编程过程中有一些特殊性，所以经常会出现语法正确但无法综合的问题。其原因多半因为编程者对硬件内部的工作原理了解不够，写出的代码硬件无法实现。在此总结出一些应注意的问题：
第8篇：电子设计应用范文
关键词：EDA；数字电路课程设计；多功能数字钟
1.EDA技术[1]
EDA技术即电子设计自动化技术，英文全称Electronic Design Automation，它是以功能强大的计算机为工具，在EDA软件平台上，对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动完成逻辑编译、简化、分割、综合、布局布线及逻辑优化、仿真测试的电子产品自动化设计过程。
利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：
（1）用软件的方式设计硬件，且用软件的方式设计的系统到硬件系统的转换是由相关的开发软件自动完成的；
（2）设计过程可用相关软件进行各种仿真；
（3）系统可现场编程，在线升级；
（4）整个系统可以集成在一个芯片上，具有体积小、功耗低及可靠性高的特点。
2.用EDA技术改进数字电路课程设计的必要性
数字电路课程设计是建立在数字电子技术基础上的一门综合实践性课程[2]，有利于培养学生的系统综合能力和创新能力，对提高办学档次，满足社会对高素质人才的需求，培养学生对未来社会的适应能力都是受益匪浅的。通过这一课程的学习，学生能够熟练地利用EDA技术掌握较复杂数字系统的设计方法，进一步增强学生分析问题、解决问题的能力，充分挖崛和激发学生的创新潜能。
目前在数字电路实践教学中，大部分学校仍然采用中小规模的集成电路来实现设计功能，当设计的系统比较复杂，需要多个集成芯片和大量连线时，就增加了设计电路板的难度和故障调试难度，延长了设计周期，降低了学生的学习兴趣；同时，常用中小规模集成芯片的大量重复使用也大大增加了设计成本；因此，在数字电路课程设计中引入EDA技术，采用当前国际先进的设计方法和理念，改革传统的课程设计方法，已经成为一种趋势[3]。用中小规模集成电路设计的数字系统存在以上诸多缺点，而运用EDA技术、可编程逻辑器件设计数字系统就成为行之有效的方法。这种设计方法从系统总体要求出发，自上而下地将设计细化，将功能具体化、模块化；直到最低层的模块适合用硬件描述语言或原理图描述为止，最后形成数字系统的顶层文件；再经EDA软件的自动处理而完成设计。
QuartusII是Altera公司的第四代EDA开发软件，此软件提供了一种与结构无关的全集成化环境，将设计、综合、布局和布线、系统的验证都整合到一个无缝的环境中，使设计者能方便地对Altera公司的PLD系列产品进行设计输入、快速处理和器件编程。是应用广泛的EDA开发软件之一。CPLD/FPGA通称为可编程逻辑器件，其中FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程逻辑器件的基础上进一步发展的产物。目前，QuartusII开发软件和CPLD/FPGA器件作为EDA开发工具被越来越广泛的应用到大型数字系统的设计中。
3. EDA技术在数字电路课程设计中的应用
多功能数字电子钟的设计是数字电路设计中的一个典型应用，用中小规模集成电路实现时，用到的器件较多，连线比较复杂，可靠性差。下面就以基于ALTERA公司的FPGA器件CycloneII240C8芯片和QuartusII9.0EDA开发系统进行多功能数字钟的设计为例来介绍数字电路系统的一般设计方法。运用此种方法进行课程设计时，需要先掌握QuartusII软件开发环境的使用和硬件描述语言VHDL语言的编程，掌握相关CPLD/FPGA实验开发系统的使用。
（一）数字钟的设计要求
（1）具有时，分，秒计数显示功能，以24小时循环计时，由6个7段共阴极数码管显示；
（2）能够通过手动按键实现清零和调节小时、分钟功能；
（3）具有整点报时功能，当时钟计数为59’51”、59’53”、59’55”、59’57”时，扬声器发出频率为1024Hz的声音，在59’59”即到整点时，扬声器发出最后一声整点报时，频率为4096Hz。
（4）用VHDL语言来完成上述电路功能的软件设计和软件仿真，仿真结果正确后，在实验系统上进行由硬件电路的下载和调试。
（二）数字钟的设计方案
多功能数字钟电路的系统结构框图如图1所示，由系统时钟、控制电路、秒计数器、分计数器、小时计数器、译码器、显示器和扬声器组成；控制电路负责控制计数器计时、校时和扬声器报时，译码器将各计数器输出的BCD码计数值转换成七段码送到显示器，显示器显示时、分、秒计时结果。
介于所使用的实验系统中有现成的译码器和显示器部分硬件电路，故只对图1所示控制电路和时、分、秒计数器模块进行软件设计，由VHDL语言编写源代码来实现。
（三）数字钟的实现
在设计过程中采用层次化设计方法进行设计，编写源程序，为了简化设计把控制计时和调时部分功能放到计数模块中，报时部分专门用一个模块，故将数字钟的实现分成秒、分、时三个计数模块和一个报时模块构成，报时模块同时完成对报时输入信号的分频。
