电路设计行业分析精选(九篇)

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第1篇：电路设计行业分析范文

关键词：计算机；高速数字电路；设计技术

对于高速数字电路来说，其主要指的就是高速变化的信号在传播过程中产生的电熔、电感等具备着一定模拟特性的电路，实现计算机高速数字电路的建设，不单单需要对先进的电子技术进行应用，还需要结合现代化的计算机软件技术进行完善，进而实现对计算机高速数字电路每一部分的参数的优化和调整，进而保证计算机高速数字电路系统能够正常稳定的运行，达到一定的运行标准。在对计算机高速数字电路进行设计时，需要做的是在设计过程中对各部分的元器件进行合理的搭配，不然将会对电路元器件、电路信号等正常运行与传输产生不良的影响。

1计算机高速数字电路设计技术的影响因素

对于高速数字电路的设计来说，其是否能够成功主要“决定权”在于信号的质量,也就是高速数字电路信号完整程度的保持,假如对高速数字电路信号完整程度无法保持,在信号的传输过程当中，就会发生信号缺失，进而产生信号失真的现象，一旦这种现象发生，对于数据信息、地址等方面都会产生十分不良的影响，令整体的高速数字电路系统无法保持正常运行,甚至会造成整体系统的崩溃。而影响信号质量的因素并不单一,其是由多种因素所共同影响，然而,在对信号的完整性影响因素进行分析时，可以发现，其主要能分为以下几点:第一点，在整体的计算机高速数字电路系统中，在信号传输线位置的阻抗存在着差异，无法进行正常的匹配,进而能够出现“反射噪声”的现象,对于的信号完整性而言，能够对其产生一定的影响作用[1]。第二点，在整体的计算机高速数字电路系统中，信号线与信号线之间的距离受到电路密集度的影响，一旦电路密集度不断的进行增大，信号线之间的距离将会越来越狭小,这就致使信号与信号之间的电磁藕合参数呈现出上升的趋势,如果不进行及时的处理,就会导致信号间出现“串扰现象”，进而影响到信号的质量[2]。第三点，在整体的计算机高速数字电路系统中，在芯片内存在着大量的电路，这些电路在同时输出的过程中,会受到在电源平面间存在着的电阻以及电阻的作用,进而产生较大的“瞬态电流”,这种“瞬态电流”产生后，会对地线、电源线上的存在着的电压造成一定程度的不良影响,因此导致信号的发生一些波动和变化。总的来说,对计算机高速数字电路进行科学合理的设计,降低或者是排除以上三方面因素对信号质量的不良影响,进而达到促进计算机高速数字电路信号完整性的提高,在现代化的计算机高速数字电路的设计过程当中，是首先需要解决的问题,只有这样才能够保证计算机高速数字电路设计的成功性。

2计算机高速数字电路设计技术问题的解决对策

2.1阻抗问题的解决策略

为了避免信号传输线位置的阻抗存在着差异造成的信号受到影响的情况发生，首先需要对先进的计算机高速数字电路设计技术理念进行学习和研究，在正常情况下，计算机高速数字电路设计过程中，很难令电路中存在着的临街阻抗相互之间契合，因此，可以采用对计算机高速数字电路设计技术进行创新和完善的办法，令电路系统一直都保持过阻抗的状态，只有这样才能够在一定程度上保证计算机高速数字电路的信号传播过程中，信号的完整性不会受到阻抗差异的影响，进而获得更好的计算机高速数字电路信息传输效率[3]。

2.2串扰现象的解决策略

在对计算机高速数字电路进行设计时，对于“串扰现象”需要进行合理地解决。参照信号传播的基本理论,可以发现，在电路中，电流的流动趋势属于循环流动,对于这一现象而言，数字电路设计工作人员往往并不在意。在传播信号的路径和回路形成了电流环路,电感在这样中的回路随着路径的逐渐增大，电感也逐渐变大,同时，电流环路中存在着的电流也会根据电磁场的变化产生一定程度的改变。在对这样的电流环路展开“减小处理”,能够降低“串扰现象”带来的影响[4]。

2.3瞬态电流的解决策略

在对计算机高速数字电路进行设计的过程中,要对电源的电阻因素以及电感因素进行充分的考虑,实现对电阻因素以及电感因素的预先处理。在现阶段的电路系统中，通常情况下电路材料都是铜质材料,这种铜质材料远远对高速数字电路设计的要求和标准无法进行满足,所以，在高速数字电路进行设计的过程当中，还要对电路材料方面影响因素进行解决,使用更为合理的电路材料对去藕电容进行引导，将其引导进入整个高速数字电路中，能够在一定程度上降低“瞬态电流”的发生频率。

3结语

综上所述，在社会不断的发展的过当中，对于电子技术来说，也带来了一定的发展契机，令其发展速度也得以提升，计算机高速数字电路设计技术就是在这样的发展前提下得到了不断地完善及进步，是对先进的电子技术概念理论进行应用，进而达到的设计标准，为一些行业的整体发展能够起到一定的促进作用。通过对计算机高速数字电路设计技术进行研究和分析，结合相关的文献资料以及专业性知识，对计算机高速数字电路技术进行进一步研究，能够在一定程度上加快计算机高速数字电路技术的发展进程，进而在更多的行业当中得到更好的应用。

作者:黄一曦 单位:广西理工职业技术学校

第2篇：电路设计行业分析范文

【关键词】集成电路；设计方法；IP技术

基于CMOS工艺发展背景下，CMOS集成电路得到了广泛应用，即到目前为止，仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术，但基于64kb动态存储器的发展，集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上，为了迎合集成电路时代的发展，应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手，对集成电路进行改善与优化，且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述，望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。

1当前集成电路设计方法

1.1全定制设计方法

集成电路，即通过光刻、扩散、氧化等作业方法，将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片，置入管壳内，应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中，为了营造良好的电路设计空间，应注重强调对全定制设计方法的应用，即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具，对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控，最终通过版图布局、布线等，达到元器件组合、优化目的。同时，在元器件电路参数优化过程中，为了满足小型化集成电路应用需求，应遵从“自由格式”版图设计原则，且以紧凑的设计方法，对每个元器件所连导线进行布局，就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如，随机逻辑网络在设计过程中，为了提高网络运行速度，即采取全定制集成电路设计方法，满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中，设计周期较长，为此，应注重对其的合理化应用。

1.2半定制设计方法

半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路，同时注重在集成电路优化过程中，从单元库内选取适宜的电压或压焊块，以自动化方式对集成电路进行布局、布线，且获取掩膜版图。例如，专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量，即采用了半定制设计方法，同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念，即将若干个器件进行排序，且排列为门阵列形式，继而通过导线连接形式形成统一的电路单元，并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中，亦可采取标准单元设计方式，即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控，同时结合电路单元版图，连接、布局集成电路运作环境，达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出，在小型化集成电路设计过程中，强调对半定制设计方法的应用，有助于缩短设计周期，为此，应提高对其的重视程度。

