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【关键词】水电站;设备技术改造;回顾
牛路岭水电站位于海南省万泉河的中上游,在琼海市会山镇境内,距市中心约60km。电站设有4台(4×20MW)混流式水轮发电机组和2台容量50000KVA双绕组变压器,按扩大单元方式接线。牛路岭水电站于1979年12月投产发电,随着社会的发展进步,水利电力事业的技术革新,近10年来,牛路岭水电站也投入大量的技改资金对有关设备进行了集成化、模块化、数字化的改造,并取得了可喜的成果,确保了电站持续稳定安全发供电,实现了连续安全发电运行4094天(截止2013年7月31日)。
1 电站机电设备状况及主要技术改造项目
在电站建设过程中,由于当时大量使用民工,技术水平较低,在设备安装时就遗留下一些缺陷,经过逐年的大修、小修、还有技术革新,设备的安全健康水平有了明显的提高。但是这仅局限于20世纪80年代末期到90年代初这一段时间内,在随后的一段时间内,水电工程相关技术与设备,有了突飞猛进的发展,凸现出原有的设备在技术上还存在着一些薄弱环节。在新技术的推动下,这些薄弱环节在一定的程度上,也成了电站发展的阻碍。为了完善和适应新型电力系统的发展要求,牛路岭水电站的机电设备又开始逐渐进行了改造:
1.1 调速器的改造
调速器是水轮发电机中的重要控制设备,它基本运行特性的好坏直接影响着水轮发电机组的正常运行,并影响电网的安全优质供电。因此,调速器的可靠性也成了衡量水轮机组调速器品质的重要技术指标之一。电站原选用T—110A型调速器,控制部分屡屡出现电液转换器故障以及因调速器电气部分出现超频、误调现象,从而导致整个发电机组不能稳定运行,影响电站正常供电的现象。这其中的主要问题在于:
(1)电液转换器故障频繁,转换器的工作线圈、脉动线圈引线易断,电液转换器采用的滑套式线圈,操作力小,液压回路节流孔耐油污能力差,容易堵塞造成十字弹簧变形;
(2)频给与功给由电机带动旋转电位器来实现,因自身的特性,控制精度较差;
(3)各调节参数在设定时有着明显的缺陷,例如永态、暂态、缓冲时间常数等都是通过电位器调节设定的,电位器的无规律性导致发电机组的参数改变,使发电机组在运行时出现不稳定现象;
(4)机组在空载时和负载时运行功能调节缓慢,机组在系统运行中因为操作压力不稳的问题,而导致超频、误频现象时有发生。
鉴于这些基本的问题,公司在综合考虑了机械调速器的结构原理以及相关的机械运行参数后,在其基础上采用PCC微机步进式技术改造,选用WBT—110A型调速器。该调速器实现频率调节、开度调节和功率调节三种运行模式;设有自动、手动和纯手动三种运行方式,并具有三种模式之间的跟踪功能,可实现平稳无扰动切换功能。在采用了PCC微机步进式技术后,机械和电气部分的故障率有了明显的降低,调速器的可靠性也有了大大的增强,并且增加了一次调频的功能,满足了电网对发电机一次调频的性能指标要求。
1.2 励磁调节系统的改造
原电站使用的励磁系统是电压源—三相全控整流励磁自并励系统,该类设备是与机组的电气调节器相配合工作。在电气调节器因为在诸多技术上存在着一些缺陷,而导致调节器不能正常运行。2004年选用了EXC9000型微机静止可控硅励磁励磁装置,系统成为以三相全控微机励磁装置为主的新型励磁系统。新型的励磁系统在装置上有了自动、手动、恒功率因数、恒无功方式运行等多种选择模式,零起升压、过励、欠励限制、过压保护等功能也均采用了现代的模块化结构。在工作时,可以调节到自动方式,其他的工作模式会自动进行跟踪,并随时进行替换。该系统的软件和硬件均采用了模块化设计,不仅功能齐全,而且操作简单,工作起来更加的灵活可靠。尤其是在电压、无功、功率因数调节等方面在技术上,有明显的提高。PCC作为调节器硬件,故障率几乎为零,为此励磁系统的可靠性更加的高。PCC是专门为工业控制而设计的,所以整套励磁系统装置抗干扰能力强,不会发生其它种类的微机受到电磁的干扰,控制过程更加的人性化。
1.3 ZZQ—3B型同期装置改造
牛路岭水电站在海南电网中担当电力调峰、调频、事故备用的重要地位,发电机组的起、停相当频繁,所以水轮发电机组需要经常的并列操作,为保证发电站机组的安全、快速的运行,所以必须要提高并列装置运行的可靠性和稳定性。2004年,公司对同期装置进行了完善与改造。原同期装置系统是常规逻辑继电器控制的ZZQ—3B同期自动装置,该装置自从1997年开始投入使用以来,暴露出了调节度差、精度差、同期参数调整困难等问题,造成发电机组并列时冲击电流大,机组与系统并列时间长等。改造后电站选用SID/2V微机自动准同期装置,用于发电机差频和同频并网。该型装置具有自动识别并列点并网性质的功能,在差频并网的同时,能够准确的捕捉到并列时机,准确地在相差角为零度的时候完成无冲击并网。微机自动准同期装置采用计算机编程控制,减少了在并列时出现的并网冲击,简化了操作人员的工作程序,可靠性有了极大的提高。
1.4 计算机监控系统改造
早先,电站监控系统采用二极管插件来控制,维护和管理已经出现困难,更不能满足现代电站的自动化监控功能要求。电站于2003年选择使用了H9000计算机监控系统。H9000采用了分层分布式的开放布局,对电站的自动化进行全面的监控。它结合了当代电子计算机软硬产品、网络技术、工业控制等产品以及对于未来的发展趋势,全面面向水电站的监控和自动化应用。该类系统可靠性好,在可变性和可扩充性也有着优良的表现,并设置有AGC和AVC功能,满足电网对电厂提出的新的自动控制要求:
(1)实现计算机自动监控系统,实现运行值班人员在进行监控的同时也可以在计算机上进行对其它生产设备进行有效的监管。
(2)实现全站数据收集和分析处理;人机联系;安全运行监视;综合参数的分析与计算;报表打印等。
(3)实现计算机监控的实时指标;系统运行的可靠性指标;系统的可利用率;适应工作环境与抗干扰能力等。
2 设备技术改造成果回顾
在进行了一系列的机电设备的技术改造和革新后,牛路岭水电站的安全生产有了很大的提高,特别是在汛期确保机组持续安全稳定满发做出了贡献。在电力供应上,也改善了海南电网东部地区的电能品质,提高了电网的安全稳定运行,发挥其应有的作用。
3 结束语
牛路岭电站在海南电网中是东部地区重要的电源点,它的设备与技术可靠性是保障电站能否正常运行供电的重要保证。在设备与技术不断革新的今天,电站能够抓住机遇,革新技术和管理系统,全面推行新技术,在坚持安全与可靠、先进和使用的两大原则下,采用新技术和新设备,提高了电站的安全可靠性,同时促使电站发挥其更好的经济效益。
参考文献:
关键词: 公路 路面大修 旧路加铺 路面设计 沥青路面
Abstract: the national highway G324 line for cloud city highway is the thing to the outside and yunfu channel, is the guarantee of yunfu city pillar industry-stone industry development life channel. This paper national highway G324 yunfu city cloud city line for repair engineering for example, road, introduced the pavement design considerations and overhaul the structure design key points.
