古麗巴努·阿不來(lái)提

摘要：隨著信息時(shí)代的發(fā)展和迅速變化，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷更新，電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)的更新也越來(lái)越快。EDA即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation）就在這樣的環(huán)境中誕生的。EDA技術(shù)在許多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，例如：機(jī)械、軍事、礦產(chǎn)、電子、通信、化工、生物、醫(yī)學(xué)、航空航天等，尤其是EDA技術(shù)在通信電子領(lǐng)域中帶來(lái)的便利愈加明顯。新時(shí)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重要技術(shù)之一——EDA技術(shù)，它為電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)拓了嶄新的思路，大大推動(dòng)了電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展和創(chuàng)新。該文先講述EDA技術(shù)的概念，然后探討在通信電子線路中EDA技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；通信技術(shù)；電子線路；信息化；發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）02-0174-02

當(dāng)今的社會(huì)是高速發(fā)達(dá)的信息化時(shí)代，信息化時(shí)代的發(fā)展離不開(kāi)信息技術(shù)的支持，更離不開(kāi)電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代。競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的電子產(chǎn)品和信息技術(shù)高速發(fā)展，采用EDA技術(shù)在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中取得了一定的實(shí)踐結(jié)果。這一技術(shù)的應(yīng)用為EDA技術(shù)的發(fā)展提供了實(shí)踐基礎(chǔ)，推動(dòng)電子技術(shù)的發(fā)展，降低了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，也為信息化事業(yè)的發(fā)展提供了理論依據(jù)。

1 EDA技術(shù)概述及發(fā)展

EDA技術(shù)作為現(xiàn)代技術(shù)的核心，它借助于工具軟件平臺(tái)，能系統(tǒng)地完成文件的設(shè)計(jì)、編譯、優(yōu)化及仿真測(cè)試，從而達(dá)到改善當(dāng)今電路設(shè)計(jì)的目的，有效地提高了勞動(dòng)效率，節(jié)約了勞動(dòng)成本，使電子技術(shù)得到了發(fā)展。

EDA技術(shù)即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（Electronic Design Automation，EDA），是把計(jì)算機(jī)科學(xué)、微電子技術(shù)發(fā)展作為基礎(chǔ)和先導(dǎo)，同時(shí)將多種計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科中最先進(jìn)的技術(shù)如計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、微電子工藝與結(jié)構(gòu)學(xué)、拓?fù)溥壿媽W(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等綜合運(yùn)用，是以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，開(kāi)發(fā)的一整套電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件工具。

EDA技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段是70年代的CAD階段。由于發(fā)展水平低，技術(shù)不夠成熟，人們只是利用計(jì)算機(jī)的程序編輯功能，把手工勞動(dòng)改為計(jì)算機(jī)勞動(dòng)或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。相應(yīng)的這個(gè)時(shí)期人們用PCB布線軟件、電路模擬軟件、IC版圖編輯等軟件代替了手工操作。

第二階段是CAE階段。隨著國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的涌進(jìn)，了電路功能新技術(shù)，新技術(shù)的誕生帶動(dòng)了更多新成果的取得，比如在集成電路的功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工具、設(shè)計(jì)方法等方面，因此推動(dòng)了EDA技術(shù)的進(jìn)步，這些新技術(shù)將電氣連接、網(wǎng)絡(luò)布局系統(tǒng)連接在一起，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)布局布線、電路設(shè)計(jì)、邏輯仿真及PCB分析等功能。Mentor Graphics、Valid Daisy等就是這一階段的CAE產(chǎn)品。

第三階段也就是20世紀(jì)90年代到現(xiàn)在，這一個(gè)階段實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化和信息化發(fā)展的融合，EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能化，在一個(gè)芯片上能夠集成的晶體管數(shù)量變多，一般可達(dá)數(shù)百萬(wàn)乃至上千萬(wàn)，工作速度可達(dá)到Gb/s，推進(jìn)了高層綜合（High Level Synthesis，HLS）有關(guān)方法和理論的發(fā)展，兩種標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語(yǔ)言VHDL和Verilog HDL形成。采用高級(jí)語(yǔ)言、系統(tǒng)仿真和綜合技術(shù)將很多高層次的設(shè)計(jì)用EAD工具完成，解決了日益復(fù)雜的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題，使整個(gè)社會(huì)的工作和學(xué)習(xí)變得簡(jiǎn)單化，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，為提高社會(huì)生產(chǎn)效率奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2 EDA技術(shù)在通信電子線路中的應(yīng)用分析