1.3基于IP的设计方法

基于0.35μmCMOS工艺的推动下，传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求，因而在此基础上，为了推动各领域产业的进一步发展，应注重融入IP设计方法，即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向，开发单一模块，并集成、复用IP，就此将集成电路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP视角下，在集成电路设计过程中，要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核，且基于IP核支撑资源获取的基础上，完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等，最终对1700多个IP核资源进行系统化整理，并通过VSIA标准评估方式，对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估，规避集成电路故障问题的凸显，且达到最佳的集成电路设计状态。另外，在IP集成电路设计过程中，亦应注重增设HDL代码等检测功能，从而满足集成电路设计要求，达到最佳的设计状态，且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。

2集成电路设计中IP设计技术分析

基于IP的设计技术，主要分为软核、硬核、固核三种设计方式，同时在IP系统规划过程中，需完善32位处理器，同时融入微处理器、DSP等，继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求，因而在IP设计环节开展过程中，应注重选用适宜的接口，寄存I/O，且以独立性IP模块设计方式，对芯片布局布线进行操控，简化集成电路整体设计过程。此外，在IP设计技术应用过程中，必须突出全面性特点，即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手，推进IP文件化，最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外，就当前的现状来看，IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节，且制定了IP战略，因而有助于减少IP集成电路开发风险，为此，在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术，并建构AMBA总线等，打造良好的集成电路运行环境，强化整体电路集成度，达到最佳的电路布局、规划状态。

3结论

综上可知，集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域，推进了社会的进步。为此，为了降低集成电路设计风险，减少开发经费，缩短开发时间，要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用，同时注重引入IP设计技术理念，完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能，最终就此规避电路开发中故障问题的凸显，达到最佳的集成电路开发、设计状态。

参考文献

[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程,2014,12(06):190-191.

[2]李群，樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报,2013,12(08):56-57.

第3篇：电路设计行业分析范文

关键词：集成电路设计；本科教学；改革探索

作者简介：殷树娟（1981-），女，江苏宿迁人，北京信息科技大学物理与电子科学系，讲师；齐臣杰（1958-），男，河南扶沟人，北京信息科技大学物理与电子科学系，教授。（北京 100192）

基金项目：本文系北京市教委科技发展计划面上项目（项目编号：KM201110772018）、北京信息科技大学教改项目（项目编号：2010JG40）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）04-0064-02

1958年，美国德州仪器公司展示了全球第一块集成电路板，这标志着世界从此进入到了集成电路的时代。在近50年的时间里，集成电路已经广泛应用于工业、军事、通讯和遥控等各个领域。集成电路具有体积小、重量轻、寿命长和可靠性高等优点，同时成本也相对低廉，便于进行大规模生产。自改革开放以来，我国集成电路发展迅猛，21世纪第1个10年，我国集成电路产量的年均增长率超过25%，集成电路销售额的年均增长率则达到23%。我国集成电路产业规模已经由2001年不足世界集成电路产业总规模的2%提高到2010年的近9%。我国成为过去10年世界集成电路产业发展最快的地区之一。伴随着国内集成电路的发展，对集成电路设计相关人员的需求也日益增加，正是在这种压力驱动下，政府从“十五”计划开始大力发展我国的集成电路设计产业。

在20世纪末21世纪初，国内集成电路设计相关课程都是在研究生阶段开设，本科阶段很少涉及。不仅是因为其难度相对本科生较难接受，而且集成电路设计人员的需求在我国还未进入爆发期。我国的集成电路发展总体滞后国外先进国家的发展水平。进入21世纪后，我国的集成电路发展迅速，集成电路设计需求剧增。[1]为了适应社会发展的需要，同时也为更好地推进我国集成电路设计的发展，国家开始加大力度推广集成电路设计相关课程的本科教学工作。经过十年多的发展，集成电路设计的本科教学取得了较大的成果，较好地推进了集成电路设计行业的发展，但凸显出的问题也日益明显。本文将以已有的集成电路设计本科教学经验为基础，结合对相关院校集成电路设计本科教学的调研，详细分析集成电路设计的本科教学现状，并以此为基础探索集成电路设计本科教学的改革。

一、集成电路设计本科教学存在的主要问题

在政府的大力扶持下，自“十五”计划开始，国内的集成电路设计本科教学开始走向正轨。从最初的少数几个重点高校到后来众多相关院校纷纷设置了集成电路设计本科专业并开设了相关的教学内容。近几年本科学历的集成电路设计人员数量逐渐增加，经历本科教学后的本科生无论是选择就业还是选择继续深造，都对国内集成电路设计人员紧缺的现状起到了一定的缓解作用。但从企业和相关院校的反馈来看，目前国内集成电路设计方向的本科教学仍然存在很多问题，教学质量有待进一步提高，教学手段需做相应调整，教学内容应更多地适应现阶段产业界发展需求。其主要存在以下几方面问题。

首先，课程设置及课程内容不合理，导致学生学习热情降低。现阶段，对于集成电路设计，国内的多数院校在本科阶段主要开设有如下课程：“固体物理”、“晶体管理”、“模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”（各校命名方式可能有所不同）等。固体物理和晶体管原理是方向基础课程，理论性较强，公式推导较多，同时对学生的数学基础要求比较高。一方面，复杂的理论分析和繁琐的公式推导严重降低了本科生的学习兴趣，尤其是对于很多总体水平相对较差的学生。而另外一方面，较强的数学基础要求又进一步打击学生的学习积极性。另外，还有一些高等院校在设置课程教学时间上也存在很多问题。例如：有些高等院校将“固体物理”课程和“半导体器件物理”课程放在同一个学期进行教学，对于学生来说，没有固体物理的基础就直接进入“晶体管原理”课程的学习会让学生很长一段时间都难以进入状态，将极大打击学生的学习兴趣，从而直接导致学生厌学甚至放弃相关方向的学习。而这两门课是集成电路设计的专业基础课，集成电路设计的重点课程“模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程的学习需要这两门课的相关知识作为基础，如果前面的基础没有打好，很难想象学生如何进行后续相关专业知识的的学习，从而直接导致学业的荒废。

其次，学生实验教学量较少，学生动手能力差。随着IC产业的发展，集成电路设计技术中电子设计自动化（Electronic design automatic，EDA）无论是在工业界还是学术界都已经成为必备的基础手段，一系列的设计方法学的研究成果在其中得以体现并在产品设计过程中发挥作用。因此，作为集成电路设计方向的本科生，无论是选择就业还是选择继续深造，熟悉并掌握一些常用的集成电路设计EDA工具是必备的本领，也是促进工作和学习的重要方式。为了推进EDA工具的使用，很多EDA公司有专门的大学计划，高校购买相关软件的价格相对便宜得多。国家在推进IC产业发展方面也投入了大量的资金，现在也有很多高等院校已经具备购买相关集成电路设计软件的条件，但学生的实际使用情况却喜忧参半。有些高校在培养学生动手能力方面确实下足功夫，学生有公用机房可以自由上机，只要有兴趣学生可以利用课余时间摸索各种EDA软件的使用，这对他们以后的工作和学习奠定了很好的基础。但仍然还有很多高校难以实现软件使用的最大化，购买的软件主要供学生实验课上使用，平时学生很少使用，实验课上学到的一点知识大都是教师填鸭式灌输进去的，学生没有经过自己的摸索，毕业后实验课上学到的知识已经忘得差不多了，在后续的工作或学习中再用到相关工具时还得从头再来学习。动手能力差在学生择业时成为一个很大的不足。[2]