Keywords: highway pavement overhaul that add a store old road pavement design the asphalt pavement
中图分类号: U412.36 文献标识码:A文章编号:
1 工程概况
国道G324线云浮市云城段路面大修工程,起于云浮与高要交界处,桩号K1106+031,途经腰古、安塘、河口、高峰四镇,止于云浮市区内与云安段交界处,桩号K1144+331,全长38.3公里。
国道G324线云城段公路改造工程于“八五”、“九五”期间实施,经过多年的运营,长期受到超重车作用,部分路面垫层、基层的承载力严重下降,导致路面沉陷、变形破坏、整体路况较差,需要对G324云城段公路进行路面大修。
2 路面设计考虑因素
旧路的路况破损状况调查结果,路段损坏严重,全线路段的路况评价均为“次”以下,采用局部修补办法不能根本解决问题,需全面修复。
路面加铺方式选用的理由:在旧路面板上加铺沥青混凝土(俗称“白+黑”),沥青混凝土加铺层较薄,容易控制路面标高,对原有路容的影响很小,行车平顺、安静,较适用于城镇路段,而且,作为一种较成熟的加铺方案,已有大面积推广的趋势,结合上级主管部门以及当地政府的要求,本路段采用“白+黑”的方案。
2.1 尽量利用旧路,降低工程造价
鉴于本项目旧混凝土路面破损严重,对特别是普遍存在板底脱空现象的路段,旧混凝土路面进行灌浆、换板等修复无法满足未来行车荷载的要求,或者大面积修复后再铺筑加铺层也不是一种经济有效的技术措施。因此,路面大修方案对不同路段采用不同的处理方法,其中部分路段考虑对旧混凝土路面进行破碎(压裂)及压实稳定处理,用于作为新加铺面层的底基层,其上再加铺基层、面层。这样既可以减少大量废料堆环境的不利影响,有可以保留旧路面一定的结构完整性。
2.2 旧路加铺层设计
旧路加铺层设计的关键是对路面损坏原因的正确分析及对其结构状况和承载能力的准确把握。对国道G324线云浮市云城段进行交通量调查、路面表观调查、FWD检测、平整度检测、钻芯取样、排水设施调查以及线形、路基状况调查等,经全面了解原有线形路基路面及结构物的破损状况、承载能力,并对路面的破坏原因进行深入的分析,使路面加铺层能设计更加成功。
2.3 沥青路面加铺层最少厚度的确定
在原有混凝土板上加铺沥青混凝土面板,加铺层的最少厚度是一个关键技术问题。主要考虑以下问题:首先,从云浮当地的气候条件和交通量情况,为防止产生比较严重车撤,加铺的沥青面层不宜太厚。再者,根据路线的纵断面设计,设计高程与原有路面高差一般在10cm左右,为避免过多地破碎和替换原混凝土板,加铺沥青混凝土面层的最小厚度一般为10~12cm。最后,还要考虑减少反射裂缝、预防水破坏、提高沥青混凝土的高温强度等等。另外,《公路沥青路面设计规范》的规定,“在稳定的原水泥混凝土板上”加铺沥青层时,对高速公路、一级公路(或中等及中等以上交通)厚度不宜少于100mm,其它公路不宜少于70mm。国道G324云浮市云城段兼城市干道和过境公路的功能,考虑到广悟高速通车后,可分流大部分过境车辆,可显著降低本路段的交通轴载水平。目前国内有不少加铺90mm沥青的成功例子,而且云浮市地处山区,财力有限,工程造价受限较大。综合以上因素,本设计将本路段加铺沥青层最小加铺厚度确定为9cm。
2.4 减少或延缓反射裂缝的措施
在水泥混凝土路面上铺筑沥青路面,防止反射裂缝是一个重点考虑的问题。在仅铺2层面层的路段上为减轻今后产生的反射裂缝,在原混凝土板上铺筑了土工布和改性沥青应力吸收膜中间层。使用一布两油是国内外公认的可用于减少沥青混凝土路面反射裂缝的技术措施。它是采用改性沥青,按2~2.4%kg/m2的洒布量,形成大约2mm厚的沥青膜夹布,然后再铺设沥青混凝土层。通过这层改性沥青的优良弹性恢复性能可明显吸收混凝土板缝展开产生的应力;同时又可有效防止进入沥青混凝土层的水到达混凝土板表面,是一种很好的防水层。
3路面结构设计要点
3.1 主要指标
1)自然区划:Ⅳ6区;
2)路面类型:沥青混凝土路面。
3)设计使用年限:一级公路沥青混凝土路面15年;
4)标准轴载:BZZ-100;
5)使用年限内一个车道上的累计当量轴次:1.852×107次,属重交通路面;
6)沥青混凝土路面设计弯沉值:19.9(1/100mm)。
3.2 直接加沥青层结构
本路面结构适用于路况相对较好(依据现场调查统计数据)、石材厂分布相对不是很密集路段。为防止产生比较严重的车辙,加铺的沥青混凝土面层不宜太厚。根据路线纵断面设计控制原则,设计高程与原有路面高程差控制在11cm左右,首先,加铺沥青混凝土面层的厚度为9cm(上面层4cm+下面层5cm),考虑到旧路多年行车,平整度不够,需要0~4cm的调平层。调平层的用料与下面层的相同,一般情况下,调平层和下面层一起施工。最下面层是破损的旧混凝土面板,要进行压浆或者换板处理。
行车道路面结构组合设计:上面层为4cm厚AC-13C改性沥青混凝土+乳化沥青粘层油+下面层5cm厚AC-20C普通沥青混凝土+0~4cm 厚AC-20C普通沥青混凝土调平层+乳化沥青防水粘结层+土工布+旧面板处理。
3.3 加水稳层后铺沥青层结构
本路面结构适用于路况相对较差、石材厂分布相对密集路段。根据路线纵断面设计原则,设计高程与原有路面高程差一般在26cm左右,加铺沥青混凝土面层的厚度为9cm,加铺水泥稳定碎石基层厚度为15cm~20cm。旧面板要用大型冲击破碎机进行破碎并压实,然后再加铺面上的两层沥青混凝土。
行车道路面结构组合设计:4cmAC-13C改性沥青混凝土+普通沥青防水粘结层+5cm AC-20C普通沥青混凝土+下封层和透层+15cm~20cm水泥稳定碎石+旧面板破碎压实。
3.4 上面层
采用AC-13C SBS改性沥青多碎石型混合料,设计空隙率为5%,沥青饱和度不大于75%,构造深度要求大于0.7,可提高高温稳定性、抗水损坏能力及抗滑能力,降低路面行车噪音。
3.5 下面层
采用AC-20C密实型沥青混合料,设计空隙率为3.5%。
3.6 防水处理
普通沥青防水粘结层当采用AH-70号沥青时撒布量为1.6~1.8kg/。沥青撒布后,应及时撒铺经加热及预裹的洁净、干燥的单一粒径碎石,碎石粒径要求为13.2~16mm,碎石的粉尘含量应不大于0.8%,撒布量为满铺的80%,约14±2Kg/。
透层应在基层养生结束、经检验合格并清扫干净后施工。透层油可采用柴油稀释沥青。透层施工后,应适时洒布乳化沥青粘层油,进行下封层施工。下封层可采用撒布式或摊铺式的稀浆封层方法施工,但为了保证质量宜采用摊铺式方法。乳化沥青可选择阳离子乳化沥青(BC-1)、阴离子乳化沥青(BA-1)。
3.7基层
路面存在一定破损,需要对原有路面进行适当补强后,在加铺沥青面层。经处理后的旧面板加铺水泥稳定碎石进行结构补强。水泥稳定碎石宜选择CCS25。
3.8粘层油
沥青铺装层间应使用粘层油,以提高层间的联结强度及防水作用。沥青混凝土与水稳材料间撒布透层沥青采用稀释的A级70号沥青,稀释沥青可用煤油或柴油掺配,掺配比例应通过实验确定,使技术指标符合规范要求,在透层沥青上再撒布A级70号热沥青作为下封层。
3.9抗剥落剂
由于云浮地区多雨潮湿,选用石料是中性的辉绿岩和酸性的花岗岩,都应掺加抗剥落剂。抗剥落剂应选用无毒或低毒的铁盐类产品,其掺量一般为沥青用量的0.4%-0.6%,具体用量应根据实验确定。
【关键词】集成电路;EDA;项目化
0 前言
21世纪是信息时代,信息社会的快速发展对集成电路设计人才的需求激增。我国高校开设集成电路设计课程的相关专业,每年毕业的人数远远满足不了市场的需求,因此加大相关专业人才的培养力度是各大高校的当务之急。针对这种市场需求,我校电子信息工程专业电子方向致力于培养基础知识扎实,工程实践动手能力强的集成电路设计人才[1]。
针对集成电路设计课程体系,进行课程教学改革。教学改革的核心是教学课程体系的改革,包括理论教学内容改革和实践教学环节改革,旨在改进教学方法,提高教学质量,现已做了大量的实际工作,取得了一定的教学成效。改革以集成电路设计流程为主线,通过对主流集成电路开发工具Tanner Pro EDA设计工具的学习和使用,让学生掌握现代设计思想和方法,理论与实践并重,熟悉从系统建模到芯片版图设计的全过程,培养学生具备从简单的电路设计到复杂电子系统设计的能力,具备进行集成电路设计的基本专业知识和技能。
1 理论教学内容的改革
集成电路设计课程的主要内容包括半导体材料、半导体制造工艺、半导体器件原理、模拟电路设计、数字电路设计、版图设计及Tanner EDA工具等内容,涉及到集成电路从选材到制造的不同阶段。传统的理论课程教学方式,以教师讲解为主,板书教学,但由于课程所具有的独特性,在介绍半导体材料和半导体工艺时,主要靠教师的描述,不直观形象,因此引进计算机辅助教学。计算机辅助教学是对传统教学的补充和完善,以多媒体教学为主,结合板书教学,以图片形式展现各种形态的半导体材料,以动画的形式播放集成电路的制造工艺流程,每一种基本电路结构都给出其典型的版图照片,使学生对集成电路建立直观的感性认识,充分激发教师和学生在教学活动中的主动性和互动性,提高教学效率和教学质量。
2 实践教学内容的改革
实践教学的目的是依托主流的集成电路设计实验平台,让学生初步掌握集成电路设计流程和基本的集成电路设计能力,为今后走上工作岗位打下坚实的基础。传统的教学方式是老师提前编好实验指导书,学生按照实验指导书的要求,一步步来完成实验。传统的实验方式不能很好调动学生的积极性,再加上考核方式比较单一,学生对集成电路设计的概念和流程比较模糊,为了打破这种局面,实践环节采用与企业密切相关的工程项目来完成。项目化实践环节可以充分发挥学生的主动性,使学生能够积极参与到教学当中,从而更好的完成教学目标,同时也能够增强学生的工程意识和合作意识。
