電路設(shè)計行業(yè)分析精選(九篇)

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第1篇：電路設(shè)計行業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞：計算機；高速數(shù)字電路；設(shè)計技術(shù)

對于高速數(shù)字電路來說，其主要指的就是高速變化的信號在傳播過程中產(chǎn)生的電熔、電感等具備著一定模擬特性的電路，實現(xiàn)計算機高速數(shù)字電路的建設(shè)，不單單需要對先進的電子技術(shù)進行應(yīng)用，還需要結(jié)合現(xiàn)代化的計算機軟件技術(shù)進行完善，進而實現(xiàn)對計算機高速數(shù)字電路每一部分的參數(shù)的優(yōu)化和調(diào)整，進而保證計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運行，達到一定的運行標準。在對計算機高速數(shù)字電路進行設(shè)計時，需要做的是在設(shè)計過程中對各部分的元器件進行合理的搭配，不然將會對電路元器件、電路信號等正常運行與傳輸產(chǎn)生不良的影響。

1計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的影響因素

對于高速數(shù)字電路的設(shè)計來說，其是否能夠成功主要“決定權(quán)”在于信號的質(zhì)量,也就是高速數(shù)字電路信號完整程度的保持,假如對高速數(shù)字電路信號完整程度無法保持,在信號的傳輸過程當(dāng)中，就會發(fā)生信號缺失，進而產(chǎn)生信號失真的現(xiàn)象，一旦這種現(xiàn)象發(fā)生，對于數(shù)據(jù)信息、地址等方面都會產(chǎn)生十分不良的影響，令整體的高速數(shù)字電路系統(tǒng)無法保持正常運行,甚至?xí)斐烧w系統(tǒng)的崩潰。而影響信號質(zhì)量的因素并不單一,其是由多種因素所共同影響，然而,在對信號的完整性影響因素進行分析時，可以發(fā)現(xiàn)，其主要能分為以下幾點:第一點，在整體的計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，在信號傳輸線位置的阻抗存在著差異，無法進行正常的匹配,進而能夠出現(xiàn)“反射噪聲”的現(xiàn)象,對于的信號完整性而言，能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生一定的影響作用[1]。第二點，在整體的計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，信號線與信號線之間的距離受到電路密集度的影響，一旦電路密集度不斷的進行增大，信號線之間的距離將會越來越狹小,這就致使信號與信號之間的電磁藕合參數(shù)呈現(xiàn)出上升的趨勢,如果不進行及時的處理,就會導(dǎo)致信號間出現(xiàn)“串?dāng)_現(xiàn)象”，進而影響到信號的質(zhì)量[2]。第三點，在整體的計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，在芯片內(nèi)存在著大量的電路，這些電路在同時輸出的過程中,會受到在電源平面間存在著的電阻以及電阻的作用,進而產(chǎn)生較大的“瞬態(tài)電流”,這種“瞬態(tài)電流”產(chǎn)生后，會對地線、電源線上的存在著的電壓造成一定程度的不良影響,因此導(dǎo)致信號的發(fā)生一些波動和變化?？偟膩碚f,對計算機高速數(shù)字電路進行科學(xué)合理的設(shè)計,降低或者是排除以上三方面因素對信號質(zhì)量的不良影響,進而達到促進計算機高速數(shù)字電路信號完整性的提高,在現(xiàn)代化的計算機高速數(shù)字電路的設(shè)計過程當(dāng)中，是首先需要解決的問題,只有這樣才能夠保證計算機高速數(shù)字電路設(shè)計的成功性。

2計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)問題的解決對策

2.1阻抗問題的解決策略

為了避免信號傳輸線位置的阻抗存在著差異造成的信號受到影響的情況發(fā)生，首先需要對先進的計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)理念進行學(xué)習(xí)和研究，在正常情況下，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計過程中，很難令電路中存在著的臨街阻抗相互之間契合，因此，可以采用對計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)進行創(chuàng)新和完善的辦法，令電路系統(tǒng)一直都保持過阻抗的狀態(tài)，只有這樣才能夠在一定程度上保證計算機高速數(shù)字電路的信號傳播過程中，信號的完整性不會受到阻抗差異的影響，進而獲得更好的計算機高速數(shù)字電路信息傳輸效率[3]。

2.2串?dāng)_現(xiàn)象的解決策略

在對計算機高速數(shù)字電路進行設(shè)計時，對于“串?dāng)_現(xiàn)象”需要進行合理地解決。參照信號傳播的基本理論,可以發(fā)現(xiàn)，在電路中，電流的流動趨勢屬于循環(huán)流動,對于這一現(xiàn)象而言，數(shù)字電路設(shè)計工作人員往往并不在意。在傳播信號的路徑和回路形成了電流環(huán)路,電感在這樣中的回路隨著路徑的逐漸增大，電感也逐漸變大,同時，電流環(huán)路中存在著的電流也會根據(jù)電磁場的變化產(chǎn)生一定程度的改變。在對這樣的電流環(huán)路展開“減小處理”,能夠降低“串?dāng)_現(xiàn)象”帶來的影響[4]。

2.3瞬態(tài)電流的解決策略

在對計算機高速數(shù)字電路進行設(shè)計的過程中,要對電源的電阻因素以及電感因素進行充分的考慮,實現(xiàn)對電阻因素以及電感因素的預(yù)先處理。在現(xiàn)階段的電路系統(tǒng)中，通常情況下電路材料都是銅質(zhì)材料,這種銅質(zhì)材料遠遠對高速數(shù)字電路設(shè)計的要求和標準無法進行滿足,所以，在高速數(shù)字電路進行設(shè)計的過程當(dāng)中，還要對電路材料方面影響因素進行解決,使用更為合理的電路材料對去藕電容進行引導(dǎo)，將其引導(dǎo)進入整個高速數(shù)字電路中，能夠在一定程度上降低“瞬態(tài)電流”的發(fā)生頻率。

3結(jié)語

綜上所述，在社會不斷的發(fā)展的過當(dāng)中，對于電子技術(shù)來說，也帶來了一定的發(fā)展契機，令其發(fā)展速度也得以提升，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)就是在這樣的發(fā)展前提下得到了不斷地完善及進步，是對先進的電子技術(shù)概念理論進行應(yīng)用，進而達到的設(shè)計標準，為一些行業(yè)的整體發(fā)展能夠起到一定的促進作用。通過對計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)進行研究和分析，結(jié)合相關(guān)的文獻資料以及專業(yè)性知識，對計算機高速數(shù)字電路技術(shù)進行進一步研究，能夠在一定程度上加快計算機高速數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展進程，進而在更多的行業(yè)當(dāng)中得到更好的應(yīng)用。

作者:黃一曦 單位:廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校

第2篇：電路設(shè)計行業(yè)分析范文

【關(guān)鍵詞】集成電路；設(shè)計方法；IP技術(shù)

基于CMOS工藝發(fā)展背景下，CMOS集成電路得到了廣泛應(yīng)用，即到目前為止，仍有95%集成電路融入了CMOS工藝技術(shù)，但基于64kb動態(tài)存儲器的發(fā)展，集成電路微小化設(shè)計逐漸引起了人們關(guān)注。因而在此基礎(chǔ)上，為了迎合集成電路時代的發(fā)展，應(yīng)注重在當(dāng)前集成電路設(shè)計過程中從微電路、芯片等角度入手，對集成電路進行改善與優(yōu)化，且突出小型化設(shè)計優(yōu)勢。以下就是對集成電路設(shè)計與IP設(shè)計技術(shù)的詳細闡述，望其能為當(dāng)前集成電路設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展提供參考。

1當(dāng)前集成電路設(shè)計方法

1.1全定制設(shè)計方法

集成電路，即通過光刻、擴散、氧化等作業(yè)方法，將半導(dǎo)體、電阻、電容、電感等元器件集中于一塊小硅片，置入管殼內(nèi)，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信、計算機、電子技術(shù)等領(lǐng)域中。而在集成電路設(shè)計過程中，為了營造良好的電路設(shè)計空間，應(yīng)注重強調(diào)對全定制設(shè)計方法的應(yīng)用，即在集成電路實踐設(shè)計環(huán)節(jié)開展過程中通過版圖編輯工具，對半導(dǎo)體元器件圖形、尺寸、連線、位置等各個設(shè)計環(huán)節(jié)進行把控，最終通過版圖布局、布線等，達到元器件組合、優(yōu)化目的。同時，在元器件電路參數(shù)優(yōu)化過程中，為了滿足小型化集成電路應(yīng)用需求，應(yīng)遵從“自由格式”版圖設(shè)計原則，且以緊湊的設(shè)計方法，對每個元器件所連導(dǎo)線進行布局，就此將芯片尺寸控制到最小狀態(tài)下。例如，隨機邏輯網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計過程中，為了提高網(wǎng)絡(luò)運行速度，即采取全定制集成電路設(shè)計方法，滿足了網(wǎng)絡(luò)平臺運行需求。但由于全定制設(shè)計方法在實施過程中，設(shè)計周期較長，為此，應(yīng)注重對其的合理化應(yīng)用。

1.2半定制設(shè)計方法

半定制設(shè)計方法在應(yīng)用過程中需借助原有的單元電路，同時注重在集成電路優(yōu)化過程中，從單元庫內(nèi)選取適宜的電壓或壓焊塊，以自動化方式對集成電路進行布局、布線，且獲取掩膜版圖。例如，專用集成電路ASIC在設(shè)計過程中為了減少成本投入量，即采用了半定制設(shè)計方法，同時注重在半定制設(shè)計方式應(yīng)用過程中融入門陣列設(shè)計理念，即將若干個器件進行排序，且排列為門陣列形式，繼而通過導(dǎo)線連接形式形成統(tǒng)一的電路單元，并保障各單元間的一致性。而在半定制集成電路設(shè)計過程中，亦可采取標準單元設(shè)計方式，即要求相關(guān)技術(shù)人員在集成電路設(shè)計過程中應(yīng)運用版圖編輯工具對集成電路進行操控，同時結(jié)合電路單元版圖，連接、布局集成電路運作環(huán)境，達到布通率100%的集成電路設(shè)計狀態(tài)。從以上的分析中即可看出，在小型化集成電路設(shè)計過程中，強調(diào)對半定制設(shè)計方法的應(yīng)用，有助于縮短設(shè)計周期，為此，應(yīng)提高對其的重視程度。