再者，理工分科紊乱，属性不一致。集成电路设计方向从专业内容及专业性质上分应该属于工科性质，但很多高校在专业划分时却将该专业划归理科专业。这就使得很多学生在就业时遇到问题。很多招聘单位一看是理科就片面认为是偏理论的内容，从而让很多学生错失了进一步就业的好机会。而这样的结果直接导致后面报考该专业的学生越来越少，最后只能靠调剂维持正常教学。其实，很多高校即使是理科性质的集成电路设计方向学习的课程和内容，与工科性质的集成电路设计方向是基本一致的，只是定位属性不一致，结果却大相径庭。

二、改革措施

鉴于目前国内集成电路设计方向的本科教学现状，可以从以下几个方面改进，从而更好地推进集成电路设计的本科教学。

1.增加实验教学量

现阶段的集成电路本科教学中实验教学量太少，以“模拟集成电路设计”课程为例，多媒体教学量40个学时但实验教学仅8个学时。相对于40个学时的理论学习内容，8个学时的实验教学远远不能满足学生学以致用或将理论融入实践的需求。40个学时的理论课囊括了单级预算放大器、全差分运算放大器、多级级联运算放大器、基准电压源电流源电路、开关电路等多种电路结构，而8个学时的实验课除去1至2学时的工具学习，留给学生电路设计的课时量太少。

在本科阶段就教会学生使用各种常用EDA软件，对于增加学生的就业及继续深造机会是非常必要的。一方面，现在社会的竞争是非常激烈的，很少有单位愿意招收入职后还要花比较长的时间专门充电的新员工，能够一入职就工作那是最好不过的。另一方面，实验对于学生来说比纯理论的学习更容易接受，而且实验过程除了可以增加学生的动手操作能力，同样会深化学生对已有理论知识的理解。因此，在实践教学工作中，增加本科教学的实验教学量可以有效促进教学和增进学生学习兴趣。

2.降低理论课难度尤其是复杂的公式推导

“教师的任务是授之以渔，而不是授之以鱼”，这句话对于集成电路设计专业老师来说恰如其分。对于相同的电路结构，任何一个电路参数的变化都可能会导致电路性能发生翻天覆地的变化。在国际国内，每年都会有数百个新电路结构专利产生，而这些电路的设计人员多是研究生或以上学历人员，几乎没有一个新的电路结构是由本科生提出的。

对于本科生来说，他们只是刚刚涉足集成电路设计产业，学习的内容是最基础的集成电路相关理论知识、电路结构及特点。在创新方面对他们没有过多的要求，因此他们不需要非常深刻地理解电路的各种公式尤其是复杂的公式及公式推导，其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路分析基本方法等，而不是纠结于电路各性能参数的推导。例如，对于集成电路设计专业的本科必修课程――“固体物理”和“晶体管原理”，冗长的公式及繁琐的推导极大地削弱了学生的学习兴趣，同时对于专业知识的理解也没有太多的益处。[3]另外，从专业需要方面出发，对于集成电路设计者来说更多的是需要学生掌握各种半导体器件的基本工作原理及特性，而并非是具体的公式。因此，减少理论教学中繁琐的公式推导，转而侧重于基本原理及特性的物理意义的介绍，对于学生来说更加容易接受，也有益于之后“模拟集成电路”、“数字集成电路”的教学。

3.增加就业相关基础知识含量

从集成电路设计专业进入本科教学后的近十年间本科生就业情况看，集成电路设计专业的本科生毕业后直接从事集成电路设计方向相关工作的非常少，多数选择继续深造或改行另谋生路。这方面的原因除了因为本科生在基本知识储备方面还不能达到集成电路设计人员的要求外，更主要的原因是随着国家对集成电路的大力扶持，现在开设集成电路设计相关专业的高等院校越来越多，很多都是具有研究生办学能力的高校，也就是说有更多的更高层次的集成电路设计人才在竞争相对原本就不是很多的集成电路设计岗位。

另外一方面，集成电路的版图、集成电路的工艺以及集成电路的测试等方面也都是与集成电路设计相关的工作，而且这些岗位相对于集成电路设计岗位来说对电路设计知识的要求要低很多。而从事集成电路版图、集成电路工艺或集成电路测试相关工作若干年的知识积累将极大地有利于其由相关岗位跳槽至集成电路设计的相关岗位。因此，从长期的发展目标考虑，集成电路设计专业本科毕业生从事版图、工艺、测试相关方向的工作可能更有竞争力，也更为符合本科生知识储备及长期发展的需求。这就对集成电路设计的本科教学内容提出了更多的要求。为了能更好地贴近学生就业，在集成电路设计的本科教学内容方面，教师应该更多地侧重于基本的电路版图知识、硅片工艺流程、芯片测试等相关内容的教学。

三、结论

集成电路产业是我国的新兴战略性产业，是国民经济和社会信息化的重要基础。大力推进集成电路产业的发展，必须强化集成电路设计在国内的本科教学质量和水平，而国内的集成电路设计本科教学还处在孕育发展的崭新阶段，它是适应现代IC产业发展及本科就业形势的，但目前还存在很多问题亟待解决。本文从已有的教学经验及调研情况做了一些分析，但这远没有涉及集成电路设计专业本科教学的方方面面。不过，可以预测，在国家大力扶持下，在相关教师及学生的共同努力下，我国的集成电路设计本科教学定会逐步走向成熟，更加完善。

参考文献：

[1]王为庆.高职高专《Protel电路设计》教学改革思路探索[J].考试周刊,2011,(23).

第4篇：电路设计行业分析范文

关键词：计算机 高速数字 电路设计技术

中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）12-0000-00

1引言

高速数字电路的含义是通过电路，高速变化信号出现电熔以及电感等性状，计算机高速数字电路涉及两方面的技术，分别是计算机技术以及电子技术，优化了电路的所有参数，保证高速数字电路系统可以正常的运行。在进行高速数字电路设计时，最为关键的是合理搭配各个元件，这样才有利于电路信号以及相关元器件的稳定运行。

2影响计算机高速数字电路设计技术的问题

2.1 来自于信号线之间距离

高速数字电路设计技术的出现，对于计算机电子技术来讲，是一个很大的进步。不过目前这种技术还不成熟，还有很多弊端。举个例子，信号线之间的距离也对其带来一定的影响，通常来说，印刷版电路的密度越大，信号线之间的距离就会变小，同时，还会增加电磁耦合度，如果没有充分注意到这个问题，就会导致信号之间相互干扰，而且这种现象会越发的严重。

2.2 阻抗不能匹配

对于信号传输线来说，最主要的就是阻抗，但是目前在进行高速数字电路设计时，阻抗不能匹配的情况时有发生，这会引起反射噪声的出现，从而影响到信号的完整性。

2.3 来自于电源平面之间电感以及电阻方面的因素

具体来讲，计算机高速数字化电路设计技术就是结合具体条件，通过电子技术完成设计，在很大的范围内得到了推广。目前，在进行计算机高速数字电路设计时，因为电源平面之间是有电感以及电阻存在的，如果同时进行所有的电路输出，就会在电路上形成巨大的瞬间电流，影响到电源线电压以及极端级的电路地线，严重时还会造成波动。