实践环节选取CMOS带隙基准电压源作为本次实践教学的项目。该项目来源于企业,是数模转换器和模数转换器的一个重要的组成模块。本项目从电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证等流程对学生做全面的训练,使学生对集成电路设计流程有深刻的认识。学生要理解CMOS带隙基准电压源的原理,参与到整个设计过程中,对整个电路进行仿真测试,验证其功能的正确性,然后进行各个元件的设计及布局布线,最后对版图进行了规则检查和一致性检查,完成整个电路的版图设计和版图原理图比对,生成GDS II文件用于后续流片[2]。
CMOS带隙基准电压源设计项目可分为四个部分启动电路、提供偏置电路、运算放大器和带隙基准的核心电路部分。电路设计可由以下步骤来完成:
1)子功能块电路设计及仿真;
2)整体电路参数调整及优化;
3)基本元器件NMOS/PMOS的版图;
4)基本单元与电路的版图;
5)子功能块版图设计和整体版图设计;
6)电路设计与版图设计比对。
在整个项目化教学过程,参照企业项目合作模式将学生分为4个项目小组,每个小组完成一部分电路设计及版图设计,每个小组推选一名专业能力较强且具有一定组织能力的同学担任组长对小组进行管理。这样做可以在培养学生设计能力的同时,加强学生的团队合作意识。在整个项目设计过程中,以学生探索和讨论为主,教师起引导作用,给学生合理的建议,引导学生找出解决问题的方法。项目完成后,根据项目实施情况对学生进行考核,实现应用型人才培养的目标。
3 教学改革效果与创新
理论教学改革采用计算机辅助教学,以多媒体教学为主,结合板书教学,对集成电路材料和工艺有直观感性的认识,学生的课堂效率明显提高,课堂气氛活跃,师生互动融洽。实践环节改革通过项目化教学方式,学生对该课程的学习兴趣明显提高,设计目标明确,在设计过程中学会了查找文献资料,学会与人交流,沟通的能力也得到提高。同时项目化教学方式使学生对集成电路的设计特点及设计流程有了整体的认识和把握,对元件的版图设计流程有了一定的认识。学生已经初步掌握了集成电路的设计方法,但要达到较高的设计水平,设计出性能良好的器件,还需要在以后的工作中不断总结经验[3]。
4 存在问题及今后改进方向
集成电路设计课程改革虽然取得了一定的成果,但仍存在一些问题:由于微电子技术发展速度很快,最新的行业技术在课堂教学中体现较少;学生实践能力不高,动手能力不强。
针对上述问题,我们提出如下解决方法:
1)在课堂教学中及时引进行业最新发展趋势和(下转第220页)(上接第235页)技术,使学生能够及时接触到行业前沿知识,增加与企业的合作;
2)加大实验室开放力度,建立一个开放的实验室供学生在课余时间自由使用,为学生提供实践机会,并且鼓励能力较强的学生参与到教师研项目当中。
【参考文献】
[1]段吉海.“半导体集成电路”课程建设与教学实践[J].电气电子教学学报,2007,05(29).
关键词:火电厂;锅炉安装;施工组织设计
前言:锅炉是火电厂整体运作的基础,锅炉安装工程的科学性与合理性直接决定了火电厂整体的安全,并直接影响其供电区域内的用电安全,所以针对火电厂锅炉安装工程的施工组织设计进行深入研究是经济发展的必然需求。
一、火电厂锅炉安装工程的施工组织设计的基本组成
由于锅炉安装工程在火电厂运行中有重要作用,所以其组织设计的基本构成并不是由设计人员自主决定,我国颁发了《火电建设安全施工管理规定》明确指出了其组织设计应该包括以下几个方面:具体工程概况分析、设计编制的依据和与原则、施工进行的总体部署和相关的组织管理机构、对于施工关键部位和特殊季节以及突发事件影响下的具体施工办法也要有明确的说明,根据不同火电厂锅炉安装的实际情况,对所规定的基本组成划分侧重点着重进行分析,由此可见此项组织设计要实现科学合理,不仅要考虑锅炉自身质量包括型号、材料等,还要考虑到参与施工的人的技术水平、施工方法的准确性等[1]。
二、火电厂锅炉安装工程施工组织设计的重点
(一)火电厂锅炉安装工程施工组织设计的编制
1. 现阶段编制过程中存在的问题
由于我国对火电厂锅炉安装工程施工组织设计的重视相对西方国家相对较晚,所以整体虽呈现出发展的趋势,但应用的过程中仍然存在一些问题,例如工作人员在进行编制的过程中经常根据以往的经验或将组织设计文件进行简单形式化的改编,这样使编制与过路安装工程的实际情况会存在较大差异,如果施工过程中以这种自身存在问题的编制作为施工依据,必然导致锅炉的安装质量难以符合现实需要,甚至给热电厂整体安全埋下隐患,由此可见端正设计者的态度,以客观实际为依据,进行全面合理的科学设计是现阶段火电厂锅炉安装工程的必然要求[2]。
2. 应采用的编制方法
在对火电厂锅炉安装工程施工组织设计进行编程的过程中首先要通过对技术文件的详细阅读对工程的概况有整体的了解,并根据图纸设计对工程实施过程中技术难度、施工量、施工环境等基本信息有比较全面的掌握;然后将技术文件信息与现实情况进行对比,确定文件信息的准确性,并根据真实的基本信息和个人的设计经验对施工过程中应用的技术进行深入分析,判断图纸中涉及的每一项技术可行性及实施效果,在这个过程中对于施工处理难点及锅炉安装的难点要予以足够的重视,根据现实施工环境及工人的施工技术水平对施工人员的选定和施工设备的配备做出科学合理的预算,保证工程进展在不会因为技术难度而被影响的同时,施工质量满足图纸要求;除此之外施工过程可能会受到一些不可抗力的影响而发生突发事件,所以在进行编制的过程中要对突发事件进行全面的考虑,切实保证编制的科学性,例如随着季节变化降雨量不同,锅炉安装地理位置的选择和施工的进程等就会受到影响;施工人员在技术难点环节出现技术事故也会影响施工进程能否按照原有的编制顺利进行;甚至在施工的过程中可能出现锅炉型号与图纸设计不符等由于工作人员疏忽而导致的问题,这些问题都是有一定几率存在的,设计人员不能理想化的全部否定,所以要根据现实情况在编制的过程中设计出应急方案,尽可能使设计的编制满足现实施工过程中的各种变化需求,这样才能为后期的设计执行提供完整、准确的参考依据,使安装工程更加具有科学性[3]。
(二)火电厂锅炉安装工程施工组织设计的执行
1. 现阶段执行过程中存在的问题
由于施工设计人员对编制重要性没有准确的认识,所以对施工组织的设计目标也不可能准确的定位,这就造成现阶段在执行的过程中实际操作与设计目标方向很难保持一致,执行的力度缺乏统一的标准,执行的体系也不够完善,施工工作人员难以划分各自的工作重点和职责,使执行过程被迫以个体的形式开展,不仅不能够保证执行整体的质量,而且对于人力、设备、技术难点等方面都无法实现合理安排与控制。由此可见想要按照设计目标执行设计,需要有科学全面的编制做基础,需要有明确的设计目标做指引,需要有合理的执行规划和体系作保证。
2. 应采用的执行办法
根据实际情况制定出科学合理的编制,在执行的过程中不仅要严格按照编制进行而且要积极的根据现实情况的需要进行调整,两者看似矛盾但在执行的过程中却互相促进,只有严格按照编制执行才能够对执行整体运作状态及进行有全面的把握,并能够有计划的面对即将出现的技术难点,使执行有据可依,但在现实的执行过程中必然会出现一些编制中未考虑的问题,如果仍盲目按照编制进行,就会忽略问题的严重性,在执行的过程中留下隐患使锅炉安装质量难以保证,与设计的目的背道而驰,所以在面临突发事件的时候要根据现实情况以及编制对后期工作的安排情况进行有针对性的调整,这样才能够将人力、技术、设备等有效资源在突发问题上得到集中优化使用,而且将执行对下阶段编制的依赖可信度调制最高,降低对接下来执行的影响程度,由此可见,执行的过程就是将编制与现实情况相融合的过程[4]。
三、火电厂锅炉安装工程施工组织设计的细节优化
火电厂锅炉安装工程施工组织设计是一项对细节要求极为严格的项目,所以传统的粗放管理并不能够满足其需求,所以在设计的过程中必须要采用精细化管理模式,不论是在编制的过程中还是在执行的环节都要对问题进行细化,从工程招标工作开始对施工方的优劣势与安装施工的具体情况进行细化分析,然后对施工方工作人员技术水平及施工难点技术要求进行细化对比,分析安装工程实施的可行性,进而对施工文件、施工领导组织、施工管理体系、施工成本、施工条件、施工进程安全性等一系列问题进行细化分析,在编制的过程中细化管理可以使编制与现实情况的符合程度得到有效提高,为执行提供更可靠的参考依据,使执行更加具有与科学性和合理性,为优质的锅炉质量做好理论基础,而在此基础上对执行进行细化管理,可以及时发现执行过程中可能存在的问题,而且将人员的职责、工作重点进行了详细的划分,可以使人力物力在面对重难点技术环节或突发事件时得到合理的整合,为优质锅炉质量做好实践准备。由此可见,火电厂锅炉安装工程施工组织设计虽然基本构成并不复杂,但是在实际编制和执行的过程中却要面临和解决很多问题,每一个问题都会影响到锅炉安装质量甚至发电厂的整体运作,所以作为设计者要用把握全局的眼光,对其中涉及的人、设备、突发时间进行全面细致的分析,将优化配置作为设计的核心[5]。
结论:火电厂锅炉安装工程施工组织设计的编制与执行质量直接影响了锅炉安装工程的进度、成本、甚至质量,所以在设计的过程中必须予以重视,通过对编制和执行的细节优化可以有效地提升设计质量,从而使锅炉施工工程更加的顺利,使热电厂的整体运行安全性更加得到保障,在激烈的市场竞争中可以有力的推动火电厂企业向前发展。
参考文献
[1] 王海波.火电厂锅炉安装工程施工组织设计探讨[J].中国新技术新产品,2012,11(25):104-107.