1.3基于IP的設(shè)計方法

基于0.35μmCMOS工藝的推動下，傳統(tǒng)的集成電路設(shè)計方式已經(jīng)無法滿足計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域集成電路應(yīng)用需求，因而在此基礎(chǔ)上，為了推動各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，應(yīng)注重融入IP設(shè)計方法，即在集成電路設(shè)計過程中將“設(shè)計復(fù)用與軟硬件協(xié)同”作為導(dǎo)向，開發(fā)單一模塊，并集成、復(fù)用IP，就此將集成電路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP視角下，在集成電路設(shè)計過程中，要求相關(guān)工作人員應(yīng)注重通過專業(yè)IP公司、Foundry積累、EDA廠商等路徑獲取IP核，且基于IP核支撐資源獲取的基礎(chǔ)上，完善檢索系統(tǒng)、開發(fā)庫管理系統(tǒng)、IP核庫等，最終對1700多個IP核資源進行系統(tǒng)化整理，并通過VSIA標準評估方式，對IP核集成電路運行環(huán)境的安全性、動態(tài)性進行質(zhì)量檢測、評估，規(guī)避集成電路故障問題的凸顯，且達到最佳的集成電路設(shè)計狀態(tài)。另外，在IP集成電路設(shè)計過程中，亦應(yīng)注重增設(shè)HDL代碼等檢測功能，從而滿足集成電路設(shè)計要求，達到最佳的設(shè)計狀態(tài)，且更好的應(yīng)用于計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域中。

2集成電路設(shè)計中IP設(shè)計技術(shù)分析

基于IP的設(shè)計技術(shù)，主要分為軟核、硬核、固核三種設(shè)計方式，同時在IP系統(tǒng)規(guī)劃過程中，需完善32位處理器，同時融入微處理器、DSP等，繼而應(yīng)用于Internet、USB接口、微處理器核、UART等運作環(huán)境下。而IP設(shè)計技術(shù)在應(yīng)用過程中對測試平臺支撐條件提出了更高的要求，因而在IP設(shè)計環(huán)節(jié)開展過程中，應(yīng)注重選用適宜的接口，寄存I/O，且以獨立性IP模塊設(shè)計方式，對芯片布局布線進行操控，簡化集成電路整體設(shè)計過程。此外，在IP設(shè)計技術(shù)應(yīng)用過程中，必須突出全面性特點，即從特性概述、框圖、工作描述、版圖信息、軟模型/HDL模型等角度入手，推進IP文件化，最終實現(xiàn)對集成電路設(shè)計信息的全方位反饋。另外，就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，IP設(shè)計技術(shù)涵蓋了ASIC測試、系統(tǒng)仿真、ASIC模擬、IP繼承等設(shè)計環(huán)節(jié)，且制定了IP戰(zhàn)略，因而有助于減少IP集成電路開發(fā)風(fēng)險，為此，在當(dāng)前集成電路設(shè)計工作開展過程中應(yīng)融入IP設(shè)計技術(shù)，并建構(gòu)AMBA總線等，打造良好的集成電路運行環(huán)境，強化整體電路集成度，達到最佳的電路布局、規(guī)劃狀態(tài)。

3結(jié)論

綜上可知，集成電路被廣泛應(yīng)用于計算機等產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，推進了社會的進步。為此，為了降低集成電路設(shè)計風(fēng)險，減少開發(fā)經(jīng)費，縮短開發(fā)時間，要求相關(guān)技術(shù)人員在集成電路設(shè)計工作開展過程中應(yīng)注重強調(diào)對基于IP的設(shè)計方法、半定制設(shè)計方法、全定制設(shè)計方法等的應(yīng)用，同時注重引入IP設(shè)計技術(shù)理念，完善ASIC模擬、系統(tǒng)測試等集成電路設(shè)計功能，最終就此規(guī)避電路開發(fā)中故障問題的凸顯，達到最佳的集成電路開發(fā)、設(shè)計狀態(tài)。

參考文獻

[1]肖春花.集成電路設(shè)計方法及IP重用設(shè)計技術(shù)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,12(06):190-191.

[2]李群，樊麗春.基于IP技術(shù)的模擬集成電路設(shè)計研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2013,12(08):56-57.

第3篇：電路設(shè)計行業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞：集成電路設(shè)計；本科教學(xué)；改革探索

作者簡介：殷樹娟（1981-），女，江蘇宿遷人，北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系，講師；齊臣杰（1958-），男，河南扶溝人，北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系，教授。（北京 100192）

基金項目：本文系北京市教委科技發(fā)展計劃面上項目（項目編號：KM201110772018）、北京信息科技大學(xué)教改項目（項目編號：2010JG40）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）04-0064-02

1958年，美國德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板，這標志著世界從此進入到了集成電路的時代。在近50年的時間里，集成電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、通訊和遙控等各個領(lǐng)域。集成電路具有體積小、重量輕、壽命長和可靠性高等優(yōu)點，同時成本也相對低廉，便于進行大規(guī)模生產(chǎn)。自改革開放以來，我國集成電路發(fā)展迅猛，21世紀第1個10年，我國集成電路產(chǎn)量的年均增長率超過25%，集成電路銷售額的年均增長率則達到23%。我國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)由2001年不足世界集成電路產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的2%提高到2010年的近9%。我國成為過去10年世界集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)之一。伴隨著國內(nèi)集成電路的發(fā)展，對集成電路設(shè)計相關(guān)人員的需求也日益增加，正是在這種壓力驅(qū)動下，政府從“十五”計劃開始大力發(fā)展我國的集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)。

在20世紀末21世紀初，國內(nèi)集成電路設(shè)計相關(guān)課程都是在研究生階段開設(shè)，本科階段很少涉及。不僅是因為其難度相對本科生較難接受，而且集成電路設(shè)計人員的需求在我國還未進入爆發(fā)期。我國的集成電路發(fā)展總體滯后國外先進國家的發(fā)展水平。進入21世紀后，我國的集成電路發(fā)展迅速，集成電路設(shè)計需求劇增。[1]為了適應(yīng)社會發(fā)展的需要，同時也為更好地推進我國集成電路設(shè)計的發(fā)展，國家開始加大力度推廣集成電路設(shè)計相關(guān)課程的本科教學(xué)工作。經(jīng)過十年多的發(fā)展，集成電路設(shè)計的本科教學(xué)取得了較大的成果，較好地推進了集成電路設(shè)計行業(yè)的發(fā)展，但凸顯出的問題也日益明顯。本文將以已有的集成電路設(shè)計本科教學(xué)經(jīng)驗為基礎(chǔ)，結(jié)合對相關(guān)院校集成電路設(shè)計本科教學(xué)的調(diào)研，詳細分析集成電路設(shè)計的本科教學(xué)現(xiàn)狀，并以此為基礎(chǔ)探索集成電路設(shè)計本科教學(xué)的改革。

一、集成電路設(shè)計本科教學(xué)存在的主要問題

在政府的大力扶持下，自“十五”計劃開始，國內(nèi)的集成電路設(shè)計本科教學(xué)開始走向正軌。從最初的少數(shù)幾個重點高校到后來眾多相關(guān)院校紛紛設(shè)置了集成電路設(shè)計本科專業(yè)并開設(shè)了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。近幾年本科學(xué)歷的集成電路設(shè)計人員數(shù)量逐漸增加，經(jīng)歷本科教學(xué)后的本科生無論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造，都對國內(nèi)集成電路設(shè)計人員緊缺的現(xiàn)狀起到了一定的緩解作用。但從企業(yè)和相關(guān)院校的反饋來看，目前國內(nèi)集成電路設(shè)計方向的本科教學(xué)仍然存在很多問題，教學(xué)質(zhì)量有待進一步提高，教學(xué)手段需做相應(yīng)調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)更多地適應(yīng)現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)界發(fā)展需求。其主要存在以下幾方面問題。

首先，課程設(shè)置及課程內(nèi)容不合理，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情降低?，F(xiàn)階段，對于集成電路設(shè)計，國內(nèi)的多數(shù)院校在本科階段主要開設(shè)有如下課程：“固體物理”、“晶體管理”、“模擬集成電路設(shè)計”和“數(shù)字集成電路設(shè)計”（各校命名方式可能有所不同）等。固體物理和晶體管原理是方向基礎(chǔ)課程，理論性較強，公式推導(dǎo)較多，同時對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。一方面，復(fù)雜的理論分析和繁瑣的公式推導(dǎo)嚴重降低了本科生的學(xué)習(xí)興趣，尤其是對于很多總體水平相對較差的學(xué)生。而另外一方面，較強的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求又進一步打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。另外，還有一些高等院校在設(shè)置課程教學(xué)時間上也存在很多問題。例如：有些高等院校將“固體物理”課程和“半導(dǎo)體器件物理”課程放在同一個學(xué)期進行教學(xué)，對于學(xué)生來說，沒有固體物理的基礎(chǔ)就直接進入“晶體管原理”課程的學(xué)習(xí)會讓學(xué)生很長一段時間都難以進入狀態(tài)，將極大打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而直接導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)甚至放棄相關(guān)方向的學(xué)習(xí)。而這兩門課是集成電路設(shè)計的專業(yè)基礎(chǔ)課，集成電路設(shè)計的重點課程“模擬集成電路設(shè)計”和“數(shù)字集成電路設(shè)計”課程的學(xué)習(xí)需要這兩門課的相關(guān)知識作為基礎(chǔ)，如果前面的基礎(chǔ)沒有打好，很難想象學(xué)生如何進行后續(xù)相關(guān)專業(yè)知識的的學(xué)習(xí)，從而直接導(dǎo)致學(xué)業(yè)的荒廢。