3深入探讨计算机高速数字电路技术

3.1 通过科学的设计保证完整的计算机高速数字电路信号

我们经过上面的分析已经知道，目前，在进行计算机高速数字电路设计时，因为存在阻抗之间的不匹配，会造成电路信号的不完整，所以，要科学的设计计算机高速数字电路技术，最大程度保证完整传输电路信号。有关这个问题可以从两个方面进行研究，首先，研究不同种类电路之间电路信号传输的干扰现象，换句话来说，就是上面所说的干扰以及反射的现象。其次，我们还要研究不同种类信号在进行传输时，给电路信号网带来的影响。计算机高速数字电路处于正常运行状态时，因为阻抗不能匹配，传输的电路信号并不是很完整，此外，计算机高速数字电路在运行当中，是无法控制好阻抗的，阻抗有时过大，有时过小，这会影响到电路信号的波形，最终造成计算机高速电路不能传输完整的信号。为了解决这个问题，我们必须要进一步研究计算机高速数字电路技术，按照一般的规律，高速数字电路设计是无法让临街阻抗符合电路的，这就要改进计算机高速数字电路设计技术，确保系统是过阻抗的情况，这种方式可以解决由于阻抗的不匹配，造成计算机高速数字电路不能传输完整信号的问题，最大程度减少由于阻抗过大或者过小所带来的负面作用。

3.2 科学设计高速数字电路电源

计算机高速数字电路技术是离不开电源的，可以说，电源是包含在计算机高速数字电路技术之内的，我们通过上面的分析已经了解到，在进行计算机高速数字电路设计时，因为电源平面之间电感以及电阻带来的影响，电源在运行时，会产生过电压的现象，简单来说，就是干扰到电源的波形，无法保证计算机高速数字电路安全稳定的运行。按照理论来讲，在进行高速数字电路设计时，如果电源系统是没有阻抗的，电路设计就会进行的非常顺利，在这种情况下，信号回路就不容易消耗到阻抗，系统当中，每个点都会保持一种长期稳定的态势。但是这只不过是一种假设的理想状态，在现实当中，是不可能存在的，为了保证计算机高速数字电路系统的正常运行，就不能忽略电源的电感以及电阻带来的影响，为了将这种影响控制在最低的程序，需要我们采取科学的手段。我们考察目前计算机高速数字电路系统所用的电源材料可知，对于电路系统来说，大部分都是利用铜质材料的，但是根据电源系统的具体情况，铜质材料是不符合计算机高速数字电路电源的材质要求的，这会影响到计算机高速数字电路系统的正常运行。面对这种情况，我们要从多角度对各个影响因素进行探究，比如可以在电路中应用楼电容，这种方式有利于减少电源面的电感以及电阻所带来的影响，最终保证计算机高速数字电路系统可以长久稳定的运行。

4结语

总的来说，随着中国社会经济发展越来越快，推动了电子技术的不断进步，也催生了很多新的技术，就如文章所阐述的计算机高速数字电路设计技术，其就建立在电子技术的基础之上，通过科学设计而实现的，并且应用于各个行业，取得了显著的效果。文章深入分析了计算机高速数字电路设计技术，在结合笔者自身的实践经验，此外，还有对于计算机高速数字电路技术的初步认识，详细的阐述了计算机高速数字电路设计技术的相关影响因素，并且提出了具有针对性的完善手段，主旨在于通过上述的分析，可以将计算机高速数字电路系统的应有作用发挥出来，繁荣电子产品市场，并且成为同行的一种借鉴。

参考文献

[1] 蔡叶芳，田泽，邵刚 等.一种高速数模混合倒装芯片协同仿真技术研究[J].计算机技术与发展，2015（06）.

第5篇：电路设计行业分析范文

集成电路设计公司在招聘版图设计员工时，除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外，大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求：熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺；熟悉集成电路（数字、模拟）设计，了解电路原理，设计关键点；熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则；掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具；完成手工版图设计和工艺验证[1，2]。另外，公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广，而国内学校开设这方面专业比较晚，IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大，所以拥有一定工作经验的设计工程师，就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4，5]。

二、针对企业要求的版图设计教学规划

1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件，它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时，一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等，鉴于很少有学校开设这门课程，可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计，可以由Foundry厂提供，也可由公司自定制标准单元版图库，因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中，无论是CMOS还是双极型电路，主要目标并不是芯片的尺寸，而是优化电路的性能，匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者，更关心的是电路的性能，了解电压和电流以及它们之间的相互关系，应当知道为什么差分对需要匹配，应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的，面积在某种程度上说仍然是一个问题，但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。另外，模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手，经常需要与前端工程师交流，看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等，这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理，实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此，对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高，版图设计工作还涵盖了电路提取与整理，这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程；而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。

三、教学实现

第6篇：电路设计行业分析范文

2001年我国新增“集成电路设计与集成系统”本科专业，2003年至2009年，我国在清华大学、北京大学、复旦大学等高校分三批设立了20个大学集成电路人才培养基地，加上原有的“微电子科学与工程”专业，目前，国内已有近百所高校开设了微电子相关专业和实训基地，由此可见，国家对集成电路行业人才培养的高度重视。在新形势下，集成电路相关专业的“重理论轻实践”、“重教授轻自学轻互动”的传统人才培养模式已不再适用。因此，探索新的人才培养方式，改革集成电路设计类课程体系显得尤为重要。传统人才培养模式的“重理论、轻实践”方面，可从课程教学学时安排上略见一斑。例如：某高校“模拟集成电路设计”课程，总学时为80，其中理论为64学时，实验为16学时，理论与实验学时比高达4∶1。由于受学时限制，实验内容很难全面覆盖模拟集成电路的典型结构，且实验所涉及的电路结构、器件尺寸和参数只能由授课教师直接给出，学生在有限的实验学时内仅完成电路的仿真验证工作。由于缺失了根据所学理论动手设计电路结构，计算器件尺寸，以及通过仿真迭代优化设计等环节，使得众多应届毕业生走出校园后普遍不具备直接参与集成电路设计的能力。“重教授、轻自学、轻互动”的传统教学方式也备受诟病。课堂上，授课教师过多地关注知识的传授，忽略了发挥学生主动学习的主观能动性，导致教师教得很累，学生学得无趣。

2集成电路设计类课程体系改革探索和教学模式的改进

2014年“数字集成电路设计”课程被列入我校卓越课程的建设项目，以此为契机，卓越课程建设小组对集成电路设计类课程进行了探索性的“多维一体”的教学改革，运用多元化的教学组织形式，通过合作学习、小组讨论、项目学习、课外实训等方式，营造开放、协作、自主的学习氛围和批判性的学习环境。

2．1新型集成电路设计课程体系探索

由于统一的人才培养方案，造成了学生“学而不精”局面，培养出来的学生很难快速适应企业的需求，往往企业还需追加6～12个月的实训，学生才能逐渐掌握专业技能，适应工作岗位。因此，本卓越课程建设小组试图根据差异化的人才培养目标，探索新型集成电路设计类课程体系，重新规划课程体系，突出课程的差异化设置。集成电路设计类课程的差异化，即根据不同的人才培养目标，开设不同的专业课程。比如，一些班级侧重培养集成电路前端设计的高端人才，其开设的集成电路设计类课程包括数字集成电路设计、集成电路系统与芯片设计、模拟集成电路设计、射频电路基础、硬件描述语言与FPGA设计、集成电路EDA技术、集成电路工艺原理等；另外的几个班级，则侧重于集成电路后端设计的高端人才培养，其开设的集成电路设计类课程包括数字集成电路设计、CMOS模拟集成电路设计、版图设计技术、集成电路工艺原理、集成电路CAD、集成电路封装与集成电路测试等。在多元化的培养模式中，加入实训环节，为期一年，设置在第七、八学期。学生可自由选择，或留在学校参与教师团队的项目进行实训，或进入企业实习，以此来提高学生的专业技能与综合素质。