1）EDA技術(shù)在通信產(chǎn)品中的應(yīng)用。近幾年來(lái)，人們生活質(zhì)量的提高對(duì)通信產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高，模擬話音、模擬加密、模擬信道等數(shù)字化的要求也越來(lái)越高，為了滿足以上要求，必須大量使用高速的電子電路及數(shù)?；旌想娐贰鹘y(tǒng)的電路設(shè)計(jì)既耗時(shí)，又增加成本。EDA工具能滿足以上要求，可以更精、準(zhǔn)、快地設(shè)計(jì)出通信產(chǎn)品所需電路。

2）EDA技術(shù)在通信電子線路教學(xué)方面的應(yīng)用。目前EDA工具軟件大致有三類(lèi)，芯片設(shè)計(jì)輔助軟件、可編程芯片輔助設(shè)計(jì)軟件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助軟件。其中可編程芯片輔助設(shè)計(jì)軟件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助軟件是我國(guó)通信電子線路設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛的。常見(jiàn)的EDA工具軟件有Protel、PSPICE、Multisim2001、Altium Designer、PCAD、Matlab等。下面以Muhisim2001為例闡述一下EDA技術(shù)在通信電子線路教學(xué)中的應(yīng)用。通信電子線路是電子信息工程、通信工程等專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置中極為重要的基礎(chǔ)性課程。學(xué)生通過(guò)對(duì)課程的學(xué)習(xí)，能夠熟悉通信領(lǐng)域的基本知識(shí)，熟悉有關(guān)通信的基礎(chǔ)理論知識(shí)，進(jìn)一步地了解通信系統(tǒng)中的各種功能單元電路的工作原理和分析設(shè)計(jì)技術(shù)，從而使學(xué)生能夠建起信號(hào)處理理論與通信理論的基本知識(shí)框架。通信電路的仿真是對(duì)于通信電子線路的教學(xué)有重要的作用，在以往的教學(xué)活動(dòng)中，需要借助于電路或者實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行，這就需要有不同的儀器設(shè)備參與，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)的儀器和設(shè)備的精度要求非常嚴(yán)格。傳統(tǒng)的通信電子線路的仿真一般是需要使用不同的儀器同時(shí)進(jìn)行分析、檢測(cè)以及計(jì)算，這樣就使得得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很可能差異較大，從而也就影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。Muhisim2001是世界最著名的電路仿真標(biāo)準(zhǔn)工具之一，利用它進(jìn)行通信電子線路的仿真實(shí)驗(yàn)，使教學(xué)內(nèi)容得到了豐富，并且增加可做實(shí)驗(yàn)的種類(lèi)，擴(kuò)展了高頻電路實(shí)驗(yàn)的種類(lèi)，同時(shí)也大大地提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，從而提高了實(shí)驗(yàn)的效率。另外，Muhisim2001使用的是數(shù)字儀表，在實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)度方面比傳統(tǒng)通信電子線路的仿真改善了很多。利用Muhisim2001進(jìn)行通信電子線路仿真實(shí)驗(yàn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值。利用Muhisim2001可以在教學(xué)的過(guò)程中進(jìn)行多樣化的實(shí)驗(yàn)，比如對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，它提高了準(zhǔn)確度，有效地提高了實(shí)驗(yàn)效率；對(duì)于開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn)，我們可根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理構(gòu)建出電路，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)并輸出相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果；對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)，它可以加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和理解，在原有的電路上修改部分單元或添加新的單元，實(shí)現(xiàn)更多的新功能。此外，利用Muhisim2001還可以分析雙邊帶調(diào)制電路，直觀到看到輸入/輸出信號(hào)的波形及幅度的變化，仿真分析一些波形復(fù)雜的電路。由此可以看出，Muhisim2001能對(duì)通信電子線路進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析與仿真，還能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果用圖表形式直觀得表達(dá)出來(lái)，便于學(xué)生掌控整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，增進(jìn)學(xué)生對(duì)通信電子線路基礎(chǔ)知識(shí)的了解。總之，把Muhisim2001應(yīng)用于通信電子線路課程的教學(xué)當(dāng)中，能夠有效提高實(shí)驗(yàn)課的課堂效率，更好地保證實(shí)驗(yàn)課的課堂質(zhì)量，對(duì)學(xué)生相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)具有重要的作用意義。