其次，學(xué)生實驗教學(xué)量較少，學(xué)生動手能力差。隨著IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，集成電路設(shè)計技術(shù)中電子設(shè)計自動化（Electronic design automatic，EDA）無論是在工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界都已經(jīng)成為必備的基礎(chǔ)手段，一系列的設(shè)計方法學(xué)的研究成果在其中得以體現(xiàn)并在產(chǎn)品設(shè)計過程中發(fā)揮作用。因此，作為集成電路設(shè)計方向的本科生，無論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造，熟悉并掌握一些常用的集成電路設(shè)計EDA工具是必備的本領(lǐng)，也是促進工作和學(xué)習(xí)的重要方式。為了推進EDA工具的使用，很多EDA公司有專門的大學(xué)計劃，高校購買相關(guān)軟件的價格相對便宜得多。國家在推進IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面也投入了大量的資金，現(xiàn)在也有很多高等院校已經(jīng)具備購買相關(guān)集成電路設(shè)計軟件的條件，但學(xué)生的實際使用情況卻喜憂參半。有些高校在培養(yǎng)學(xué)生動手能力方面確實下足功夫，學(xué)生有公用機房可以自由上機，只要有興趣學(xué)生可以利用課余時間摸索各種EDA軟件的使用，這對他們以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了很好的基礎(chǔ)。但仍然還有很多高校難以實現(xiàn)軟件使用的最大化，購買的軟件主要供學(xué)生實驗課上使用，平時學(xué)生很少使用，實驗課上學(xué)到的一點知識大都是教師填鴨式灌輸進去的，學(xué)生沒有經(jīng)過自己的摸索，畢業(yè)后實驗課上學(xué)到的知識已經(jīng)忘得差不多了，在后續(xù)的工作或?qū)W習(xí)中再用到相關(guān)工具時還得從頭再來學(xué)習(xí)。動手能力差在學(xué)生擇業(yè)時成為一個很大的不足。[2]

再者，理工分科紊亂，屬性不一致。集成電路設(shè)計方向從專業(yè)內(nèi)容及專業(yè)性質(zhì)上分應(yīng)該屬于工科性質(zhì)，但很多高校在專業(yè)劃分時卻將該專業(yè)劃歸理科專業(yè)。這就使得很多學(xué)生在就業(yè)時遇到問題。很多招聘單位一看是理科就片面認為是偏理論的內(nèi)容，從而讓很多學(xué)生錯失了進一步就業(yè)的好機會。而這樣的結(jié)果直接導(dǎo)致后面報考該專業(yè)的學(xué)生越來越少，最后只能靠調(diào)劑維持正常教學(xué)。其實，很多高校即使是理科性質(zhì)的集成電路設(shè)計方向?qū)W習(xí)的課程和內(nèi)容，與工科性質(zhì)的集成電路設(shè)計方向是基本一致的，只是定位屬性不一致，結(jié)果卻大相徑庭。

二、改革措施

鑒于目前國內(nèi)集成電路設(shè)計方向的本科教學(xué)現(xiàn)狀，可以從以下幾個方面改進，從而更好地推進集成電路設(shè)計的本科教學(xué)。

1.增加實驗教學(xué)量

現(xiàn)階段的集成電路本科教學(xué)中實驗教學(xué)量太少，以“模擬集成電路設(shè)計”課程為例，多媒體教學(xué)量40個學(xué)時但實驗教學(xué)僅8個學(xué)時。相對于40個學(xué)時的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，8個學(xué)時的實驗教學(xué)遠遠不能滿足學(xué)生學(xué)以致用或?qū)⒗碚撊谌雽嵺`的需求。40個學(xué)時的理論課囊括了單級預(yù)算放大器、全差分運算放大器、多級級聯(lián)運算放大器、基準電壓源電流源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)，而8個學(xué)時的實驗課除去1至2學(xué)時的工具學(xué)習(xí)，留給學(xué)生電路設(shè)計的課時量太少。

在本科階段就教會學(xué)生使用各種常用EDA軟件，對于增加學(xué)生的就業(yè)及繼續(xù)深造機會是非常必要的。一方面，現(xiàn)在社會的競爭是非常激烈的，很少有單位愿意招收入職后還要花比較長的時間專門充電的新員工，能夠一入職就工作那是最好不過的。另一方面，實驗對于學(xué)生來說比純理論的學(xué)習(xí)更容易接受，而且實驗過程除了可以增加學(xué)生的動手操作能力，同樣會深化學(xué)生對已有理論知識的理解。因此，在實踐教學(xué)工作中，增加本科教學(xué)的實驗教學(xué)量可以有效促進教學(xué)和增進學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.降低理論課難度尤其是復(fù)雜的公式推導(dǎo)

“教師的任務(wù)是授之以漁，而不是授之以魚”，這句話對于集成電路設(shè)計專業(yè)老師來說恰如其分。對于相同的電路結(jié)構(gòu)，任何一個電路參數(shù)的變化都可能會導(dǎo)致電路性能發(fā)生翻天覆地的變化。在國際國內(nèi)，每年都會有數(shù)百個新電路結(jié)構(gòu)專利產(chǎn)生，而這些電路的設(shè)計人員多是研究生或以上學(xué)歷人員，幾乎沒有一個新的電路結(jié)構(gòu)是由本科生提出的。

對于本科生來說，他們只是剛剛涉足集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容是最基礎(chǔ)的集成電路相關(guān)理論知識、電路結(jié)構(gòu)及特點。在創(chuàng)新方面對他們沒有過多的要求，因此他們不需要非常深刻地理解電路的各種公式尤其是復(fù)雜的公式及公式推導(dǎo)，其學(xué)習(xí)重點應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路分析基本方法等，而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。例如，對于集成電路設(shè)計專業(yè)的本科必修課程――“固體物理”和“晶體管原理”，冗長的公式及繁瑣的推導(dǎo)極大地削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時對于專業(yè)知識的理解也沒有太多的益處。[3]另外，從專業(yè)需要方面出發(fā)，對于集成電路設(shè)計者來說更多的是需要學(xué)生掌握各種半導(dǎo)體器件的基本工作原理及特性，而并非是具體的公式。因此，減少理論教學(xué)中繁瑣的公式推導(dǎo)，轉(zhuǎn)而側(cè)重于基本原理及特性的物理意義的介紹，對于學(xué)生來說更加容易接受，也有益于之后“模擬集成電路”、“數(shù)字集成電路”的教學(xué)。

3.增加就業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識含量

從集成電路設(shè)計專業(yè)進入本科教學(xué)后的近十年間本科生就業(yè)情況看，集成電路設(shè)計專業(yè)的本科生畢業(yè)后直接從事集成電路設(shè)計方向相關(guān)工作的非常少，多數(shù)選擇繼續(xù)深造或改行另謀生路。這方面的原因除了因為本科生在基本知識儲備方面還不能達到集成電路設(shè)計人員的要求外，更主要的原因是隨著國家對集成電路的大力扶持，現(xiàn)在開設(shè)集成電路設(shè)計相關(guān)專業(yè)的高等院校越來越多，很多都是具有研究生辦學(xué)能力的高校，也就是說有更多的更高層次的集成電路設(shè)計人才在競爭相對原本就不是很多的集成電路設(shè)計崗位。

另外一方面，集成電路的版圖、集成電路的工藝以及集成電路的測試等方面也都是與集成電路設(shè)計相關(guān)的工作，而且這些崗位相對于集成電路設(shè)計崗位來說對電路設(shè)計知識的要求要低很多。而從事集成電路版圖、集成電路工藝或集成電路測試相關(guān)工作若干年的知識積累將極大地有利于其由相關(guān)崗位跳槽至集成電路設(shè)計的相關(guān)崗位。因此，從長期的發(fā)展目標考慮，集成電路設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)生從事版圖、工藝、測試相關(guān)方向的工作可能更有競爭力，也更為符合本科生知識儲備及長期發(fā)展的需求。這就對集成電路設(shè)計的本科教學(xué)內(nèi)容提出了更多的要求。為了能更好地貼近學(xué)生就業(yè)，在集成電路設(shè)計的本科教學(xué)內(nèi)容方面，教師應(yīng)該更多地側(cè)重于基本的電路版圖知識、硅片工藝流程、芯片測試等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。

三、結(jié)論

集成電路產(chǎn)業(yè)是我國的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟和社會信息化的重要基礎(chǔ)。大力推進集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須強化集成電路設(shè)計在國內(nèi)的本科教學(xué)質(zhì)量和水平，而國內(nèi)的集成電路設(shè)計本科教學(xué)還處在孕育發(fā)展的嶄新階段，它是適應(yīng)現(xiàn)代IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展及本科就業(yè)形勢的，但目前還存在很多問題亟待解決。本文從已有的教學(xué)經(jīng)驗及調(diào)研情況做了一些分析，但這遠沒有涉及集成電路設(shè)計專業(yè)本科教學(xué)的方方面面。不過，可以預(yù)測，在國家大力扶持下，在相關(guān)教師及學(xué)生的共同努力下，我國的集成電路設(shè)計本科教學(xué)定會逐步走向成熟，更加完善。

參考文獻：

[1]王為慶.高職高?！禤rotel電路設(shè)計》教學(xué)改革思路探索[J].考試周刊,2011,(23).