2．2理论课课堂教学方式的改进

传统的课堂理论教学方式主要“以教为主”，缺少了“以学为主”的互动环节和自主学习环节。通过增加以学生为主导的学习环节，提高学生学习的兴趣和学习效果。改进措施如下：

（1）适当降低精讲学时。精讲学时从以往的占课程总学时的75％～80％，降低为30％～40％，课程的重点和难点由主讲教师精讲，精讲环节重在使学生掌握扎实的理论基础。

（2）增加课堂互动和自学学时。其学时由原来的占理论学时不到5％增至40％～50％。

（3）采用多样化课堂教学手段，包括团队合作学习、课堂小组讨论和自主学习等，激发学生自主学习的兴趣。比如，教师结合当前本专业国内外发展趋势、研究热点和实践应用等，将课程内容凝练成几个专题供学生进行小组讨论，每小组人数控制在3～4人，课堂讨论时间安排不低于课程总学时的30％［3］。专题内容由学生通过自主学习的方式完成，小组成员在查阅大量的文献资料后，撰写报告，在课堂上与师生进行交流。课堂理论教学方式的改进，充分调动了学生的学习热情和积极性，使学生从被动接受变为主动学习，既活跃了课堂气氛，也营造了自主、平等、开放的学习氛围。

2．3课程实验环节的改进

为使学生尽快掌握集成电路设计经验，提高动手实践能力，探索一种内容合适、难度适中的集成电路设计实验教学方法势在必行。本课程建设小组将从以下几个方面对课程实验环节进行改进：

（1）适当提高教学实验课时占课程总学时的比例，使理论和实验学时的比例不高于2∶1。

（2）增加课外实验任务。除实验学时内必须完成的实验外，教师可增设多个备选实验供学生选择。学生可在开放实验室完成相关实验内容，为学生提供更多的自主思考和探索空间。

（3）提升集成电路设计实验室的软、硬件环境。本专业通过申请实验室改造经费，已完成多个相关实验室的软、硬件升级换代。目前，实验室配套完善的EDA辅助电路设计软件，该系列软件均为业界认可且使用率较高的软件。

（4）统筹安排集成电路设计类课程群的教学实验环节，力争使课程群的实验内容覆盖设计全流程。由于集成电路设计类课程多、覆盖面大，且由不同教师进行授课，因此课程实验分散，难以统一。本课程建设小组为了提高学生的动手能力和就业竞争力，全面规划、统筹安排课程群内的所有实验，使学生对集成电路设计的全流程都有所了解。

3工程案例教学法的应用

为提升学生的工程实践经验，我们将工程案例教学法贯穿于整个课程群的理论、实验和作业环节。下面以模拟集成电路中的典型模块多级放大器的设计为例，对该教学方法在课程中的应用进行详细介绍。

3．1精讲环节

运算放大器是模拟系统和混合信号系统中一个完整而又重要的部分，从直流偏置的产生到高速放大或滤波，都离不开不同复杂程度的运算放大器。因此，掌握运算放大器知识是学生毕业后从事模拟集成电路设计的基础。虽然多级运算放大器的电路规模不是很大，但是在设计过程中，需根据性能指标，谨慎挑选运放结构，合理设计器件尺寸。运算放大器的性能指标指导着设计的各个环节和几个比较重要的设计参数，如开环增益、小信号带宽、最大功率、输出电压（流）摆幅、相位裕度、共模抑制比、电源抑制比、转换速率等。由于运算放大器的设计指标多，设计过程相对复杂，因此其工作原理、电路结构和器件尺寸的计算方法等，这部分内容需要由主讲教师精讲，其教学内容可以放在“模拟集成电路设计”课程的理论学时里。

3．2作业环节

课后作业不仅仅是课堂教学的巩固，还应是课程实验的准备环节。为了弥补缺失的学生自主设计环节，我们将电路结构的设计和器件尺寸、相关参数的手工计算过程放在作业环节中完成。这样做既不占用宝贵的实验学时，又提高了学生的分析问题和解决问题的能力。比如两级运算放大器的设计和仿真实验，运放的设计指标为：直流增益＞80dB；单位增益带宽＞50MHz；负载电容为2pF；相位裕度＞60°；共模电平为0．9V（VDD＝1．8V）；差分输出摆幅＞±0．9V；差分压摆率＞100V／μs。在上机实验之前，主讲教师先将该运放的设计指标布置在作业中，学生根据教师指定的设计参数完成两级运放结构选型及器件尺寸、参数的手工计算工作，仿真验证和电路优化工作在实验学时或课外实训环节中完成。

3．3实验环节

在课程实验中，学生使用EDA软件平台将作业中设计好的电路输入并搭建相关仿真环境，进行仿真验证工作。学生根据仿真结果不断优化电路结构和器件尺寸，直至所设计的运算放大器满足所有预设指标。其教学内容可放在“模拟集成电路设计”或“集成电路EDA技术”课程里［4］。

3．4版图设计环节

版图是电路系统和集成电路工艺之间的桥梁，是集成电路设计不可或缺的重要环节。通过集成电路的版图设计，可将立体的电路系统变为一个二维的平面图形，再经过工艺加工还原为基于硅材料的立体结构。两级运算放大器属于模拟集成电路，其版图设计不仅要满足工艺厂商提供的设计规则，还应考虑到模拟集成电路版图设计的准则，如匹配性、抗干扰性以及冗余设计等。其教学内容可放在课程群中“版图设计技术”的实验环节完成。通过理论环节、作业环节以及实验的迭代仿真和版图设计环节，使学生掌握模拟集成电路的前端设计到后端设计流程，以及相关EDA软件的使用，具备了直接参与模拟集成电路设计的能力。

4结语

第7篇：电路设计行业分析范文

【关键词】软件仿真 电子设计 虚拟仪器 测试分析 电子测量

随着时代的进步，信息技术的高速发展，单纯的原理性解读已不能满足广大电子产品设计者对信息摄取的要求。对于电路各部分原理的分析，人们希望能简化操作，直观展现现象和结果。Multisim软件正是一款电子线路仿真软件，能有效地实现原理图捕获、交互式仿真、电路板设计和集成测试等功能的电路仿真与分析软件。它将虚拟仪器技术灵活地应用于电子设计平台，弥补测试与设计之间的缺口。