通过系统分析论证后，在QuartusII9.0环境下，用VHDL硬件编程语言编写数字钟的报时模块、秒计数模块、分计数模块和时计数模块源代码，即分别对应alert.vhd、second.vhd、minute.vhd、hour.vhd文本文件，对这四个模块分别进行编译、综合和仿真测试无误后，生成这四个模块的符号图，最后通过原理图连接的方式把以上各模块生成的图形符号连在一起形成顶层的原理图，实现多功能的数字钟。下面给出通过原理图的形式所设计的顶层原理图如图2所示，顶层设计文件为clock.bdf，顶层实体图如图3所示，当然也可以通过元件例化语句来生成顶层实体。
（四）功能仿真与下载
以上各个模块设计好以后，都可以利用软件进行仿真，得到正确的功能仿真结果后，在顶层的设计中调用各功能模块，完成顶层原理图或实体的设计，最后针对顶层的实体再进行功能仿真，仿真结果如图4所示，从仿真结果的部分截图中可以得到该数字钟能够实现正常计时的功能。
仿真正确后，选定好所选用的实验系统的配置芯片，锁定引脚，完成引脚配置，重新进行编译综合后，即可生成下载文件clock.sof，将此文件下载到选定的目标芯片，接上器件，完成整个系统的设计。经过在杭州康芯电子有限公司生产的GW48EDA/SOPC实验开发系统下载验证，该设计完全符合数字钟的功能要求。
4.结束语
通过将EDA技术应用于数字电路课程设计提升了学生对数字电路的认识，在设计过程中可以预先进行仿真，仿真有误可以修改设计，在这个过程中不必搭接电路，做到有错就随时修改，不用担心设计实验失败的风险。通过EDA技术不仅可以很好地锻炼学生的综合设计开发能力和动手能力，从而激发他们的学习兴趣，还可以大大节约数字电路课程设计实验的成本，提高设计效率，培养了他们解决问题的综合能力，因此，使用EDA技术必将是数字电路实践课程改革的新动向。
参考文献
[1] 潘松，黄继业. EDA技术实用教程.北京：科学出版社，2010.
第9篇：电子设计应用范文
关键词：LabVIEW程序设计；模拟电子技术；电路仿真
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）18-4328-03
模拟电子技术实验是电子技术的一门重要的，实践性很强的专业基础课程。随着模拟电路技术和计算机技术的飞速发展，EDA（electronic design automation）技术作为电子设计与制造中的主流技术，已成为理工科专业学生必备技能之一。EDA 软件引入实验教学 ，可以让学生了解新技术新方法的运用，拓展思维，培养创新能力，如基于SPICE的各种针对模电的仿真技术，能仿真电路运行时的瞬时状况，并能观察各个节点的波形变化[1]。如Pspice、Protel等，有些还配有丰富的虚拟仪器和外设，能形象直观表现和测量电路工作现Tinna，Multisim等。EDA实践教学让学生真正体验工程师的产品设计制造流程，实现对学生的工程素质培养。
作为一种不是专业的EDA开发软件，美国国家仪器公司（National Instrunents Corpotion，NI）认为[2]，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统。 过去40年的时间里，美国国家仪器公司（NI）通过虚拟仪器技术为测试测量和自动化领域带来了一场革新：虚拟仪器技术把现成即用的商业技术与创新的软、硬件平台相集成，从而为嵌入式设计、工业控制以及测试和测量提供了一种独特的解决方案。使用虚拟仪器技术，工程师可以利用图形化开发软件方便、高效的创建完全自定义的解决方案，以满足灵活多变的需求趋势。
1 虚拟仪器与LabVIEW技术
虚拟仪器就是建立在软件架构上的仪器系统，通用的计算机作为仪器的硬件平台，利用计算机强大的运输、储存、调用、显示和文件管理功能，将传统仪器的功能软件化，构成与传统仪器相似而又主要依赖计算机系统的特殊仪器系统[3]。虚拟仪器的正常工作是通过软件系统完成的，软件系统既要负责硬件的正常控制，也要对数据进行分析和处理，其主要分为操作系统，仪器系统和处理应用软件。操作系统一般就是PC机自身的操作系统。由于其结合了传统的PC架构，虚拟仪器因此具有很高的可靠性和可维护性。用户可以根据自身需求来对仪器的外观和功能进行深度开发，而且由于计算机性能的强大，虚拟仪器具有测量精度高，系统搭建方便，数据采集处理能力强等一系列特点。
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工程平台）是由NI（美国国家仪器）开发的图形化程序编译平台[4]。和传统编程语言不同的是，图形化编程语言的程序流程采用了"数据流"的概念，其优势是设计者在完成系统组件的搭建的同时，就完成了软件的编写。LabVIEW创新性的引入了虚拟仪器的概念，用户可以通过友好的人机交互界面直接控制仪器。LabVIEW提供了大量的库函数，包括：信号截取、信号分析、机器视觉、数值运算、逻辑运算、声音震动分析、数据存储等。由于LabVIEW具有特殊的图形程序，简单易懂的开发接口，丰富的通信接口支持，大大缩短了开发原型的速度，也提高了软件的可维护性，因此逐渐受到系统开发及研究人员的喜爱。目前广泛的被应用于工业自动化领域。