第4篇：電路設(shè)計行業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞：計算機 高速數(shù)字 電路設(shè)計技術(shù)

中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）12-0000-00

1引言

高速數(shù)字電路的含義是通過電路，高速變化信號出現(xiàn)電熔以及電感等性狀，計算機高速數(shù)字電路涉及兩方面的技術(shù)，分別是計算機技術(shù)以及電子技術(shù)，優(yōu)化了電路的所有參數(shù)，保證高速數(shù)字電路系統(tǒng)可以正常的運行。在進行高速數(shù)字電路設(shè)計時，最為關(guān)鍵的是合理搭配各個元件，這樣才有利于電路信號以及相關(guān)元器件的穩(wěn)定運行。

2影響計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的問題

2.1 來自于信號線之間距離

高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的出現(xiàn)，對于計算機電子技術(shù)來講，是一個很大的進步。不過目前這種技術(shù)還不成熟，還有很多弊端。舉個例子，信號線之間的距離也對其帶來一定的影響，通常來說，印刷版電路的密度越大，信號線之間的距離就會變小，同時，還會增加電磁耦合度，如果沒有充分注意到這個問題，就會導(dǎo)致信號之間相互干擾，而且這種現(xiàn)象會越發(fā)的嚴重。

2.2 阻抗不能匹配

對于信號傳輸線來說，最主要的就是阻抗，但是目前在進行高速數(shù)字電路設(shè)計時，阻抗不能匹配的情況時有發(fā)生，這會引起反射噪聲的出現(xiàn)，從而影響到信號的完整性。

2.3 來自于電源平面之間電感以及電阻方面的因素

具體來講，計算機高速數(shù)字化電路設(shè)計技術(shù)就是結(jié)合具體條件，通過電子技術(shù)完成設(shè)計，在很大的范圍內(nèi)得到了推廣。目前，在進行計算機高速數(shù)字電路設(shè)計時，因為電源平面之間是有電感以及電阻存在的，如果同時進行所有的電路輸出，就會在電路上形成巨大的瞬間電流，影響到電源線電壓以及極端級的電路地線，嚴重時還會造成波動。

3深入探討計算機高速數(shù)字電路技術(shù)

3.1 通過科學(xué)的設(shè)計保證完整的計算機高速數(shù)字電路信號

我們經(jīng)過上面的分析已經(jīng)知道，目前，在進行計算機高速數(shù)字電路設(shè)計時，因為存在阻抗之間的不匹配，會造成電路信號的不完整，所以，要科學(xué)的設(shè)計計算機高速數(shù)字電路技術(shù)，最大程度保證完整傳輸電路信號。有關(guān)這個問題可以從兩個方面進行研究，首先，研究不同種類電路之間電路信號傳輸?shù)母蓴_現(xiàn)象，換句話來說，就是上面所說的干擾以及反射的現(xiàn)象。其次，我們還要研究不同種類信號在進行傳輸時，給電路信號網(wǎng)帶來的影響。計算機高速數(shù)字電路處于正常運行狀態(tài)時，因為阻抗不能匹配，傳輸?shù)碾娐沸盘柌⒉皇呛芡暾送?，計算機高速數(shù)字電路在運行當(dāng)中，是無法控制好阻抗的，阻抗有時過大，有時過小，這會影響到電路信號的波形，最終造成計算機高速電路不能傳輸完整的信號。為了解決這個問題，我們必須要進一步研究計算機高速數(shù)字電路技術(shù)，按照一般的規(guī)律，高速數(shù)字電路設(shè)計是無法讓臨街阻抗符合電路的，這就要改進計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)，確保系統(tǒng)是過阻抗的情況，這種方式可以解決由于阻抗的不匹配，造成計算機高速數(shù)字電路不能傳輸完整信號的問題，最大程度減少由于阻抗過大或者過小所帶來的負面作用。

3.2 科學(xué)設(shè)計高速數(shù)字電路電源

計算機高速數(shù)字電路技術(shù)是離不開電源的，可以說，電源是包含在計算機高速數(shù)字電路技術(shù)之內(nèi)的，我們通過上面的分析已經(jīng)了解到，在進行計算機高速數(shù)字電路設(shè)計時，因為電源平面之間電感以及電阻帶來的影響，電源在運行時，會產(chǎn)生過電壓的現(xiàn)象，簡單來說，就是干擾到電源的波形，無法保證計算機高速數(shù)字電路安全穩(wěn)定的運行。按照理論來講，在進行高速數(shù)字電路設(shè)計時，如果電源系統(tǒng)是沒有阻抗的，電路設(shè)計就會進行的非常順利，在這種情況下，信號回路就不容易消耗到阻抗，系統(tǒng)當(dāng)中，每個點都會保持一種長期穩(wěn)定的態(tài)勢。但是這只不過是一種假設(shè)的理想狀態(tài)，在現(xiàn)實當(dāng)中，是不可能存在的，為了保證計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)的正常運行，就不能忽略電源的電感以及電阻帶來的影響，為了將這種影響控制在最低的程序，需要我們采取科學(xué)的手段。我們考察目前計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)所用的電源材料可知，對于電路系統(tǒng)來說，大部分都是利用銅質(zhì)材料的，但是根據(jù)電源系統(tǒng)的具體情況，銅質(zhì)材料是不符合計算機高速數(shù)字電路電源的材質(zhì)要求的，這會影響到計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)的正常運行。面對這種情況，我們要從多角度對各個影響因素進行探究，比如可以在電路中應(yīng)用樓電容，這種方式有利于減少電源面的電感以及電阻所帶來的影響，最終保證計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)可以長久穩(wěn)定的運行。

4結(jié)語

總的來說，隨著中國社會經(jīng)濟發(fā)展越來越快，推動了電子技術(shù)的不斷進步，也催生了很多新的技術(shù)，就如文章所闡述的計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)，其就建立在電子技術(shù)的基礎(chǔ)之上，通過科學(xué)設(shè)計而實現(xiàn)的，并且應(yīng)用于各個行業(yè)，取得了顯著的效果。文章深入分析了計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)，在結(jié)合筆者自身的實踐經(jīng)驗，此外，還有對于計算機高速數(shù)字電路技術(shù)的初步認識，詳細的闡述了計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的相關(guān)影響因素，并且提出了具有針對性的完善手段，主旨在于通過上述的分析，可以將計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)的應(yīng)有作用發(fā)揮出來，繁榮電子產(chǎn)品市場，并且成為同行的一種借鑒。

參考文獻

[1] 蔡葉芳，田澤，邵剛 等.一種高速數(shù)模混合倒裝芯片協(xié)同仿真技術(shù)研究[J].計算機技術(shù)與發(fā)展，2015（06）.

第5篇：電路設(shè)計行業(yè)分析范文

集成電路設(shè)計公司在招聘版圖設(shè)計員工時，除了對員工的個人素質(zhì)和英語的應(yīng)用能力等要求之外，大部分是考查專業(yè)應(yīng)用的能力。一般都會對新員工做以下要求：熟悉半導(dǎo)體器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成電路制造工藝；熟悉集成電路（數(shù)字、模擬）設(shè)計，了解電路原理，設(shè)計關(guān)鍵點；熟悉Foundry廠提供的工藝參數(shù)、設(shè)計規(guī)則；掌握主流版圖設(shè)計和版圖驗證相關(guān)EDA工具；完成手工版圖設(shè)計和工藝驗證[1，2]。另外，公司希望合格的版圖設(shè)計人員除了懂得IC設(shè)計、版圖設(shè)計方面的專業(yè)知識，還要熟悉Foundry廠的工作流程、制程原理等相關(guān)知識[3]。正因為其需要掌握的知識面廣，而國內(nèi)學(xué)校開設(shè)這方面專業(yè)比較晚，IC版圖設(shè)計工程師的人才缺口更為巨大，所以擁有一定工作經(jīng)驗的設(shè)計工程師，就成為各設(shè)計公司和獵頭公司爭相角逐的人才[4，5]。

二、針對企業(yè)要求的版圖設(shè)計教學(xué)規(guī)劃

1.數(shù)字版圖設(shè)計。數(shù)字集成電路版圖設(shè)計是由自動布局布線工具結(jié)合版圖驗證工具實現(xiàn)的。自動布局布線工具加載準備好的由verilog程序經(jīng)過DC綜合后的網(wǎng)表文件與Foundry提供的數(shù)字邏輯標準單元版圖庫文件和I/O的庫文件，它包括物理庫、時序庫、時序約束文件。在數(shù)字版圖設(shè)計時，一是熟練使用自動布局布線工具如Encounter、Astro等，鑒于很少有學(xué)校開設(shè)這門課程，可以推薦學(xué)生自學(xué)或是參加專業(yè)培訓(xùn)。二是數(shù)字邏輯標準單元版圖庫的設(shè)計，可以由Foundry廠提供，也可由公司自定制標準單元版圖庫，因此對于初學(xué)者而言設(shè)計好標準單元版圖使其符合行業(yè)規(guī)范至關(guān)重要。2.模擬版圖設(shè)計。在模擬集成電路設(shè)計中，無論是CMOS還是雙極型電路，主要目標并不是芯片的尺寸，而是優(yōu)化電路的性能，匹配精度、速度和各種功能方面的問題。作為版圖設(shè)計者，更關(guān)心的是電路的性能，了解電壓和電流以及它們之間的相互關(guān)系，應(yīng)當(dāng)知道為什么差分對需要匹配，應(yīng)當(dāng)知道有關(guān)信號流、降低寄生參數(shù)、電流密度、器件方位、布線等需要考慮的問題。模擬版圖是在注重電路性能的基礎(chǔ)上去優(yōu)化尺寸的，面積在某種程度上說仍然是一個問題，但不再是壓倒一切的問題。在模擬電路版圖設(shè)計中，性能比尺寸更重要。另外，模擬集成電路版圖設(shè)計師作為前端電路設(shè)計師的助手，經(jīng)常需要與前端工程師交流，看是否需要版圖匹配、布線是否合理、導(dǎo)線是否有大電流流過等，這就要求版圖設(shè)計師不僅懂工藝而且能看懂模擬電路。3.逆向版圖設(shè)計。集成電路逆向設(shè)計其實就是芯片反向設(shè)計。它是通過對芯片內(nèi)部電路的提取與分析、整理，實現(xiàn)對芯片技術(shù)原理、設(shè)計思路、工藝制造、結(jié)構(gòu)機制等方面的深入洞悉。因此，對工藝了解的要求更高。反向設(shè)計流程包括電路提取、電路整理、分析仿真驗證、電路調(diào)整、版圖提取整理、版圖繪制驗證及后仿真等。設(shè)計公司對反向版圖設(shè)計的要求較高，版圖設(shè)計工作還涵蓋了電路提取與整理，這就要求版圖設(shè)計師不僅要深入了解工藝流程；而且還要熟悉模擬電路和數(shù)字標準單元電路工作原理。