1 Multisim仿真软件简述

目前，电子产品的纯手工设计已基本上不复存在，现代化的电子产品设计过程，从产品功能的确立，到电路原理、PCB版图、程序设计、FPGA的构建及仿真、外观界面、元器件清单等设计生产所需资料全部都可以在计算机上完成。电路设计的计算机应用程度非常之高。multisim仿真软件在电子线路的设计与分析过程中，起到了很至关重要的作用。它是美国NI公司推出的一款电子线路仿真软件，是一款专门用于电子线路仿真与设计的电子设计自动化工具。它将专业理论知识用计算机仿真展现出来，很好地解决理论设计与实际测试脱节的问题。Multisim仿真软件在电子设计中的广泛应用，将打破传统电路设计模式难以入门的僵局，能极大地提高电子产品设计爱好者对电路设计与测试的积极性。

2 Multisim仿真软件的应用性探索

本文以Multisim9版本为例，对电路设计仿真软件在电子线路设计与分析过程中起到的积极作用进行探索。Multisim9为设计者提供了大量的元件库及仪器仪表，可进行元器件的编辑、选取、放置和电路图编辑绘制等操作。可实现电路工作状态测试和电路特性分析。最后，还可以实现电路图报表的输出、打印等功能。所以说，又可将其称为虚拟电子实验平台。

对于刚入门电子技术行业的初学者来讲，电路的原理及各元器件的性能分析，无疑是晦涩难懂的。如果用传统的讲解或领悟方式，会使初学者对于电路的设计摸不到头脑、找不着方向、甚至丧失信心。然而，引入Multisim9仿真软件以后，电路中各工作点的特性将可透过仪表显示的数据和波形，会变得清晰明了。

我们以电子技术初学者必须掌握的电路--单管放大电路为例，分析电路仿真软件在虚拟电子线路设计与测试过程中起到的积极作用。图1给出利用Multisim9来仿真单管放大电路的分压式偏置电路，引入虚拟仪器进行测试，进而深入分析整个电路的工作状态。如图1所示。

首先我们来分析三极管处于放大工作状态的条件：集电结反向偏置、发射结正向偏置。图一中XMM1，XMM2两块虚拟万用表所测电压确实满足此条件。那么，输出电压应该与输入电压成电压幅值放大、相位反向的状态。我们在信号的输入端和输出端引出两个测试点分别接到示波器的A、B端。得出图二示波器显示的波形。图2可以非常直观地读出输入、输出信号之间的关系。整个电路的分析过程，理论与实践相结合，简单易懂。理论知识不再晦涩难懂，电路分析不再深不可测，都能透过虚拟仪器仪表上显示的数据，得出实际结果。

而且，就电子技术初学者来讲，三极管的几种常见失真也是非常不容易理解，也很容易混淆，主要还是因为电路的原理没有分析清楚。基本原理没有分析清楚，如何拿来应用于难度较大的电路？所以说，基本电路的原理分析，对于每一个电子产品设计者来讲，都必须牢牢掌握。在Multisim9仿真软件界面下，各种失真的现象及此刻电路各元件的工作状态能利用虚拟仪表直接地显示出来，这样，电路分析不再是纸上谈兵，理论计算。在图1单管放大电路的基础上，以快捷键shift+a来减小电阻R6的阻值，使其降低至20kΩ。可得出三极管处于饱和工作状态的失真，如图3所示。理论上此种失真是由于三极管处于发射结正偏、集电结正偏造成的。而从XMM1和XMM2两个万用表上也证实了，确实如此。当三极管处于饱和状态时，射极电流和集电极电流都比较大，导致三极管C、E两端分压很小，从万用表XMM3的读数中可以明确这一论断。三极管饱和状态的工作原理即刻分析清楚。

同理，改变滑动变阻器R6的值，使得三极管发射结无法达到正向偏置电压，可得出三极管截止失真状态的电路分析。详见图4。

3 Multisim仿真软件“实物化”展示

不仅仅是在晦涩难懂的模拟电路设计过程中，Multisim9仿真软件能分析原理、简化过程、得出结论。在其他电路中也是一样，实际应用相当广泛。这里仅以同步二进制计数器的逻辑分析和十进制计数器的安捷伦数字示波器显示来说明其具体应用。如图4、图5所示。

在图5中，从逻辑分析仪显示的波形可以明确看出，4520BD芯片确实在对CP1接入的信号进行二进制加法计数，并以指示灯的亮灭来形象化时钟频率。

不仅如此，Multisim9仿真软件还提供了更为贴近实物的器件--3D器件，使得电路图更贴近实际电路，管脚位置一致[4]。采用的测试仪器界面更是跟实物几乎完全一样，使得设计者能感受到如同实物般的真实感。这里选用安捷伦示波器来加以说明，可以更加直观地以虚拟仪器来替代实物仪器仪表。如图6所示。

4 关于multisim仿真的几点思考

通过对multisim仿真软件在电路设计和分析过程中的具体操作，我们不难发现，multisim仿真在电子技术理论研究与实践探索过程中能发挥其强大优势。

4.1 检查验证电路原理

在实践工程中，随时测量出重点部位的电压电流值，有效地避免因为实物连接而造成的短路断路现象。能准确地判断电路中各器件的工作特性，对于不符合要求的参数，可迅速地进行更改。

4.2 加强对电路功能的理解

对于电子技术应用方面的初学者来讲，理论知识的学习往往晦涩难懂，单纯用理论化的知识加以理解，会感到“力不从心”。这是我们都不愿意看到的。利用仿真软件，有效地将理论知识拉到现象中，简单直接，难点更易化解。

4.3 虚拟仪器的使用大幅提升对实际仪器的熟练度

以示波器为例，在使用过程中，经常会出现波形幅值过大，超过显示屏幕的情况，这时，常常会有设计者不加思索地放大或缩小一下每格表示的电压大小，来找到一个适合的波形。然而，虚拟仪器在这方面更直观，波形过大，说明每一格表示的幅值过小，所以应该放大每格表示的大小来使整个波形缩小。这种方式，能纠正很多人在使用仪器时不严谨的工作状态。

4.4 Mlutisim仿真软件能有效地提高电子技术爱好者的兴趣

仪表显示简单直观，理论知识实践化。能及时纠正错误，修正电路，能对似懂非懂的电路进行深入分析，明确电路的结构，能更快更好地理解原理，才会对电路设计有更大的兴趣。

总而言之，multisim仿真软件在电子技术应用过程中，起到了不可小觑的作用，现代化的电子设计，更是全计算机化的设计方式，这种自带元件库和虚拟仪器的仿真软件，对于完全虚拟化的电路设计，起到了有效的补充和积极的测试验证等作用。所以，须将此应用大力推广，使更多的电子技术爱好者熟知并使用这类仿真软件，提高设计电路效率、提升个人专业素质。

参考文献

[1]蔡大山.PCB制图与电路仿真[M].北京：电子工业出版社，2010.

[2]李爱淑.陆微.电子技术在工程领域的应用[J].科技创新与应用，2014（25）.

[3]王朝新，任斌，陈洁，董绪.基于虚拟实验平台的模拟电子技术课程设计开发与仿真[J].电子技术工程，2012，20（14）.

[4]刘洪伟.电子技术在工业工程中的应用[J].数字化用户，2014（03）.

[5]吴泳.陶永进.仿真软件Multisim在电子学中的应用探讨[J].湖南工业职业技术学院学报，2013，13（1）.