[2] 熊柳智.火电厂锅炉安装工程施工组织设计分析[J].科技资讯,2013,09(23):109-111.
[3] 谭吉.施工组织设计优化实证研究[D].沈阳:沈阳建筑大学,2011.
关键词:IP技术 模拟集成电路 流程
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(b)-00-02
1 模拟集成电路设计的意义
当前以信息技术为代表的高新技术突飞猛进。以信息产业发展水平为主要特征的综合国力竞争日趋激烈,集成电路(IC,Integrated circuit)作为当今信息时代的核心技术产品,其在国民经济建设、国防建设以及人类日常生活的重要性已经不言
而喻。
集成电路技术的发展经历了若干发展阶段。20世纪50年代末发展起来的属小规模集成电路(SSI),集成度仅100个元件;60年展的是中规模集成电路(MSI),集成度为1000个元件;70年代又发展了大规模集成电路,集成度大于1000个元件;70年代末进一步发展了超大规模集成电路(LSI),集成度在105个元件;80年代更进一步发展了特大规模集成电路,集成度比VLSI又提高了一个数量级,达到106个元件以上。这些飞跃主要集中在数字领域。
(1)自然界信号的处理:自然界的产生的信号,至少在宏观上是模拟量。高品质麦克风接收乐队声音时输出电压幅值从几微伏变化到几百微伏。视频照相机中的光电池的电流低达每毫秒几个电子。地震仪传感器产生的输出电压的范围从地球微小振动时的几微伏到强烈地震时的几百毫伏。由于所有这些信号都必须在数字领域进行多方面的处理,所以我们看到,每个这样的系统都要包含一个模一数转换器(AD,C)。
(2)数字通信:由于不同系统产生的二进制数据往往要传输很长的距离。一个高速的二进制数据流在通过一个很长的电缆后,信号会衰减和失真,为了改善通信质量,系统可以输入多电平信号,而不是二进制信号。现代通信系统中广泛采用多电平信号,这样,在发射器中需要数一模转换器(DAC)把组合的二进制数据转换为多电平信号,而在接收器中需要使用模一数转换器(ADC)以确定所传输的电平。
(3)磁盘驱动电子学计算机硬盘中的数据采用磁性原理以二进制形式存储。然而,当数据被磁头读取并转换为电信号时,为了进一步的处理,信号需要被放大、滤波和数字化。
(4)无线接收器:射频接收器的天线接收到的信号,其幅度只有几微伏,而中心频率达到几GHz。此外,信号伴随很大的干扰,因此接收器在放大低电平信号时必须具有极小噪声、工作在高频并能抑制大的有害分量。这些都对模拟设计有很大的挑战性。
(5)传感器:机械的、电的和光学的传感器在我们的生活中起着重要的作用。例如,视频照相机装有一个光敏二极管阵列,以将像点转换为电流;超声系统使用声音传感器产生一个与超声波形幅度成一定比例的电压。放大、滤波和A/D转换在这些应用中都是基本的功能。
(6)微处理器和存储器:大量模拟电路设计专家参与了现代的微处理器和存储器的设计。许多涉及到大规模芯片内部或不同芯片之间的数据和时钟的分布和时序的问题要求将高速信号作为模拟波形处理。而且芯片上信号间和电源间互连中的非理想性以及封装寄生参数要求对模拟电路设计有一个完整的理解。半导体存储器广泛使用的高速/读出放大器0也不可避免地要涉及到许多模拟技术。因此人们经常说高速数字电路设计实际上是模拟电路的
设计。
2 模拟集成电路设计流程概念
在集成电路工艺发展和市场需求的推动下,系统芯片SOC和IP技术越来越成为IC业界广泛关注的焦点。随着集成技术的不断发展和集成度的迅速提高,集成电路芯片的设计工作越来越复杂,因而急需在设计方法和设计工具这两方面有一个大的变革,这就是人们经常谈论的设计革命。各种计算机辅助工具及设计方法学的诞生正是为了适应这样的要求。
一方面,面市时间的压力和新的工艺技术的发展允许更高的集成度,使得设计向更高的抽象层次发展,只有这样才能解决设计复杂度越来越高的问题。数字集成电路的发展证明了这一点:它很快的从基于单元的设计发展到基于模块、IP和IP复用的
设计。
另一方面,工艺尺寸的缩短使得设计向相反的方向发展:由于物理效应对电路的影响越来越大,这就要求在设计中考虑更低层次的细节问题。器件数目的增多、信号完整性、电子迁移和功耗分析等问题的出现使得设计日益复杂。
3 模拟集成电路设计流程
3.1 模拟集成电路设计系统环境
集成电路的设计由于必须通过计算机辅助完成整个过程,所以对软件和硬件配置都有较高的要求。
(1)模拟集成电路设计EDA工具种类及其举例
设计资料库―Cadence Design Framework11
电路编辑软件―Text editor/Schematic editor
电路模拟软件―Spectre,HSPICE,Nanosim
版图编辑软件―Cadence virtuoso,Laker
物理验证软件―Diva,Dracula,Calibre,Hercules
(2)系统环境
工作站环境;Unix-Based作业系统;由于EDA软件的运行和数据的保存需要稳定的计算机环境,所以集成电路的设计通常采用Unix-Based的作业系统,如图1所示的工作站系统。现在的集成电路设计都是团队协作完成的,甚至工程师们在不同的地点进行远程协作设计。EDA软件、工作站系统的资源合理配置和数据库的有效管理将是集成电路设计得以完成的重要保障。
3.2 模拟集成电路设计流程概述
根据处理信号类型的不同,集成电路一般可以分为数字电路、模拟电路和数模混合集成电路,它们的设计方法和设计流程是不同的,在这部分和以后的章节中我们将着重讲述模拟集成电路的设计方法和流程。模拟集成电路设计是一种创造性的过程,它通过电路来实现设计目标,与电路分析刚好相反。电路的分析是一个由电路作为起点去发现其特性的过程。电路的综合或者设计则是从一套期望的性能参数开始去寻找一个令人满意的电路,对于一个设计问题,解决方案可能不是唯一的,这样就给予了设计者去创造的机会。
模拟集成电路设计包括若干个阶段,设计模拟集成电路一般的过程。
(l)系统规格定义;(2)电路设计;(3)电路模拟;(4)版图实现;(5)物理验证;(6)参数提取后仿真;(7)可靠性分析;(8)芯片制造;(9)测试。
除了制造阶段外,设计师应对其余各阶段负责。设计流程从一个设计构思开始,明确设计要求和进行综合设计。为了确认设计的正确性,设计师要应用模拟方法评估电路的性能。
这时可能要根据模拟结果对电路作进一步改进,反复进行综合和模拟。一旦电路性能的模拟结果能满足设计要求就进行另一个主要设计工作―电路的几何描述(版图设计)。版图完成并经过物理验证后需要将布局、布线形成的寄生效应考虑进去再次进行计算机模拟。如果模拟结果也满足设计要求就可以进行制造了。
3.3 模拟集成电路设计流程分述
(1)系统规格定义
这个阶段系统工程师把整个系统和其子系统看成是一个个只有输入输出关系的/黑盒子,不仅要对其中每一个进行功能定义,而且还要提出时序、功耗、面积、信噪比等性能参数的范围要求。
(2)电路设计
根据设计要求,首先要选择合适的工艺制程;然后合理的构架系统,例如并行的还是串行的,差分的还是单端的;依照架构来决定元件的组合,例如,电流镜类型还是补偿类型;根据交、直流参数决定晶体管工作偏置点和晶体管大小;依环境估计负载形态和负载值。由于模拟集成电路的复杂性和变化的多样性,目前还没有EDA厂商能够提供完全解决模拟集成电路设计自动化的工具,此环节基本上通过手工计算来完成的。
(3)电路模拟