3 EDA技術(shù)在理論分析仿真方面的應(yīng)用

在通信電子線路分析與設(shè)計(jì)的過(guò)程中經(jīng)常需要進(jìn)行輸入，輸出信號(hào)的波形、頻譜分析，在這一過(guò)程中采用Multisim2001軟件進(jìn)行仿真分析具有明顯的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是需要先設(shè)計(jì)制作出一個(gè)整機(jī)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)合格后才能批量生產(chǎn)，否則重新設(shè)計(jì)，重新制作樣機(jī)直到合格，人力物力耗費(fèi)較多，并且可靠性比較低。而Multisim2001軟件解決了這一過(guò)程中的許多技術(shù)難關(guān)，簡(jiǎn)化了整機(jī)制作的過(guò)程，還節(jié)約了人力物力。由于Multisim2001軟件功能強(qiáng)大，界面簡(jiǎn)潔，因此非常適合對(duì)波形復(fù)雜、計(jì)算難度高的電路進(jìn)行仿真分析。Multisim2001軟件對(duì)通信電路進(jìn)行仿真分析，電路輸入/輸出信號(hào)的波形、幅度變化等規(guī)律可以讓使用者很直觀地感受到。將其應(yīng)用在通信電子線路中，為設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)，使設(shè)計(jì)過(guò)程更科學(xué)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)更精確。因此EAD技術(shù)已經(jīng)成為電子產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中不可或缺的技術(shù)。

4 EDA技術(shù)在射頻電子領(lǐng)域中的應(yīng)用

在通信電子產(chǎn)品中，EDA技術(shù)的推廣應(yīng)用和通信電子線路教學(xué)方面應(yīng)用及其理論分析仿真方面的應(yīng)用廣泛，EDA技術(shù)最重要的應(yīng)用體現(xiàn)在電路設(shè)計(jì)方面，下面就針對(duì)EDA技術(shù)在射頻電子電路的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。EDA技術(shù)能針對(duì)射頻電子元件及相關(guān)的設(shè)備儀器進(jìn)行模擬，也就是在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室的條件下給使用者提供與實(shí)驗(yàn)室效果一樣的電路設(shè)計(jì)，極大地方便了電子電路的教學(xué)與設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)把計(jì)算機(jī)作為一種工具，借助于計(jì)算機(jī)中的軟件平臺(tái)，用VHDL（硬件描述語(yǔ)言）對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行編程，然后計(jì)算機(jī)按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法自動(dòng)編譯、綜合、優(yōu)化布局布線和仿真，直到對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、編程下載和邏輯映射等工作完成為止。目前在射頻電路中EDA工具主要有Agilent公司的ADS軟件，這款軟件是目前比較齊全的、綜合性強(qiáng)的電子設(shè)計(jì)軟件，能夠高精度地準(zhǔn)確計(jì)算器件費(fèi)分析、電路設(shè)計(jì)、通信系統(tǒng)分析及微波平面等多方面內(nèi)容。由于其高速、精確的設(shè)計(jì)能力，EDA成為保障高精端電路性能的一個(gè)重要工具，并且在這些軟件的進(jìn)一步完善過(guò)程中，其在電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)?huì)得到更廣泛的應(yīng)用和更快速的發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

EDA技術(shù)是融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)及智能化技術(shù)而迅速發(fā)展的。它的發(fā)展改變了電子電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的現(xiàn)狀。EDA技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)這個(gè)工作平臺(tái)，借助硬件描述語(yǔ)言VHDL進(jìn)行電路設(shè)計(jì)文件編制，再由計(jì)算機(jī)完成接下來(lái)的工作。EDA技術(shù)在通信電子線路中有著十分廣泛的應(yīng)用，并且對(duì)電子通信的發(fā)展有著很大的促進(jìn)作用，對(duì)于輔助設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)以及PCB設(shè)計(jì)具有重要的作用。我們要對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用，發(fā)揮其應(yīng)有的效果，使通信電子線路有更好的發(fā)展。

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