三、教學(xué)實現(xiàn)

第6篇：電路設(shè)計行業(yè)分析范文

2001年我國新增“集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)，2003年至2009年，我國在清華大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等高校分三批設(shè)立了20個大學(xué)集成電路人才培養(yǎng)基地，加上原有的“微電子科學(xué)與工程”專業(yè)，目前，國內(nèi)已有近百所高校開設(shè)了微電子相關(guān)專業(yè)和實訓(xùn)基地，由此可見，國家對集成電路行業(yè)人才培養(yǎng)的高度重視。在新形勢下，集成電路相關(guān)專業(yè)的“重理論輕實踐”、“重教授輕自學(xué)輕互動”的傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式已不再適用。因此，探索新的人才培養(yǎng)方式，改革集成電路設(shè)計類課程體系顯得尤為重要。傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的“重理論、輕實踐”方面，可從課程教學(xué)學(xué)時安排上略見一斑。例如：某高?！澳M集成電路設(shè)計”課程，總學(xué)時為80，其中理論為64學(xué)時，實驗為16學(xué)時，理論與實驗學(xué)時比高達4∶1。由于受學(xué)時限制，實驗內(nèi)容很難全面覆蓋模擬集成電路的典型結(jié)構(gòu)，且實驗所涉及的電路結(jié)構(gòu)、器件尺寸和參數(shù)只能由授課教師直接給出，學(xué)生在有限的實驗學(xué)時內(nèi)僅完成電路的仿真驗證工作。由于缺失了根據(jù)所學(xué)理論動手設(shè)計電路結(jié)構(gòu)，計算器件尺寸，以及通過仿真迭代優(yōu)化設(shè)計等環(huán)節(jié)，使得眾多應(yīng)屆畢業(yè)生走出校園后普遍不具備直接參與集成電路設(shè)計的能力。“重教授、輕自學(xué)、輕互動”的傳統(tǒng)教學(xué)方式也備受詬病。課堂上，授課教師過多地關(guān)注知識的傳授，忽略了發(fā)揮學(xué)生主動學(xué)習(xí)的主觀能動性，導(dǎo)致教師教得很累，學(xué)生學(xué)得無趣。

2集成電路設(shè)計類課程體系改革探索和教學(xué)模式的改進

2014年“數(shù)字集成電路設(shè)計”課程被列入我校卓越課程的建設(shè)項目，以此為契機，卓越課程建設(shè)小組對集成電路設(shè)計類課程進行了探索性的“多維一體”的教學(xué)改革，運用多元化的教學(xué)組織形式，通過合作學(xué)習(xí)、小組討論、項目學(xué)習(xí)、課外實訓(xùn)等方式，營造開放、協(xié)作、自主的學(xué)習(xí)氛圍和批判性的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2．1新型集成電路設(shè)計課程體系探索

由于統(tǒng)一的人才培養(yǎng)方案，造成了學(xué)生“學(xué)而不精”局面，培養(yǎng)出來的學(xué)生很難快速適應(yīng)企業(yè)的需求，往往企業(yè)還需追加6～12個月的實訓(xùn)，學(xué)生才能逐漸掌握專業(yè)技能，適應(yīng)工作崗位。因此，本卓越課程建設(shè)小組試圖根據(jù)差異化的人才培養(yǎng)目標，探索新型集成電路設(shè)計類課程體系，重新規(guī)劃課程體系，突出課程的差異化設(shè)置。集成電路設(shè)計類課程的差異化，即根據(jù)不同的人才培養(yǎng)目標，開設(shè)不同的專業(yè)課程。比如，一些班級側(cè)重培養(yǎng)集成電路前端設(shè)計的高端人才，其開設(shè)的集成電路設(shè)計類課程包括數(shù)字集成電路設(shè)計、集成電路系統(tǒng)與芯片設(shè)計、模擬集成電路設(shè)計、射頻電路基礎(chǔ)、硬件描述語言與FPGA設(shè)計、集成電路EDA技術(shù)、集成電路工藝原理等；另外的幾個班級，則側(cè)重于集成電路后端設(shè)計的高端人才培養(yǎng)，其開設(shè)的集成電路設(shè)計類課程包括數(shù)字集成電路設(shè)計、CMOS模擬集成電路設(shè)計、版圖設(shè)計技術(shù)、集成電路工藝原理、集成電路CAD、集成電路封裝與集成電路測試等。在多元化的培養(yǎng)模式中，加入實訓(xùn)環(huán)節(jié)，為期一年，設(shè)置在第七、八學(xué)期。學(xué)生可自由選擇，或留在學(xué)校參與教師團隊的項目進行實訓(xùn)，或進入企業(yè)實習(xí)，以此來提高學(xué)生的專業(yè)技能與綜合素質(zhì)。

2．2理論課課堂教學(xué)方式的改進

傳統(tǒng)的課堂理論教學(xué)方式主要“以教為主”，缺少了“以學(xué)為主”的互動環(huán)節(jié)和自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。通過增加以學(xué)生為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)效果。改進措施如下：

（1）適當(dāng)降低精講學(xué)時。精講學(xué)時從以往的占課程總學(xué)時的75％～80％，降低為30％～40％，課程的重點和難點由主講教師精講，精講環(huán)節(jié)重在使學(xué)生掌握扎實的理論基礎(chǔ)。

（2）增加課堂互動和自學(xué)學(xué)時。其學(xué)時由原來的占理論學(xué)時不到5％增至40％～50％。

（3）采用多樣化課堂教學(xué)手段，包括團隊合作學(xué)習(xí)、課堂小組討論和自主學(xué)習(xí)等，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。比如，教師結(jié)合當(dāng)前本專業(yè)國內(nèi)外發(fā)展趨勢、研究熱點和實踐應(yīng)用等，將課程內(nèi)容凝練成幾個專題供學(xué)生進行小組討論，每小組人數(shù)控制在3～4人，課堂討論時間安排不低于課程總學(xué)時的30％［3］。專題內(nèi)容由學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)的方式完成，小組成員在查閱大量的文獻資料后，撰寫報告，在課堂上與師生進行交流。課堂理論教學(xué)方式的改進，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，使學(xué)生從被動接受變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，既活躍了課堂氣氛，也營造了自主、平等、開放的學(xué)習(xí)氛圍。

2．3課程實驗環(huán)節(jié)的改進

為使學(xué)生盡快掌握集成電路設(shè)計經(jīng)驗，提高動手實踐能力，探索一種內(nèi)容合適、難度適中的集成電路設(shè)計實驗教學(xué)方法勢在必行。本課程建設(shè)小組將從以下幾個方面對課程實驗環(huán)節(jié)進行改進：

（1）適當(dāng)提高教學(xué)實驗課時占課程總學(xué)時的比例，使理論和實驗學(xué)時的比例不高于2∶1。

（2）增加課外實驗任務(wù)。除實驗學(xué)時內(nèi)必須完成的實驗外，教師可增設(shè)多個備選實驗供學(xué)生選擇。學(xué)生可在開放實驗室完成相關(guān)實驗內(nèi)容，為學(xué)生提供更多的自主思考和探索空間。

（3）提升集成電路設(shè)計實驗室的軟、硬件環(huán)境。本專業(yè)通過申請實驗室改造經(jīng)費，已完成多個相關(guān)實驗室的軟、硬件升級換代。目前，實驗室配套完善的EDA輔助電路設(shè)計軟件，該系列軟件均為業(yè)界認可且使用率較高的軟件。

（4）統(tǒng)籌安排集成電路設(shè)計類課程群的教學(xué)實驗環(huán)節(jié)，力爭使課程群的實驗內(nèi)容覆蓋設(shè)計全流程。由于集成電路設(shè)計類課程多、覆蓋面大，且由不同教師進行授課，因此課程實驗分散，難以統(tǒng)一。本課程建設(shè)小組為了提高學(xué)生的動手能力和就業(yè)競爭力，全面規(guī)劃、統(tǒng)籌安排課程群內(nèi)的所有實驗，使學(xué)生對集成電路設(shè)計的全流程都有所了解。

3工程案例教學(xué)法的應(yīng)用

為提升學(xué)生的工程實踐經(jīng)驗，我們將工程案例教學(xué)法貫穿于整個課程群的理論、實驗和作業(yè)環(huán)節(jié)。下面以模擬集成電路中的典型模塊多級放大器的設(shè)計為例，對該教學(xué)方法在課程中的應(yīng)用進行詳細介紹。