作者简介

桂丹（1982-），女，湖北省武汉市人。硕士研究生学历。现为武汉软件工程职业学院讲师。研究方向为PCB制图与仿真、电子产品CAD与制造、FPGA设计与电路仿真。

作者单位

第8篇：电路设计行业分析范文

关键词：数字电路设计 常见问题 注意事项

中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（a）-00-02

随着科学技术的飞速发展，新的电子产品和器件层出不穷，21世纪显然已经成为了信息化和数字化的时代。数字地球、数字商场、数字化生存、数字服务等概念早就成为人们生活中屡见不鲜的名词，当前人们日常交往中的很多方面都与数字联系得越来越紧密，比如每一个人的QQ号、身份证号、手机号、IP地址等等都在广泛的数字化。数字已经不再是传统意义上的1、2、3、5…，它们已经成为了区分标示和进行社会管理的重要载体。现在和今后，我们的生活都在进一步进行数字符号化，我们需要的资料和存储的信息都会用这些简单的数字传递复杂的内容，这一系列看似简单的数字承载了我们学习、工作和生活中的很多方面。这些任务的承担都必须以数字电路为根本进行数据信息的采集、分析、区分和处理，从而转化成影响着我们现实社会的数字电路信息符号。现在，数字电路已经十分广泛的深入到社会中的各个领域。近年来，科学技术的突飞猛进引发了很多行业深刻的变革和翻天覆地的变化，数字信息行业在很多方面都处在科学技术发展的前端，其中显而易见的是数字电子科学技术，在科学大发展大繁荣的浪潮中，数字电子科学技术得到狂飙式的发展，当前毫无疑问已经成为了发展最快和影响力最大的学科之一。数字逻辑器件从20世纪60年代以小规模集成电路为主发展到当前的中、大规模集成电路，甚至是超大规模的集成电路。数字逻辑器件的不断发展和应用更新，势必会推动着整个数字电路的继续前进。

1 数字电路的噪讯干扰处理

在数字电路中我们会经常采用布尔代数的数学方法，用来描述事件之间相互的逻辑关系。和一般普通代数层面中的变量不一样，逻辑变量则是用来描述逻辑关系中的二值变量，即用1和0这两个值来表示对立的逻辑状态。数字电路依照0和1的稳定情况来作为运算基础，所以这其中就会存在噪讯界限。相对于模拟电路而言，数字电路有着非常强大的噪讯。数字电路中，数字信号因为与电流变化中磁数变化的诱导电压的影响，电流变化就会在某个地方形成了噪讯的产生地，这又与电路长度、回路的面积息息相关。数字信号转变时会带来过渡性的电路，进而带动导体产生噪讯电压，再加上噪讯电流的流动会容易造成数字电路的误动作。电路的阻抗越高受到外部噪讯干扰就越容易，对抗噪讯的干扰除了控制噪讯电压以外，还应该加大结合阻抗，同时减少输入阻抗。数字IC中如果空端子表现出open的状态就会使阻抗变高，这进而又会导致数字电路极容易受到噪讯的误动作干扰。所以，数字IC的空端子需要连接电阻与电源。多层板信号线的阻抗，因为导线系设在背景的表面上，所以也可以减低阻抗的效果。

2 数字技术与模拟技术的融合

因为LSI和IC本身的高速化，为了能够使机器能够同时达到正常运行的目标，所以这就难免会使得技术的竞争越来越激烈。尽管系统构成的电路不一定有clock的设计，但是毋庸置疑的是系统是否可靠必须要考量到选用电子组件、电路设计和成本、封装技术、防止噪讯产生、防止噪讯外漏等综合因素上。数字或模拟电路的极其小型化、多功能化、高速化会使得小功率信号与大功率信号、低输出阻抗与高输出阻抗、小电流与大电流等问题常常会在同一个密封密度的电路板中出现，设计人员置身于这样的环境就将面对如此高难度和富有设计思维的挑战。比如，十分稳定的电路和吵杂的电路相依时，一旦没有把噪讯侵入到十分稳定的电路对策看做成设计的重点，那么事后尽管进行很多次设计也将难免会陷入无解的局面。又如，假设将小型的模拟信号增幅后，利用10bitA/D的数字转换器转换成数字信号，但是就因为分割辐宽是4.9 mV，但是要把该电压的level正确的读取出来就不会是一件容易的事情，很多事情就会使得超过10bit的A/D转换器陷入了不能正常顺利运行的困境。

3 数字集成电路的选择

基本门电路是由简单的分离元件构成，虽然设计起来比较容易简单，但是运行和反映的速度很多时候相对较慢，负载承受的能力也较差，电气的性能也有待进一步提高。目前使用得最为广泛则是数字集成电路。其优点是：体积较分立元件设备小几百倍；抗干扰能力强；故障率和功耗率都很低，输出电阻低；输出特性好；稳定性强。数字集成电路中又以是CMOS和TTL系列电路这两种为主。CMOS系列器件的工作电压在3～18 V之间，TTL系列的工作电压是5 V，所以CMOS电路的工作范围相对较广，其噪声的容限也较大，所需要消耗的功率相对较低。尽管CMOS的电路输入端进行了保护电路的设置，但是因为限流电阻的尺寸有限和保护二极管，这就会难免使得其承受的脉冲功率和静电电压受到限制。CMOS电路在运输、组装和调试中因为不可避免的会接触到静电和高压的物件，所以要保护好输入的静电。此外，CMOS还会产生电路锁定效应，为了安全和方便的使用，人们一直在致力于从设计和制造上排除锁定效应的研究。因为，集成电路的要求都比较高，需要先进行芯片的设计和程序的编制，但是更多的时候在使用现成数字电路中进行了简单的分析，这是非常不够的。专用的集成电路是一种新型的逻辑器件，因为其具有灵活性和通用性的特点，所以成为了对数字系统进行设计和研制的首选器件。总的来说，数字电路在今后的发展中还有广阔的空间，但是其基础知识不会发生改变，如何进行进一步的改进，这就迫切需要新型的数字人才去发现并改进当中不大完善的地方，完善和弥补电路中的每一个缺点和不足，使得当中各个部分和环节都能发挥最大的作用。

4 数字电路系统设计

数字电路设计是从原理方案出发，把整个系统按照一定的标准和要求划分成若干个单元电路，将各个单元电路间的连接方式和时序关系确定下来，在这个前提下进行数字电路系统的实验，最终完成总体电路。数字系统结构由时基电路、控制电路、子系统、输出电路、输入电路五部分构成，当中数字系统的核心是控制系统。数字电路系统的设计有分析系统要求、设计子系统、系统组装和系统安装调试等步骤组成。数字电路系统的设计也不是一次两次就能完成，需要设计人员进行反复的调试和探究，通过自上而下的设计方法和自下而上的设计方法进行数字系统的设计，依托RTL传输语言等常用工具完成。数字电路系统设计包含了很多问题，比如，电路的简化可能会使得电路性能降低，但是电路性能指标提升难免会以牺牲电路简化为条件。所以，数字电路系统的设计过程有很多因素需要考虑和兼顾。

5 数字电路的抗干扰措施

在利用TTL或CMOS这两种逻辑门电路作为具体的对象进行设计时，还需要注意到下面几个问题。

5.1 多余端的处理

数字集成逻辑门电路在正常的使用时是不允许多余端悬空的，不然就极有可能十分容易的把干扰信号引入到数字电路中。所以，在数字电路的设计中，针对多余端的处理，我们则是按照不改变数字电路的正常工作状态以及确保其性能稳定和可靠为基本原则。