2 模拟电子电路运用LabVIEW设计的原理和方法
虚拟仪器（VI）即LABVIEW应用程序，它是使用LabVIEW开发平台编制的程序，简称为VI。VI包括三个部分：程序前面板、框图程序和图标/连接器[5]。
程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。在程序前面板上，输入量被称为控制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上，如旋钮、开关、按钮、图表、图形等，这使这得前面板直观易懂。下面是一个温度计程序（Thermometer VI）的前面板。
每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用LabVIEW图形编程语言编写，可以把它理解成传统程序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构成。其中端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据，节点被用来实现函数和功能调用，图框被用来实现结构化程序控制命令，而连线代表程序执行过程中的数据流，定义了框图内的数据流动方向。上述温度计程序（Thermometer VI）的框图程序如下：
图标/连接器是子VI被其它VI调用的接口。图标是子VI在其他程序框图中被调用的节点表现形式；而连接器则表示节点数据的输入/输出口，就象函数的参数。用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示一一对应。LabVIEW具有多个图形化的操作模板，用于创建和运行程序。这些操作模板可以随意在屏幕上移动，并可以放置在屏幕的任意位置。操纵模板共有三类，为工具（Tools）模板、控制（Controls）模板和功能（Functions）模板。比如模拟电子电路中常用的信号处理子模板：包括信号发生、时域及频域分析功能模块
LabVIEW的强大功能归因于它的层次化结构，用户可以把创建的VI程序当作子程序调用，以创建更复杂的程序，而这种调用的层次是没有限制的。与一般的EDA软件设计编程仿真下载的过程不同，模拟电子电路系统仿真功能直接由软件即可实现。硬件设计可通过LabVIEW相应的数据采集卡或GPIB、PXI、VXI等各种总线系统与外部硬件电路连接实现。
3 在模拟电子电路中的应用实例
基于LabVIEW上述特点，结合教学和科研需要，我们选择LabVIEW作为开发平台，采用北京中科泛华测控技术有限公司开发的采集器，我们构建了实验室虚拟仪器系统。
一个多功能信号发生器设计是模拟电子技术实验中一个非常重要的综合实验， 在传统的实验中，采用元器件，面包板进行设计，同时用示波器测量激励信号和响应信号的频率、幅值，再实现其他参数时需要额外增加元件，造成电路结构复杂，由于波形输出为模拟信号，输出不精确，会有过冲，杂散等一系列问题。LabVIEW的强大功能使得其成为虚拟仪器设计的最佳选择在LabVIEW的控制模板中加入相关的按键和开关，由于控制模板的自由度很高，所以选择同时放置3个显示器，这样可以同屏显示3种不同波形，较容易比对。此外，加入频率选择控件，幅值选择控件，以及开关等必要按键。频率选择控件简化为数值输入控件，这样可以直接输入需要的幅值和频率等信息，将鼠标移至旋钮单击右键选择属性选项，在随后弹出的对话框中的外观选项的标签中将这些旋钮分别命名。此外，在前面板加入了数字滤波器的相关控件，这样就可以将多功能信号发生器和数字滤波器结合起来，通过在虚拟面板上的操作，既可以输出需要的信号波形，又可分析数字滤波器在时域上的功能。
程序部分的设计是整个设计的核心，其中，每个程序框可以认为是传统编程语言中的源代码，而所有的程序框就是VI源程序的最重要的组成部分，除此之外，节点，端子，连线构成了程序框之间的联系。其中，用节点实现了对函数的功能调用；用端子用于传输前面板和后台之间的数据。连线的作用是顺序执行程序的数据流并且指明数据流动方向。
程序调试成功之后的运行结果如图5所示，如图，前面板上显示，程序输出了一个频率为1Hz，采样频率为100Hz，不使用滤波器的信号波形，从时域波形上看，信号质量很好。
4 结束语
本文主要分析了基于LabVIEW的模拟电子电路设计与仿真，通过以上的叙述，可以看出虚拟仪器利用个人计算机强大的图形环境和在线帮助功能，建立虚拟仪器面板，完成对仪器的控制，数据分析与显示，代替传统仪器，改变传统仪器的使用方式，提高仪器的功能和使用效率，使用户可以根据自己的需要定义仪器的功能，为模拟电子电路设计和仿真提供了另一个高效易用的软件平台。
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