3．1精講環(huán)節(jié)

運算放大器是模擬系統(tǒng)和混合信號系統(tǒng)中一個完整而又重要的部分，從直流偏置的產(chǎn)生到高速放大或濾波，都離不開不同復(fù)雜程度的運算放大器。因此，掌握運算放大器知識是學(xué)生畢業(yè)后從事模擬集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)。雖然多級運算放大器的電路規(guī)模不是很大，但是在設(shè)計過程中，需根據(jù)性能指標，謹慎挑選運放結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計器件尺寸。運算放大器的性能指標指導(dǎo)著設(shè)計的各個環(huán)節(jié)和幾個比較重要的設(shè)計參數(shù)，如開環(huán)增益、小信號帶寬、最大功率、輸出電壓（流）擺幅、相位裕度、共模抑制比、電源抑制比、轉(zhuǎn)換速率等。由于運算放大器的設(shè)計指標多，設(shè)計過程相對復(fù)雜，因此其工作原理、電路結(jié)構(gòu)和器件尺寸的計算方法等，這部分內(nèi)容需要由主講教師精講，其教學(xué)內(nèi)容可以放在“模擬集成電路設(shè)計”課程的理論學(xué)時里。

3．2作業(yè)環(huán)節(jié)

課后作業(yè)不僅僅是課堂教學(xué)的鞏固，還應(yīng)是課程實驗的準備環(huán)節(jié)。為了彌補缺失的學(xué)生自主設(shè)計環(huán)節(jié)，我們將電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計和器件尺寸、相關(guān)參數(shù)的手工計算過程放在作業(yè)環(huán)節(jié)中完成。這樣做既不占用寶貴的實驗學(xué)時，又提高了學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。比如兩級運算放大器的設(shè)計和仿真實驗，運放的設(shè)計指標為：直流增益＞80dB；單位增益帶寬＞50MHz；負載電容為2pF；相位裕度＞60°；共模電平為0．9V（VDD＝1．8V）；差分輸出擺幅＞±0．9V；差分壓擺率＞100V／μs。在上機實驗之前，主講教師先將該運放的設(shè)計指標布置在作業(yè)中，學(xué)生根據(jù)教師指定的設(shè)計參數(shù)完成兩級運放結(jié)構(gòu)選型及器件尺寸、參數(shù)的手工計算工作，仿真驗證和電路優(yōu)化工作在實驗學(xué)時或課外實訓(xùn)環(huán)節(jié)中完成。

3．3實驗環(huán)節(jié)

在課程實驗中，學(xué)生使用EDA軟件平臺將作業(yè)中設(shè)計好的電路輸入并搭建相關(guān)仿真環(huán)境，進行仿真驗證工作。學(xué)生根據(jù)仿真結(jié)果不斷優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)和器件尺寸，直至所設(shè)計的運算放大器滿足所有預(yù)設(shè)指標。其教學(xué)內(nèi)容可放在“模擬集成電路設(shè)計”或“集成電路EDA技術(shù)”課程里［4］。

3．4版圖設(shè)計環(huán)節(jié)

版圖是電路系統(tǒng)和集成電路工藝之間的橋梁，是集成電路設(shè)計不可或缺的重要環(huán)節(jié)。通過集成電路的版圖設(shè)計，可將立體的電路系統(tǒng)變?yōu)橐粋€二維的平面圖形，再經(jīng)過工藝加工還原為基于硅材料的立體結(jié)構(gòu)。兩級運算放大器屬于模擬集成電路，其版圖設(shè)計不僅要滿足工藝廠商提供的設(shè)計規(guī)則，還應(yīng)考慮到模擬集成電路版圖設(shè)計的準則，如匹配性、抗干擾性以及冗余設(shè)計等。其教學(xué)內(nèi)容可放在課程群中“版圖設(shè)計技術(shù)”的實驗環(huán)節(jié)完成。通過理論環(huán)節(jié)、作業(yè)環(huán)節(jié)以及實驗的迭代仿真和版圖設(shè)計環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握模擬集成電路的前端設(shè)計到后端設(shè)計流程，以及相關(guān)EDA軟件的使用，具備了直接參與模擬集成電路設(shè)計的能力。

4結(jié)語

第7篇：電路設(shè)計行業(yè)分析范文

【關(guān)鍵詞】軟件仿真 電子設(shè)計 虛擬儀器 測試分析 電子測量

隨著時代的進步，信息技術(shù)的高速發(fā)展，單純的原理性解讀已不能滿足廣大電子產(chǎn)品設(shè)計者對信息攝取的要求。對于電路各部分原理的分析，人們希望能簡化操作，直觀展現(xiàn)現(xiàn)象和結(jié)果。Multisim軟件正是一款電子線路仿真軟件，能有效地實現(xiàn)原理圖捕獲、交互式仿真、電路板設(shè)計和集成測試等功能的電路仿真與分析軟件。它將虛擬儀器技術(shù)靈活地應(yīng)用于電子設(shè)計平臺，彌補測試與設(shè)計之間的缺口。

1 Multisim仿真軟件簡述

目前，電子產(chǎn)品的純手工設(shè)計已基本上不復(fù)存在，現(xiàn)代化的電子產(chǎn)品設(shè)計過程，從產(chǎn)品功能的確立，到電路原理、PCB版圖、程序設(shè)計、FPGA的構(gòu)建及仿真、外觀界面、元器件清單等設(shè)計生產(chǎn)所需資料全部都可以在計算機上完成。電路設(shè)計的計算機應(yīng)用程度非常之高。multisim仿真軟件在電子線路的設(shè)計與分析過程中，起到了很至關(guān)重要的作用。它是美國NI公司推出的一款電子線路仿真軟件，是一款專門用于電子線路仿真與設(shè)計的電子設(shè)計自動化工具。它將專業(yè)理論知識用計算機仿真展現(xiàn)出來，很好地解決理論設(shè)計與實際測試脫節(jié)的問題。Multisim仿真軟件在電子設(shè)計中的廣泛應(yīng)用，將打破傳統(tǒng)電路設(shè)計模式難以入門的僵局，能極大地提高電子產(chǎn)品設(shè)計愛好者對電路設(shè)計與測試的積極性。

2 Multisim仿真軟件的應(yīng)用性探索

本文以Multisim9版本為例，對電路設(shè)計仿真軟件在電子線路設(shè)計與分析過程中起到的積極作用進行探索。Multisim9為設(shè)計者提供了大量的元件庫及儀器儀表，可進行元器件的編輯、選取、放置和電路圖編輯繪制等操作?？蓪崿F(xiàn)電路工作狀態(tài)測試和電路特性分析。最后，還可以實現(xiàn)電路圖報表的輸出、打印等功能。所以說，又可將其稱為虛擬電子實驗平臺。

對于剛?cè)腴T電子技術(shù)行業(yè)的初學(xué)者來講，電路的原理及各元器件的性能分析，無疑是晦澀難懂的。如果用傳統(tǒng)的講解或領(lǐng)悟方式，會使初學(xué)者對于電路的設(shè)計摸不到頭腦、找不著方向、甚至喪失信心。然而，引入Multisim9仿真軟件以后，電路中各工作點的特性將可透過儀表顯示的數(shù)據(jù)和波形，會變得清晰明了。

我們以電子技術(shù)初學(xué)者必須掌握的電路--單管放大電路為例，分析電路仿真軟件在虛擬電子線路設(shè)計與測試過程中起到的積極作用。圖1給出利用Multisim9來仿真單管放大電路的分壓式偏置電路，引入虛擬儀器進行測試，進而深入分析整個電路的工作狀態(tài)。如圖1所示。

首先我們來分析三極管處于放大工作狀態(tài)的條件：集電結(jié)反向偏置、發(fā)射結(jié)正向偏置。圖一中XMM1，XMM2兩塊虛擬萬用表所測電壓確實滿足此條件。那么，輸出電壓應(yīng)該與輸入電壓成電壓幅值放大、相位反向的狀態(tài)。我們在信號的輸入端和輸出端引出兩個測試點分別接到示波器的A、B端。得出圖二示波器顯示的波形。圖2可以非常直觀地讀出輸入、輸出信號之間的關(guān)系。整個電路的分析過程，理論與實踐相結(jié)合，簡單易懂。理論知識不再晦澀難懂，電路分析不再深不可測，都能透過虛擬儀器儀表上顯示的數(shù)據(jù)，得出實際結(jié)果。

而且，就電子技術(shù)初學(xué)者來講，三極管的幾種常見失真也是非常不容易理解，也很容易混淆，主要還是因為電路的原理沒有分析清楚。基本原理沒有分析清楚，如何拿來應(yīng)用于難度較大的電路？所以說，基本電路的原理分析，對于每一個電子產(chǎn)品設(shè)計者來講，都必須牢牢掌握。在Multisim9仿真軟件界面下，各種失真的現(xiàn)象及此刻電路各元件的工作狀態(tài)能利用虛擬儀表直接地顯示出來，這樣，電路分析不再是紙上談兵，理論計算。在圖1單管放大電路的基礎(chǔ)上，以快捷鍵shift+a來減小電阻R6的阻值，使其降低至20kΩ。可得出三極管處于飽和工作狀態(tài)的失真，如圖3所示。理論上此種失真是由于三極管處于發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏造成的。而從XMM1和XMM2兩個萬用表上也證實了，確實如此。當(dāng)三極管處于飽和狀態(tài)時，射極電流和集電極電流都比較大，導(dǎo)致三極管C、E兩端分壓很小，從萬用表XMM3的讀數(shù)中可以明確這一論斷。三極管飽和狀態(tài)的工作原理即刻分析清楚。