5.2 去耦合滤波器

数字电路一般都是由多数片逻辑门电路组成，他们供电则来自于公共的直流电源。所以，这种电源并不是很理想的，很多时候是依靠整流稳压的电路进行供电，所以也会存在一定程度的内阻抗。数字电路正在处于运行时，就会产生很大的尖峰电流或者是脉冲电流，这些电流流经到电路的公共内阻抗时，必然相互间会产生一定的影响，情况严重时会使得数字电路的逻辑功能发生混乱，甚至是陷入崩溃状态。所以数字电路在设计中针对这一情况的处理办法一般都会使用耦合滤波器去应对，常常会使用10～100 μF范围之内的大电容器和直流电源再联合去滤除多余的频率成分。值得注意的是，还需要将每一集成芯片的电源与地之间接一个0.1 μF的电容器，用来滤除掉开关带来的噪声干扰。

5.3 接地和安装防范

科学的接地和安装工艺是数字电路设计中比较有效的措施。在实际操作中，可以把信号地和电源地分开出来，将信号地集中到一点，再把这两者用最短的导线相互连接起来，用来避免大电流流向其他器件的输入端，进而导致系统的逻辑功能失效。如果电路设计中同时有数字和模拟这两种器件，也需要将它们分开，再选择一个符合条件的共同点接地，皆宜消除相互之间的影响。当然也可以设计出数字和模拟两块电路板，分别给他们配上直流电源，再把两者合适的连接起来。在电路板的设计和安装中，也必须要注意尽量将连线缩短，这就能很大程度的减少接线电容带来的寄生振荡。

6 结语

数字处理技术和集成电路技术正在飞速的发展，数字电路也得到了越来越广泛的运用，像当前的数字电视、数字照相机等产品已经走进了广大人们生活当中，数字化已经成为了当前科学技术和社会发展的不可逆转的潮流。数字电路设计组成了诸如数字测量系统、数字通讯系统、数字控制系统等等。随着科学技术的不断进步，数字电路的设计带来的成果和发挥的影响力将会越来越受到重视。

参考文献

[1] 王华奎.电子电路设计[M].北京：电子工业出版社，2004.

第9篇：电路设计行业分析范文

关键词：车载电动空调电机控制系统；新能源汽车；需求分析

中图分类号：U463 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2017）010-0-01

一、前言

随着新型能源汽车的诞生和普及，与汽车相关的科学技术也发生了不同程度的改变，变化最显著的技术之一就是车载空调技术。传统的燃油汽车空调系统利用发动机来驱动空调压缩机和风机旋转工作，以达到车室内的温度调节和空气流通的效果。新型能源汽车发动机的驱动方式多种多样，很多新型能源汽车不再有驱动车载空调运行的燃油发动机，因此有必要对车载空调技术进行研究，使用其它技术实现对新型能源汽车车载空调进行驱动控制。

二、车载电动空调电机控制系统现状

各国政府及其汽车厂商都投入了大量的人力财力用于新型能源汽车车载空调研发，同时得益于微机控制、微电子技术的发展，电机控制技术被广泛的应用于新型能源汽车空调的设计。目前，美国生产的油电混合型汽车载空调系统全部由电机控制系统驱动。美国通用汽车公司和日本五十铃汽车公司（后合并到三菱集团）一起联合研究智能型车载电动空调电机控制系统来控制的电动客车空调系统，将新型能源汽车车载空调技术推到一个新的高度。法国露络路易斯公司将模糊控制理论应用于车载电动空调电机控制系统，实现了新型能源汽车空调变频技术。欧美等汽车工业发达国家的汽车公司也相继开发出各自的基于电机控制的车载电动空调系统产品。

我国的电机控制技术起步较晚，新型能源汽车的研究水平较发达国家相比仍然比较落后，所以车载电动空调电机控制技术一直发展缓慢。目前我国现有主要车载电动空调生产厂家有20多家，这些空调生产厂家绝大部分是引进国外技术生产线和生产设备，没有自主研发能力。另外我国各知名空调企业联手各科研机构以及部分高校投入了大量的人力物力财力致力于车载电动空调电机控制系统研究，但是汽车复杂的工况环境对系统稳定性提出了更高的要求，给研发带来了很大难度。国内已经有少数几款车载电动空调电机控制系统产品，但是难以适应新型能源汽车震动频繁和强电磁干扰复杂的工作环境，工作状态不稳定。

三、车载电动空调电机控制系统解决方案

学习借鉴国内外较成熟的应用技术和先进经验，根据车载电动空调电机控制系统要求，以车载电动空调电机控制系统为设计对象，进一步分析讨论用于车载电动空调电机控制的关键技术，设计用于车载电动空调的基于ST7FMC系列单片机的无位置传感器无刷直流电机控制系统，目前该控制系统还在研发试验中，并已取得一定进展。具体解决方案如下：

1.分析研究无刷直流电机位置新检测方法

对Y型三相全桥式电机电路进行分析，研究基于导通二相绕组的等电感电势的转子位置检测方法。使用这种方法解决了在BLDCM（无刷直流电机）低转速下转子位置信号难以提取的问题。

2.控制系统硬件电路设计

根据新的转子位置检测方法提出硬件电路设计方案。控制系统采以意法公司生产的ST7FMC2S6单片机为主控芯片实现了系统的硬件电路设计。硬件电路设计主要包括位置信号检测模块电路设计、总线通信模块电路设计，驱动电路模块设计等。

3.控制系统软件设计

结合系统功能进行相关的软件设计。需实现BLDCM的启动、调速功能以及CAN总线的通信功能。

4.样机的调试软件设计

为实现本系统对电机控制的精准性，需要设计开发一套基于CAN总线的车载电动空调控制监控系统上位机软件，通过本软件可实现空调运行状态动态显示与控制、车身工作环境显示模拟等功能。

四、车载电动空调电机控制系统的应用价值

目前我国的车载电动空调电机控制技术相对比较落后，国产车载电动空调系统稳定性差，产品质量整体不高。以上现象直接导致国产车载电动空调成本高，产品竞争力差。因此，我们需要研发有自主知识产权的车载电动空调电机控制系统，进一步降低产品成本，改善产品性能进一步提高我国车载电动空调产品的市场竞争力。

电动汽车要求电机驱动系统响应快，对系统的动态性能以及稳态性能要求都比较高。但是电动汽车系统的复杂性，加上振动，干扰等问题的影响，导致低转速下难以提取车载电动空调电机转子位置信号，最终电机无法正常启动严重影响空调稳定性。在电机控制系统设计时，我们采用了一种新的位置检测方法实现低转速下对电机转子位置信号的有效提取，提高整个空调系统的稳定性。

另外，针对复杂项目复杂的工作环境，在产品的研发过程中，设计人员和产品测试人员需要在各类模拟环境（如复杂路况、极端的天气情况环境）对车载电动空调控制系统进行调试，最终实现对车载电动空调的精准控制。本设计利用CAN总线通信模块设计了样机的调试监控软件。通过本样机的调试监控软件测试人员可以透明的观测到空调电机的运行情况，为实现精准控制提供了有数据。