设计工程师必须确认设计是正确的,为此要基于晶体管模型,借助EDA工具进行电路性能的评估,分析。在这个阶段要依据电路仿真结果来修改晶体管参数;依制程参数的变异来确定电路工作的区间和限制;验证环境因素的变化对电路性能的影响;最后还要通过仿真结果指导下一步的版图实现,例如,版图对称性要求,电源线的宽度。
(4)版图实现
电路的设计及模拟决定电路的组成及相关参数,但并不能直接送往晶圆代工厂进行制作。设计工程师需提供集成电路的物理几何描述称为版图。这个环节就是要把设计的电路转换为图形描述格式。模拟集成电路通常是以全定制方法进行手工的版图设计。在设计过程中需要考虑设计规则、匹配性、噪声、串扰、寄生效应、防门锁等对电路性能和可制造性的影响。虽然现在出现了许多高级的全定制辅助设计方法,仍然无法保证手工设计对版图布局和各种效应的考虑全面性。
(5)物理验证
版图的设计是否满足晶圆代工厂的制造可靠性需求?从电路转换到版图是否引入了新的错误?物理验证阶段将通过设计规则检查(DRC,Design Rule Cheek)和版图网表与电路原理图的比对(VLS,Layout Versus schematic)解决上述的两类验证问题。几何规则检查用于保证版图在工艺上的可实现性。它以给定的设计规则为标准,对最小线宽、最小图形间距、孔尺寸、栅和源漏区的最小交叠面积等工艺限制进行检查。版图网表与电路原理图的比对用来保证版图的设计与其电路设计的匹配。VLS工具从版图中提取包含电气连接属性和尺寸大小的电路网表,然后与原理图得到的网表进行比较,检查两者是否一致。
参考文献
IC设计工程师是当今最受人尊敬的金领职业之一,不但收入相当丰厚,而且工作极富挑战性和成就感。在全国就业形式比较严峻的今天,IC设计工程师就业却是另一片天地,在北京、上海、深圳等地,IC设计人才都做为紧缺人才被列进重点引进人才目录,具有经验的设计人员更成为各IC公司高薪争抢的对象,IC设计人才严重供不应求。广大在校学生和初入IC设计行业的工程师也因为缺乏项目经验和实践环境,很难在这一领域获得进一步提升和发展,而IC设计公司也苦于找不到具有工作能力的设计人才。
北京集成电路设计园第五日IC设计培训中心独家推出数字集成电路前端设计就业班,在最短的时间里让学员学习数字IC设计流程,设计方法,常用EDA工具,更以实际专题项目带领学员完成一个从最初的设计规范到门级网表实现的整个前端设计流程,手把手带领学员完成实际项目作品,使学员在领会IC设计知识的同时具备IC设计经验,并学会IC设计公司的团队分工与合作。学成后可以胜任IC设计公司一般性设计工作,最终的专题设计和作品更可以做为求职和职位提升的有力证明。
北京集成电路设计园是全国七个集成电路设计产业化基地之一,园区花费数百万美金购置的EDA设计平台,是北京乃至北方地区唯一可以提供完善的国际顶级EDA设计工具和试验环境的产业基地,同时园区有多家国内外知名IC设计公司入驻,吸引了众多设计人才在这里工作,浓厚的IC产业氛围为学习IC设计提供了绝佳的环境。
“数字集成电路前端设计就业班”已于2005年成功举办两期,学员有来自高校研究生、在职工作人员、应届毕业理工科学生等,实践性的课程使学员完成从对IC设计的陌生到熟悉的过程,亲历IC设计整个前端流程。开班以来得到学员的广泛认可,学员在本课程中学到的技术在求职中起到了关键性作用,先后有多名学员就职于国内知名IC设计公司,包括威盛、华大、六合万通、华为等,受到用人单位的好评。同时,在实践过程中积累的经验和新的方法,将在第三期中得到提升和发展。
如果您正在为就业发愁,正在苦苦寻找一份高薪工作在北京上海这些大城市大展宏图;
如果您想从事IC设计行业却不知道从哪里入手;
如果您刚刚踏入IC设计行业,感觉技术和工作压力很大;
那本课程将会带你踏上这条充满前途的金光大道,您的职业人生将从此与众不同……
课程特色
教授IC前端设计全部流程
特别实用、常用的IC前端技术和方法
真实实践环境,先进设计平台,实际项目设计、亲自动手制作
以直接就业为目的
招生对象
电子、计算机、通信等相关专业大学应届本科毕业生和低年级研究生
参加工作不久,需要提升技术水平和熟悉设计流程的在职工程师
或其它理工科背景有志于IC设计工作的转行人员
开课时间
2006年3月27日
课时数
共70学时
上课时间
每周一、三、五晚18:30-21:30
每周二、四、六自修及作业
上课地点
北京集成电路设计园量子芯座5层培训教室
费用
报名费100元
学费2800元,包括听课、讲义、资料、辅导、上机软硬件费用、证书等,食宿自理。
优惠
2006年3月20日前报名,免收报名费
在校学生2006年3月20日前报名,可享受优惠价2300元!
5人以上团体报名可九折优惠!
食宿
外地学员可帮助联系住宿,可以就近选择北京大运村学生公寓,或方便实惠的公寓、单间、招待所、床位等。
附近有大运村食堂、北航食堂、小吃一条街及多家饭店可供选择,经济实惠,非常方便。
交费方式
银行汇款
开户名称:北京集成电路设计园有限责任公司
开户银行:招商银行北京大运村支行(649)
帐号:6381001510001
报名现场交款
地 址:北京市海淀区知春路27号量子芯座5层IC设计培训中心
报名流程
1. 索取或下载报名表
2. 按要求填表、将报名表传真或Email给我们
3. 电话或Email确认报名信息
4. 交纳报名费和学费
5. 领取交费收据、确认函、听课证
6. 报名成功
联系方式
电话:82357175/83/84-850/851/852/858/859
邮件:.cn
课程大纲和更多信息请查询网站:.cn
注:本班招生30人,招满截止,名额有限,预报从速!若报名人数少于10人则不开班
数字集成电路前端设计人才班
实战提高班
课程简介
北京集成电路设计园第五日IC设计培训中心独家推出具有极强实践性“数字集成电路前端设计实战提高班”课程,针对具有一定工作经验的在职工程师、高年级研究生以及需要项目经验的高校任课教师,按照IC设计公司产品开发流程,采取强化训练、项目实践、专题制作等方法,带领学员在真实的实践环境中提升技术水平。本课程为前端设计高端精华课程,在特别精简的时间内讲解非常完整的流程以及更实用的设计方法,课程涵盖了相关技术的核心内容,老师将自己的实践经验倾囊而授。
本课程在“数字集成电路前端设计就业班”成功举办的基础上,为学员提供技术进阶,目标直指培养较高水平IC设计工程师,在保证学员获得IC前端设计全部技术要点的同时,重点锻炼学员的实际动手能力,更为关键的是在长达45个学时,跨度近两个月的时间内,学生将以一个简单标量流水线处理器的设计为核心,进行RTL设计、逻辑综合、时序分析、芯片测试、综合验证、以及高级技术和设计优化的技术学习和项目实践。学员可以选择参与处理器设计或系统芯片IP模块设计,要求至少参与完成此处理器芯片或独立完成一个系统芯片IP模块从设计规范到网表实现的整个前端设计过程,最终的设计是可以拿去layout和流片的。
同时,本培训中心位于北京集成电路设计园――全国七个集成电路设计产业化基地之一,园区花费数百万美金购置的EDA设计平台,是北京乃至北方地区唯一可以提供完善的国际顶级EDA设计工具和试验环境的产业基地,同时园区有多家国内外知名IC设计公司入驻,吸引了众多设计人才在这里工作,浓厚的IC产业氛围为学习IC设计提供了绝佳的环境。
如果你具有相关专业学历,但缺乏一定的项目实践机会;
如果你面对学习或工作挑战,感觉压力很大;
如果你对芯片设计充满兴趣,希望用最短的时间学到人家需要两三年才能跨越的技术;
那么本课程将会成为你提升技术水平、跻身IC设计高级人才的理想选择!