同理，改變滑動變阻器R6的值，使得三極管發(fā)射結(jié)無法達到正向偏置電壓，可得出三極管截止失真狀態(tài)的電路分析。詳見圖4。

3 Multisim仿真軟件“實物化”展示

不僅僅是在晦澀難懂的模擬電路設(shè)計過程中，Multisim9仿真軟件能分析原理、簡化過程、得出結(jié)論。在其他電路中也是一樣，實際應(yīng)用相當(dāng)廣泛。這里僅以同步二進制計數(shù)器的邏輯分析和十進制計數(shù)器的安捷倫數(shù)字示波器顯示來說明其具體應(yīng)用。如圖4、圖5所示。

在圖5中，從邏輯分析儀顯示的波形可以明確看出，4520BD芯片確實在對CP1接入的信號進行二進制加法計數(shù)，并以指示燈的亮滅來形象化時鐘頻率。

不僅如此，Multisim9仿真軟件還提供了更為貼近實物的器件--3D器件，使得電路圖更貼近實際電路，管腳位置一致[4]。采用的測試儀器界面更是跟實物幾乎完全一樣，使得設(shè)計者能感受到如同實物般的真實感。這里選用安捷倫示波器來加以說明，可以更加直觀地以虛擬儀器來替代實物儀器儀表。如圖6所示。

4 關(guān)于multisim仿真的幾點思考

通過對multisim仿真軟件在電路設(shè)計和分析過程中的具體操作，我們不難發(fā)現(xiàn)，multisim仿真在電子技術(shù)理論研究與實踐探索過程中能發(fā)揮其強大優(yōu)勢。

4.1 檢查驗證電路原理

在實踐工程中，隨時測量出重點部位的電壓電流值，有效地避免因為實物連接而造成的短路斷路現(xiàn)象。能準確地判斷電路中各器件的工作特性，對于不符合要求的參數(shù)，可迅速地進行更改。

4.2 加強對電路功能的理解

對于電子技術(shù)應(yīng)用方面的初學(xué)者來講，理論知識的學(xué)習(xí)往往晦澀難懂，單純用理論化的知識加以理解，會感到“力不從心”。這是我們都不愿意看到的。利用仿真軟件，有效地將理論知識拉到現(xiàn)象中，簡單直接，難點更易化解。

4.3 虛擬儀器的使用大幅提升對實際儀器的熟練度

以示波器為例，在使用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)波形幅值過大，超過顯示屏幕的情況，這時，常常會有設(shè)計者不加思索地放大或縮小一下每格表示的電壓大小，來找到一個適合的波形。然而，虛擬儀器在這方面更直觀，波形過大，說明每一格表示的幅值過小，所以應(yīng)該放大每格表示的大小來使整個波形縮小。這種方式，能糾正很多人在使用儀器時不嚴謹?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)。

4.4 Mlutisim仿真軟件能有效地提高電子技術(shù)愛好者的興趣

儀表顯示簡單直觀，理論知識實踐化。能及時糾正錯誤，修正電路，能對似懂非懂的電路進行深入分析，明確電路的結(jié)構(gòu)，能更快更好地理解原理，才會對電路設(shè)計有更大的興趣。

總而言之，multisim仿真軟件在電子技術(shù)應(yīng)用過程中，起到了不可小覷的作用，現(xiàn)代化的電子設(shè)計，更是全計算機化的設(shè)計方式，這種自帶元件庫和虛擬儀器的仿真軟件，對于完全虛擬化的電路設(shè)計，起到了有效的補充和積極的測試驗證等作用。所以，須將此應(yīng)用大力推廣，使更多的電子技術(shù)愛好者熟知并使用這類仿真軟件，提高設(shè)計電路效率、提升個人專業(yè)素質(zhì)。

參考文獻

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[5]吳泳.陶永進.仿真軟件Multisim在電子學(xué)中的應(yīng)用探討[J].湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，13（1）.

作者簡介

桂丹（1982-），女，湖北省武漢市人。碩士研究生學(xué)歷?，F(xiàn)為武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院講師。研究方向為PCB制圖與仿真、電子產(chǎn)品CAD與制造、FPGA設(shè)計與電路仿真。

作者單位

第8篇：電路設(shè)計行業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路設(shè)計 常見問題 注意事項

中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-02

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新的電子產(chǎn)品和器件層出不窮，21世紀顯然已經(jīng)成為了信息化和數(shù)字化的時代。數(shù)字地球、數(shù)字商場、數(shù)字化生存、數(shù)字服務(wù)等概念早就成為人們生活中屢見不鮮的名詞，當(dāng)前人們?nèi)粘＝煌械暮芏喾矫娑寂c數(shù)字聯(lián)系得越來越緊密，比如每一個人的QQ號、身份證號、手機號、IP地址等等都在廣泛的數(shù)字化。數(shù)字已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的1、2、3、5…，它們已經(jīng)成為了區(qū)分標示和進行社會管理的重要載體?，F(xiàn)在和今后，我們的生活都在進一步進行數(shù)字符號化，我們需要的資料和存儲的信息都會用這些簡單的數(shù)字傳遞復(fù)雜的內(nèi)容，這一系列看似簡單的數(shù)字承載了我們學(xué)習(xí)、工作和生活中的很多方面。這些任務(wù)的承擔(dān)都必須以數(shù)字電路為根本進行數(shù)據(jù)信息的采集、分析、區(qū)分和處理，從而轉(zhuǎn)化成影響著我們現(xiàn)實社會的數(shù)字電路信息符號?，F(xiàn)在，數(shù)字電路已經(jīng)十分廣泛的深入到社會中的各個領(lǐng)域。近年來，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進引發(fā)了很多行業(yè)深刻的變革和翻天覆地的變化，數(shù)字信息行業(yè)在很多方面都處在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前端，其中顯而易見的是數(shù)字電子科學(xué)技術(shù)，在科學(xué)大發(fā)展大繁榮的浪潮中，數(shù)字電子科學(xué)技術(shù)得到狂飆式的發(fā)展，當(dāng)前毫無疑問已經(jīng)成為了發(fā)展最快和影響力最大的學(xué)科之一。數(shù)字邏輯器件從20世紀60年代以小規(guī)模集成電路為主發(fā)展到當(dāng)前的中、大規(guī)模集成電路，甚至是超大規(guī)模的集成電路。數(shù)字邏輯器件的不斷發(fā)展和應(yīng)用更新，勢必會推動著整個數(shù)字電路的繼續(xù)前進。

1 數(shù)字電路的噪訊干擾處理

在數(shù)字電路中我們會經(jīng)常采用布爾代數(shù)的數(shù)學(xué)方法，用來描述事件之間相互的邏輯關(guān)系。和一般普通代數(shù)層面中的變量不一樣，邏輯變量則是用來描述邏輯關(guān)系中的二值變量，即用1和0這兩個值來表示對立的邏輯狀態(tài)。數(shù)字電路依照0和1的穩(wěn)定情況來作為運算基礎(chǔ)，所以這其中就會存在噪訊界限。相對于模擬電路而言，數(shù)字電路有著非常強大的噪訊。數(shù)字電路中，數(shù)字信號因為與電流變化中磁數(shù)變化的誘導(dǎo)電壓的影響，電流變化就會在某個地方形成了噪訊的產(chǎn)生地，這又與電路長度、回路的面積息息相關(guān)。數(shù)字信號轉(zhuǎn)變時會帶來過渡性的電路，進而帶動導(dǎo)體產(chǎn)生噪訊電壓，再加上噪訊電流的流動會容易造成數(shù)字電路的誤動作。電路的阻抗越高受到外部噪訊干擾就越容易，對抗噪訊的干擾除了控制噪訊電壓以外，還應(yīng)該加大結(jié)合阻抗，同時減少輸入阻抗。數(shù)字IC中如果空端子表現(xiàn)出open的狀態(tài)就會使阻抗變高，這進而又會導(dǎo)致數(shù)字電路極容易受到噪訊的誤動作干擾。所以，數(shù)字IC的空端子需要連接電阻與電源。多層板信號線的阻抗，因為導(dǎo)線系設(shè)在背景的表面上，所以也可以減低阻抗的效果。

2 數(shù)字技術(shù)與模擬技術(shù)的融合

因為LSI和IC本身的高速化，為了能夠使機器能夠同時達到正常運行的目標，所以這就難免會使得技術(shù)的競爭越來越激烈。盡管系統(tǒng)構(gòu)成的電路不一定有clock的設(shè)計，但是毋庸置疑的是系統(tǒng)是否可靠必須要考量到選用電子組件、電路設(shè)計和成本、封裝技術(shù)、防止噪訊產(chǎn)生、防止噪訊外漏等綜合因素上。數(shù)字或模擬電路的極其小型化、多功能化、高速化會使得小功率信號與大功率信號、低輸出阻抗與高輸出阻抗、小電流與大電流等問題常常會在同一個密封密度的電路板中出現(xiàn)，設(shè)計人員置身于這樣的環(huán)境就將面對如此高難度和富有設(shè)計思維的挑戰(zhàn)。比如，十分穩(wěn)定的電路和吵雜的電路相依時，一旦沒有把噪訊侵入到十分穩(wěn)定的電路對策看做成設(shè)計的重點，那么事后盡管進行很多次設(shè)計也將難免會陷入無解的局面。又如，假設(shè)將小型的模擬信號增幅后，利用10bitA/D的數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，但是就因為分割輻寬是4.9 mV，但是要把該電壓的level正確的讀取出來就不會是一件容易的事情，很多事情就會使得超過10bit的A/D轉(zhuǎn)換器陷入了不能正常順利運行的困境。