课程特色
完全不同于学校的课程体系和授课方法
没有冗长而无用的理论介绍,直接教授最实用的设计方法和设计流程
真实实践环境,先进设计平台,实际项目设计、亲自动手制作
要求独立完成项目设计,具备真正意义上的项目经验
学成后做为高级人才可以推荐工作
招生对象
电子、通信、计算机等相关专业本科毕业,一年以上工作经验的在职工程师;
电子、通信、计算机等相关专业较高年级在读研究生;
一般高校需要项目经验的任课教师。
报名要求
有简单或小规模电路设计经验,或初步熟悉IC设计前端工作但缺乏项目经验;
有数字逻辑基础、了解VERILOG语言,会使用UNIX/Linux操作系统。
培训目标
可独立完成ASIC/SOC前端设计,成为中级IC前端设计工程师。
学 时
100学时,其中实习及专题制作45学时。
开课时间2006年3月16日
上课时间
每周四晚18:30-21:30,
每周六上午9:00-12:00、
每周日上午9:00-12:00
周一到周五自修及作业
上课地点
北京集成电路设计园量子芯座5层培训教室
费 用
报名费100元
学费4800元,包括听课、讲义、资料、辅导、上机软硬件费用、证书等,食宿自理。
优 惠
2006年3月1日前报名,免收报名费
在校学生在2006年3月1日前报名,可享受优惠价4200元
5人以上团体报名可九折优惠!
食 宿
外地学员可帮助联系住宿,可以就近选择北京大运村学生公寓,或方便实惠的公寓、单间、招待所、床位等。附近有大运村食堂、北航食堂、小吃一条街及多家饭店可供选择,经济实惠,非常方便。
交费方式
银行汇款
开户名称:北京集成电路设计园有限责任公司
开户银行:招商银行北京大运村支行(649)
帐号:6381001510001
报名现场交款
地 址:北京市海淀区知春路27号量子芯座5层IC设计培训中心
报名流程
1. 索取或下载报名表
2.按要求填表、将报名表传真或Email给我们
3.电话或Email确认报名信息
4. 交纳报名费和学费
5.领取交费收据、确认函、听课证
6. 报名成功
联系方式
电话:82357175/83/84-850/851/852/858/859
邮件:.cn
课程大纲和更多信息请查询网站:.cn
注:本班招生30人,招满截止,名额有限,预报从速!若报名人数少于10人则不开班
集成电路封装工艺员培训
招生对象 大专理工类专业及以上学历
招生人数 限50人
开课时间 2006年2月13日-3月3日
(周一至周五上课)共120课时
课程内容
半导体基础制造程序、集成电路各类产品与应用、集成电路生产常用材料使用简介、集成电路英文应用、集成电路厂务与环境、封装基础知识、集成电路SOP学习、集成电路设备基本操作与应急处理、质量环境及工作安全教育、集成电路封装
开班宗旨
复芯微电子集成电路封装工程师培训为您的职业生涯铸造辉煌的起点
培训优势
订单培养、校企结合、高就业率
课程特色 名校资深讲师与企业主管共同授课;
独家使用教材;
严谨治学、定期考核
附赠行业素质、面试技巧等实用课程
职业前景
集成电路产业是未来全球高新技术产业的前沿和核心,是最具活力和渗透力的战略产业。作为集成电路产业人才缺口最大的封装产业,正需要大量有志于投身该事业的青年加入其中。
应届毕业生从事集成电路(IC)封装行业,年薪3-6万……
封装企业大多提供相当好的福利,包括吃、住、补贴……
想进入集成电路行业的您,请不要犹豫了!
招生对象 本科理工类专业及以上学历
招生人数 限30人
开课时间 2006年3月4日-4月2日
(双休日上课)共120课时
课程内容:
计算机网络与UNIX应用、半导体基础理论、集成电路制造工艺、集成电路设计概论、集成电路设计EDA软件、基本版图知识
开班宗旨:
复芯微电子IC版图设计师培训为您的职业生涯铸造辉煌的起点
培训优势:
订单培养、保证推荐、高就业率
课程特色 校内资深讲师与企业在职工程师共同授课;
独家使用教材;
严谨治学、定期考核
附赠行业素质、面试技巧等实用课程
职业前情:
集成电路产业是未来全球高新技术产业的前沿和核心,是最具活力和渗透力的战略产业。作为集成电路产业的命脉,目前长三角地区IC设计业的人才缺口已达20万……
IC设计业薪酬水平不断攀升,应届本科生从事IC版图设计起薪达3000元……
IC设计师平均月薪高达10000元……
看到这些数字,您还需要犹豫吗?
诚信责任创新
咨询人 宣佳博老师
咨询电话 021-51087308*8301
TEL (021)- 51087308
FAX (021)- 50277166
【关键词】市政道路、排水工程、施工技术、验收措施
一、市政道路排水系统设计注意要点
1.排水管径给排水量的确定
保证城市运转的积水量的确定包含着以下几个方面的内容:第一,生活用水的确定:生活用水主要是包括居民日常生活的用水以及一些公共建筑的用水量,综合用水量的确定可以根据居民综合生活用水定额以及最高日时变化系数综合分析确定。第二,工业用水及其工厂工作人员的用水:工业的生产用水可以根据实际的生产工艺要求来定,而生产工人的理论用水量可以根据车间的工作性质来定。第三,城市绿化用水:此部分的用水量可以根据当地的气候条件及其路面绿化面积来确定。第四,消防用水:消防用水及其延续时间可以根据现行的有关规定作出具体的判断。
2.排水量的确定
排水量的确定主要是包括两个方面的内容,其一为污水的设计总流量,其二为雨水的设计流量。污水的设计总流量又包括生活污水的设计流量、工业企业的工业废水量和工业企业的内生活污水量,这些用水量的确定可以根据国家颁布的《室外给水设计规范》及其总变化系数来确定设计用水量,并且和国家现行用水量的相关规定做一个相适应的协调。雨水的流量设计量应根据实际情况而定,比如说地形坡度、汇水面积的大小等等,地线相对于比较平坦的地方,汇水面积的确定就可以按照就近排入附近雨水管道的原则进行划分,而在地形坡度比较陡的地方,汇水面积的确定应该根据地面雨水径流的水流方向进行划分。
3.给排水水管的确定
现在市场上比较多见的给排水管材主要有焊接钢管、给水铸铁管、预应力钢筋混凝土管、复合管、塑料管等等。而对于排水管的选择一般都是不采用金属管,只有在排水管道需要承受比较大的压力或者对渗漏规定比较严格的地方才会采用金属排水管。
二、市政道路排水系统施工环节技术要点
1.进行施工准备,排除施工障碍、保证三通外
开工前首先必须了解图纸、熟悉图纸,以免施工过程中忙中出错。会同建设方、设计方、监理方和施工方进行四方图纸会审及交底。结合图纸深入施工现场了解本工程的基本全貌,如管线总长度、管线走向、管材直径、检查井数量等。依照图纸确定的桩号走向水准测量复测一遍,避免出错,因为图纸设计前所提供地形资料存在时间差的问题,有可能因时间的变化而发生地形变化,从而影响到工程预算造价问题。要结合管线走向及施工开挖工作面和堆土堆料所占场地与地形地貌、地物、交通问题等。任何防碍施工的因素都要笔录,呈请有关单位或部门协助排除。另外,管线有时与城市道路交叉等,这些都是丝毫不可忽视的障碍因素,开工前就应会同有关单位研究解决。
2.雨水口位置应与检查井的位置协调
平面交叉口位置,应根据交叉口的竖向设计和实际地形,在适当位置布设雨水口截流;在大型平面交叉口处,雨水口可以适当串联,并应加大出水口连接管的管径,以增强排水能力;在汽车停靠站处 ,应对雨水口做适当调整,根据路面纵坡及横坡情况,判断水流方向。在下游布设雨水井口。
3.为了对管网系统做定期检查和清理疏通,必须设置检查井
因为检查井有着连接管道和雨水井的作用。所以检查井一般设在管道容易沉积污物的地方及经常 需要检查的地方,相邻检查井必须成一直线。另外,在弯道处,应适当加强检查井的设计。砌检查井挖沟槽时即可将检查井中心桩,依井基圆圈相应尺寸挖好井基,经测高程正确无误后连同条基同时浇筑制作完成,经保养达到一定强度后即可下管,预留井筒位置即可介入砌检查井的工序中。特别要注意不同管径的管底高程与井底高程的连接最容易出错。管材放稳调直管线管口,高程正确即可砌井,要注意砂浆饱满,流糟通顺,井壁尺寸符合要求,砖缝沙浆饱满。特别注意管底高程、井底高程、井盖高程的正确无误,使之完全符合图纸设计要求。经通水查验不得有积水漏水倒流水现象。
4.做好施工管沟的回填及压实。
管沟回填管顶50cm内回填又称腹腔回填,按设计要求该处回填过筛,不得填入大于100mm的石块或砖块等杂物。回填时沟内不得有积水,不得使用腐植土、垃圾土和淤泥等。为此要求在施工时必须认真地对照设计要求。进行压实时先从路边开始,逐渐移向中央,路边要加重碾压,防治压实度不够。对压路机无法压实的死角、边缘、接头等应采用小型震动压路机等设备进行压实,压实完成约半个月的时间方可允许车辆通行在城市道路排水施工中,如条件合适的话可以考虑启用一些排水新措施,比如人行道路基的夯实程度会影响到渗水效果,导致积水汇集到主干道,增大排水负担,但不夯实又会影响道路牢度,可以考虑在路面砖的下面铺设井字型水泥框或者在铺设路面地砖的时候,在砖与砖之间留有一定间距,从而达到良好的渗水效果。此外在城区利用屋顶、草坪、庭院、马路等收集雨水雨水管道设计、用地规划上充分考虑雨水渗透,合理充分地涵养地下水源。建筑要精心设计,使硬化面积和建筑物上的雨水能够储存下来,用于生活清洁和绿化。
三、加强市政排水竣工验收阶段措施
1.管道闭水试验管道回填土前应采用闭水法进行严密性试验。
2.闭水试验前的检查工作。检查管道及检查井外观质量合格;管道未还土且沟槽内无积水;全部预留孔洞均封堵且不漏水;管道两端堵板承载力经核算并大于水压力的合力;除预留进出水管外,其余封堵坚固不漏水。
3.闭水试验的方法。排水管道作闭水试验,宜从上游往下游分段进行,上游段试验完毕,可往下游段倒水,以节约用水。试验管段应按井距分隔,带井试验,每3个井段由监理工程师任指定一段进行。试验段上游设计水头不超过管顶内壁时,试验水头从试验段上游管顶内壁2m计。试验段上游设计水头超过管顶内壁时,试验水头以试验段上游设计水头加2m计。当计算出的试验水头超过上游检查井井口时,试验水头以上游检查井井口高度为准。满水浸泡时间不小于24h,当试验水头达到规定水头时开始计时,观测管道渗水量,直至观测结束时, 应不断地向试验管段内补水, 保持试验水头恒定。渗水量的观测时间不得小于
30min;实测渗水量应小于排水管道闭水试验允许渗水量。
【参考文献】
[1]张步云.顶管施工技术在市政管网中应用的实践探索[j].华章.2011年(16)
[2]马杰、于娇.城市道路排水、储水一体化设计分析[j].交通科技与经济.2012年(01)
[3]刘斌.市政道路排水系统功能与施工初探[j].科技探索.2008年(4)
【关键词】数字集成电路;设计方法;同步数字系统
【中图分类号】TN402【文献标识码】A【文章编号】1006-4222(2016)04-0197-02
数字电路设计是一个正在不断发展着的学科,针对其设计方法一般包括了两种:①同步设计;②异步设计。从目前市场上的产品来看,大多数的数字电路都是采用同步设计的设计方法,究其原因,同步设计主要元器件是触发器,该技术较为成熟。但是随着人们需求的不断变化,异步设计也已经开始慢慢走近人们的视野之中。本文将首先对数字电路的设计流程进行简单的论述。
1数字电路流程设计
伴随着熟悉电路的发展,慢慢的,它已经有了较为完整的体系,主要包括了系统架构、RTL设计、综合优化、布局布线、版图设计等几个方面。下面依次对这几个方面进行介绍。系统架构是整个设计最基础的环节,同时也是十分重要的环节,因为只要有了一个好的系统构架那么设计起来就会十分的方便。在这个环节中需要对模块进行划分,同时也需要对接口进行定义等。下一个环节便是RTL设计。这一环节是核心环节因为在这一阶段需要用相应的语言来将电路描述出来。综合优化就是将RTL转化为相应的硬件电路。这个环节中往往是和工艺厂商进行合作,从而搭建出合适的电路。数字电路的布局布线与模拟电路相比要简单许多,因为很对芯片制造后,生产者就会给出基准单元库。然后利用EDA软件,根据这些相应的限制自动布局布线。最后一个环节也就是版图设计环节。就是在布局布线设计完成之后,结合基准单元生成具体版图,然后通过验证后,教给工厂代加工制造芯片。
2同步数字系统设计
在文章开始,笔者就提到同步设计法受到众多设计人员的青睐。下面本文就将严格按照上文中提到过的几种设计阶段对同步设计法进行详细的介绍:
2.1同步电路的优越性
之所以被称之为同步系统就是因为触发器的状态是有统一始终控制的。各个存储状态的改变都是在时钟的控制之下完成的。所以同步系统具有着多种好处。①同步电路保证各个存储单元都有着相同的初始态,并且只有在时钟沿到来之时,存储单元的状态才会发生转变,这样很大程度上就使得电路较为稳定,能够避免温度等对电路的影响。②能够很容易实现流水线,对于提高芯片的效率等方面具有较大的好处。
2.2触发器
触发器是同步电路的基本单元,尤其指的是D触发器。对于触发器而言,最重要的特点就是只有当时钟沿到来的时候,触发器才会将存储状态转变,也就是将数据端的数据保存起来。当时钟沿不到达时,触发器不会采取动作,这样就是同步电路较为稳定的原因之一。触发器在组成时,可以采用MOS管进行搭建,也可以采用简单的逻辑器件进行构建。
2.3RTL级描述
由于数字电路需要具备的功能越来越多同时规模也变的越来越大,那么系统这一理念也变得越来越强大。使用Ver-ilogHDL可以对系统进行行为级以及RTL级描述。行为级描述就是为了确认系统是否可行、可靠,同时也会检查算法是否正确。在进行RTL级设计的时候需要注意到描述的可综合性以及测试验证功能的完备性。描述的可综合性详细来说就是设计人员大多使用mod-elsim进行编译仿真。这款软件虽然简单实用,但同时也具备着不容忽视的弱点,就是VerilogHDL的容错性较强,不能区分出行为级描述以及RTL级描述。这就意味着设计人员的设计最终可能无法被综合成硬件电路。为了解决这一问题。设计人员就需要多多关注指令都能够被综合成什么样的电路,同时关注哪些指令不可被综合。RTL级描述中,功能需要是完备的。这就比可综合性困难的多。因为到目前为止并没有能保证功能完备性的验证体系。为了避免这个问题的出现。设计人员需要从以下的方面入手:①对于系统级规划中模块尽量按照其功能进行划分,这样就能够在进行RTL级描述时严格按照规划设计。②保持良好的编程习惯。③成立专人的测试部门,这样既有测试人员又有着设计人员。在测试人员的把关之下,很多的问题以及漏洞就会被发现。
2.4利用DesignCompiler综合优化
DC综合这一过程是数字电子线路设计的前端。在这个综合设计的过程中那个,DC需要进最大的努力进行优化,但是这之后可能依然有一些违例路径的存在。这时候就需要人工返回RTL级,进行修改然后再综合,不断的循环。
2.5利用SOCEncounter布局布线
同步数字设计的后端就涵盖了布局布线、时序验证、后仿等多个环节。对比模拟电路,数字电路布局布线较为简单尤其再利用一些软件之后能够大大的减轻人们的压力、提高工作效率,节省时间。
3小结
本文对于数字电路设计方法之中的同步设计法进行了详细的介绍,同时对于在设计过程中可能出现的问题以及解决方案都进行了论述,希望对于今后设计人员对数字电路的设计有所帮助。
参考文献
[1]孔德立.数字集成电路设计方法的研究[D].西安电子科技大学,2012.
[2]陈明亮.数字集成电路自动测试硬件技术研究[D].电子科技大学,2010.
关键词:EDA;SoC;教学特色
作者简介:侯宁(1982-),男,河南镇平人,河南城建学院电气与信息工程学院,讲师;赵张飞(1984-),男,安徽滁州人,河南城建学院电气与信息工程学院,助教。(河南 平顶山 467000)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)08-0088-02
集成电路工艺的不断进步,使得整个嵌入式系统可以集成到单颗芯片中,称为系统芯片(System-on-a-chip,SoC)。SoC是在专用ASIC的基础上发展起来的,其不再是功能单一的单元电路,而是一种面向某种应用的嵌入式系统。[1,2]与由分立器件构成的板级系统相比,SoC在成本、体积、速度、集成度、功能多样性等方面均具有极大优势,是各种自动化设备、汽车电子、家电、消费类电子领域的核心部件。
由于我国在集成电路设计领域起步较晚,虽然历经十余年的奋起直追,但与国外的差距反而有逐步拉大的趋势。2012年,国内芯片进口总量2197.17亿个,总额约1650亿美元,已经超过石油进口总额的1200亿美元。SoC芯片的进口量更是在芯片进口总量中占有极大比重,因此,培养合格的集成电路设计人才是高校面临的一项极其迫切的任务。
一、EDA技术教学面临的挑战
SoC系统设计包含硬件设计和嵌入式软件设计两个方面,需要微机原理、数字电路设计、模拟/射频电路设计、嵌入式软件等多学科的知识与技能。同时,由于SoC系统需要软硬件协同实现系统功能,因此设计者必须在定义SoC功能规范时,确定SoC系统的软硬件划分。随后,按照软件工程方法学设计嵌入式软件,按照VLSI集成电路设计方法学设计硬件。在设计过程中也需要结合软硬件协同设计的思想,加快SoC系统的设计进度。[3,4]
现阶段,我国高校中电子类及通讯类专业均开设有导论性质的SoC系统课程,但是理论性太强,学生缺乏对SoC系统的直观认识并且出现重嵌入式软件,轻体系结构及硬件设计的问题。学生对系统总线、知识产权核(intellectual Property,IP)、软硬件划分、软硬件协同设计等概念不甚了解。
EDA技术是通讯工程、电子信息工程、电子科学与技术及相关专业的一门专业基础课,也是唯一一门讲述现代数字电路设计方法及流程的课程。[5]当前EDA技术实验面临内容单一,实验项目常以验证型实验为主,学生的设计难以突破实验箱的限制。[6]此外,在该课程教学之前,学生通过微机原理、单片机原理等课程的学习,已经对嵌入式系统的体系结构、指令集等概念建立起整体认识,但是由于面对的仍然是8051、8259等分立器件,学生还没有建立系统的概念,特别是软硬件协同设计的思想。因此,EDA技术教学中,在学生掌握了基本组合电路、时序电路设计方法后,利用一个真实的SoC系统平台进行实践教学,可以使学生进一步理解SoC系统,通过SoC系统实验使学生初步建立起软硬件协同设计思想。
二、SoC系统平台介绍
为了满足EDA设计课程教学中SoC系统实验的需要,笔者开发了一款嵌入式SoC系统平台,如图1所示。
嵌入式SoC系统平台包括一款兼容ARM指令集[7]的处理核。AHB总线挂接内部存储器,默认从设备,中断控制器。处理核通过APB总线桥访问常用的慢速外设,包括通用IO、定时器、SPI接口、I2C接口以及UART接口。
嵌入式SoC系统平台结构简单,参数化设计,外设丰富,除了满足SoC系统实验要求外,还可以做为EDA课程设计的基础平台开展一些开放性实验。
笔者开设的SoC系统实验课没有采用Altera公司的SOPC实验环境。[8,9]笔者认为对于初步接触SoC系统的学生而言,该平台涉及的自动化工具过多,容易将学生学习的注意力转移到工具的使用上,而忽略了对SoC系统本身的学习。
三、SoC系统实验介绍
已经开设的SoC系统实验包括系统总线实验、通用总线接口(General Purpose Input Output,GPIO)设计实验和开放性实验三部分。通过这部分内容的学习,要求学生掌握系统总线、IP核的概念,初步建立软硬件协同设计思想并理解软硬件资源开销。
1.系统总线实验
微机原理和单片机课程通常以8051作为授课对象。8051的外部总线是一种板级三态总线,要求地址和数据总线复用,完全不同于强调流水操作的现代系统总线。AMBA总线是ARM公司定义的一种系统总线规范,用于ARM处理核与外设IP间的数据通讯,是一种典型的现代系统总线。①由于ARM处理核超高的市场占有率,AMBA总线标准应用广泛。
AMBA总线规范内容较多,实验仅涉及AHB-LITE总线和APB总线的基本操作。
图2所示为一个典型的AHB-LITE总线系统,实验要求学生自己定义各个外设的总线地址区间,设计出总线的译码器模块和多路选择器模块。
APB总线桥连接AHB总线与APB总线,这部分内容作为开放实验的一部分,供学有余力的同学学习。实验中仅要求学生掌握APB总线的基本读写时序。
通过系统总线实验,使学生理解现代系统总线的设计思路,理解板级总线与片内系统总线的区别。
2.GPIO设计实验
GPIO是SoC系统最基本的外设IP,可以用作各类总线扩展接口,还可以提供额外的控制监视功能。本实验要求学生需要依据设计规范,设计出一款基于APB总线接口的GPIO外设IP,特别要求GPIO支持硬件“读―改―写”操作。通过该实验使学生理解IP核的设计重点,重点建立软硬件划分的设计思想,理解软硬件资源开销。
图3所示为实验技术规范定义的GPIO框图,主要包括数据模块和中断模块。GPIO规范要求设计具有如下特征:软件配置输入或者输出;支持硬件“读-改-写”功能;可配置作为中断源;可配置支持上升沿和下降沿中断。
在实际教学中,要求学生必须完成GPIO的数据模块的设计。中断模块的设计可作为开放性实验。在实验中,要求学生用软件实现“读―改―写”操作,与硬件的“读―改―写”操作比较,深刻理解嵌入式系统设计中的软硬件开销问题,对SoC系统的软硬件划分思想有初步的认识。
3.开放性实验
SoC系统的内容丰富,由于EDA技术学时有限,笔者将一些课程教学无法涉及的内容放在EDA课程设计的开放性实验环节。学生可以在利用SoC系统平台开发外设IP,丰富平台功能。
开放性实验提供的可选实验包括:PWM电机控制实验,要求学生根据规范要求设计PWM IP并控制电机运转;UART通用串口实验,要求学生根据规范设计UART IP并与PC 调试助手通讯;SPI FLASH编程实验,要求学生根据规范设计SPI IP并完成SPI FLASH编程;I2C接口液晶控制实验,要求学生根据规范设计I2C IP并控制液晶模块;RTC实验,要求学生根据规范设计RTC IP并编程支持实时时钟;未来开放性实验还将提供SD Card IP,USB IP,Ethernet IP等实验。
集成电路设计技术发展迅猛,SoC系统平台的扩展和丰富需要教师不断学习,以确保学生在校期间能接触到最先进的集成电路设计知识,快速适应未来工作。
四、 结束语
针对当前本科教育阶段SoC系统教学中重理论,轻实践,重软件,轻硬件设计的问题,笔者利用自己研发的SoC系统实验平台,积极探索EDA技术课程教学,加强实践环节指导,提升学生对SoC系统的理解,使学生初步建立起软硬件协同设计的思想。利用EDA课程设计的开放性实验环节,指导学有余力的学生独立设计一些简单的外设IP,培养学生兴趣,进一步增强学生就业竞争力。
注释:
①参见的内容。
参考文献:
[1]郭炜, 郭筝,谢憬.SoC设计方法与实现[M].电子工业出版社,
2007.
[2][美]罗文.复杂SoC设计[M]. 吴武臣, 侯立刚,译.机械工业出版社,2006.
[3]赵川,徐涛,孙晓光.高性能处理系统的软硬件协同设计研究[J].计算机工程与科学,2009,31(1):20-23.
[4]于海,姚启桂,虞跃,等.基于SoPC的状态监测装置的嵌入式软硬件协同设计[J].现代电子技术,2012,(22):1-4.
[5]周莉莉,周淑阁.EDA课程教学方法的研究与实践[J].实验室科学,2008,(5):55-57.
[6]翟文正,管功湖.将EDA 技术引入计算机组成与结构实验教学的研究[J].实验室研究与探索,2008,(12):12-14.
[7]周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.