3 數(shù)字集成電路的選擇

基本門電路是由簡單的分離元件構(gòu)成，雖然設(shè)計起來比較容易簡單，但是運行和反映的速度很多時候相對較慢，負載承受的能力也較差，電氣的性能也有待進一步提高。目前使用得最為廣泛則是數(shù)字集成電路。其優(yōu)點是：體積較分立元件設(shè)備小幾百倍；抗干擾能力強；故障率和功耗率都很低，輸出電阻低；輸出特性好；穩(wěn)定性強。數(shù)字集成電路中又以是CMOS和TTL系列電路這兩種為主。CMOS系列器件的工作電壓在3～18 V之間，TTL系列的工作電壓是5 V，所以CMOS電路的工作范圍相對較廣，其噪聲的容限也較大，所需要消耗的功率相對較低。盡管CMOS的電路輸入端進行了保護電路的設(shè)置，但是因為限流電阻的尺寸有限和保護二極管，這就會難免使得其承受的脈沖功率和靜電電壓受到限制。CMOS電路在運輸、組裝和調(diào)試中因為不可避免的會接觸到靜電和高壓的物件，所以要保護好輸入的靜電。此外，CMOS還會產(chǎn)生電路鎖定效應(yīng)，為了安全和方便的使用，人們一直在致力于從設(shè)計和制造上排除鎖定效應(yīng)的研究。因為，集成電路的要求都比較高，需要先進行芯片的設(shè)計和程序的編制，但是更多的時候在使用現(xiàn)成數(shù)字電路中進行了簡單的分析，這是非常不夠的。專用的集成電路是一種新型的邏輯器件，因為其具有靈活性和通用性的特點，所以成為了對數(shù)字系統(tǒng)進行設(shè)計和研制的首選器件?？偟膩碚f，數(shù)字電路在今后的發(fā)展中還有廣闊的空間，但是其基礎(chǔ)知識不會發(fā)生改變，如何進行進一步的改進，這就迫切需要新型的數(shù)字人才去發(fā)現(xiàn)并改進當(dāng)中不大完善的地方，完善和彌補電路中的每一個缺點和不足，使得當(dāng)中各個部分和環(huán)節(jié)都能發(fā)揮最大的作用。

4 數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計

數(shù)字電路設(shè)計是從原理方案出發(fā)，把整個系統(tǒng)按照一定的標準和要求劃分成若干個單元電路，將各個單元電路間的連接方式和時序關(guān)系確定下來，在這個前提下進行數(shù)字電路系統(tǒng)的實驗，最終完成總體電路。數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由時基電路、控制電路、子系統(tǒng)、輸出電路、輸入電路五部分構(gòu)成，當(dāng)中數(shù)字系統(tǒng)的核心是控制系統(tǒng)。數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計有分析系統(tǒng)要求、設(shè)計子系統(tǒng)、系統(tǒng)組裝和系統(tǒng)安裝調(diào)試等步驟組成。數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計也不是一次兩次就能完成，需要設(shè)計人員進行反復(fù)的調(diào)試和探究，通過自上而下的設(shè)計方法和自下而上的設(shè)計方法進行數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計，依托RTL傳輸語言等常用工具完成。數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計包含了很多問題，比如，電路的簡化可能會使得電路性能降低，但是電路性能指標提升難免會以犧牲電路簡化為條件。所以，數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計過程有很多因素需要考慮和兼顧。

5 數(shù)字電路的抗干擾措施

在利用TTL或CMOS這兩種邏輯門電路作為具體的對象進行設(shè)計時，還需要注意到下面幾個問題。

5.1 多余端的處理

數(shù)字集成邏輯門電路在正常的使用時是不允許多余端懸空的，不然就極有可能十分容易的把干擾信號引入到數(shù)字電路中。所以，在數(shù)字電路的設(shè)計中，針對多余端的處理，我們則是按照不改變數(shù)字電路的正常工作狀態(tài)以及確保其性能穩(wěn)定和可靠為基本原則。

5.2 去耦合濾波器

數(shù)字電路一般都是由多數(shù)片邏輯門電路組成，他們供電則來自于公共的直流電源。所以，這種電源并不是很理想的，很多時候是依靠整流穩(wěn)壓的電路進行供電，所以也會存在一定程度的內(nèi)阻抗。數(shù)字電路正在處于運行時，就會產(chǎn)生很大的尖峰電流或者是脈沖電流，這些電流流經(jīng)到電路的公共內(nèi)阻抗時，必然相互間會產(chǎn)生一定的影響，情況嚴重時會使得數(shù)字電路的邏輯功能發(fā)生混亂，甚至是陷入崩潰狀態(tài)。所以數(shù)字電路在設(shè)計中針對這一情況的處理辦法一般都會使用耦合濾波器去應(yīng)對，常常會使用10～100 μF范圍之內(nèi)的大電容器和直流電源再聯(lián)合去濾除多余的頻率成分。值得注意的是，還需要將每一集成芯片的電源與地之間接一個0.1 μF的電容器，用來濾除掉開關(guān)帶來的噪聲干擾。

5.3 接地和安裝防范

科學(xué)的接地和安裝工藝是數(shù)字電路設(shè)計中比較有效的措施。在實際操作中，可以把信號地和電源地分開出來，將信號地集中到一點，再把這兩者用最短的導(dǎo)線相互連接起來，用來避免大電流流向其他器件的輸入端，進而導(dǎo)致系統(tǒng)的邏輯功能失效。如果電路設(shè)計中同時有數(shù)字和模擬這兩種器件，也需要將它們分開，再選擇一個符合條件的共同點接地，皆宜消除相互之間的影響。當(dāng)然也可以設(shè)計出數(shù)字和模擬兩塊電路板，分別給他們配上直流電源，再把兩者合適的連接起來。在電路板的設(shè)計和安裝中，也必須要注意盡量將連線縮短，這就能很大程度的減少接線電容帶來的寄生振蕩。

6 結(jié)語

數(shù)字處理技術(shù)和集成電路技術(shù)正在飛速的發(fā)展，數(shù)字電路也得到了越來越廣泛的運用，像當(dāng)前的數(shù)字電視、數(shù)字照相機等產(chǎn)品已經(jīng)走進了廣大人們生活當(dāng)中，數(shù)字化已經(jīng)成為了當(dāng)前科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的不可逆轉(zhuǎn)的潮流。數(shù)字電路設(shè)計組成了諸如數(shù)字測量系統(tǒng)、數(shù)字通訊系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)等等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，數(shù)字電路的設(shè)計帶來的成果和發(fā)揮的影響力將會越來越受到重視。

參考文獻

[1] 王華奎.電子電路設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

第9篇：電路設(shè)計行業(yè)分析范文

關(guān)鍵詞：車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)；新能源汽車；需求分析

中圖分類號：U463 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2017）010-0-01

一、前言

隨著新型能源汽車的誕生和普及，與汽車相關(guān)的科學(xué)技術(shù)也發(fā)生了不同程度的改變，變化最顯著的技術(shù)之一就是車載空調(diào)技術(shù)。傳統(tǒng)的燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)利用發(fā)動機來驅(qū)動空調(diào)壓縮機和風(fēng)機旋轉(zhuǎn)工作，以達到車室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)和空氣流通的效果。新型能源汽車發(fā)動機的驅(qū)動方式多種多樣，很多新型能源汽車不再有驅(qū)動車載空調(diào)運行的燃油發(fā)動機，因此有必要對車載空調(diào)技術(shù)進行研究，使用其它技術(shù)實現(xiàn)對新型能源汽車車載空調(diào)進行驅(qū)動控制。

二、車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

各國政府及其汽車廠商都投入了大量的人力財力用于新型能源汽車車載空調(diào)研發(fā)，同時得益于微機控制、微電子技術(shù)的發(fā)展，電機控制技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于新型能源汽車空調(diào)的設(shè)計。目前，美國生產(chǎn)的油電混合型汽車載空調(diào)系統(tǒng)全部由電機控制系統(tǒng)驅(qū)動。美國通用汽車公司和日本五十鈴汽車公司（后合并到三菱集團）一起聯(lián)合研究智能型車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)來控制的電動客車空調(diào)系統(tǒng)，將新型能源汽車車載空調(diào)技術(shù)推到一個新的高度。法國露絡(luò)路易斯公司將模糊控制理論應(yīng)用于車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了新型能源汽車空調(diào)變頻技術(shù)。歐美等汽車工業(yè)發(fā)達國家的汽車公司也相繼開發(fā)出各自的基于電機控制的車載電動空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)品。

我國的電機控制技術(shù)起步較晚，新型能源汽車的研究水平較發(fā)達國家相比仍然比較落后，所以車載電動空調(diào)電機控制技術(shù)一直發(fā)展緩慢。目前我國現(xiàn)有主要車載電動空調(diào)生產(chǎn)廠家有20多家，這些空調(diào)生產(chǎn)廠家絕大部分是引進國外技術(shù)生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備，沒有自主研發(fā)能力。另外我國各知名空調(diào)企業(yè)聯(lián)手各科研機構(gòu)以及部分高校投入了大量的人力物力財力致力于車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)研究，但是汽車復(fù)雜的工況環(huán)境對系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了更高的要求，給研發(fā)帶來了很大難度。國內(nèi)已經(jīng)有少數(shù)幾款車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)產(chǎn)品，但是難以適應(yīng)新型能源汽車震動頻繁和強電磁干擾復(fù)雜的工作環(huán)境，工作狀態(tài)不穩(wěn)定。

三、車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)解決方案

學(xué)習(xí)借鑒國內(nèi)外較成熟的應(yīng)用技術(shù)和先進經(jīng)驗，根據(jù)車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)要求，以車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)為設(shè)計對象，進一步分析討論用于車載電動空調(diào)電機控制的關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計用于車載電動空調(diào)的基于ST7FMC系列單片機的無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)，目前該控制系統(tǒng)還在研發(fā)試驗中，并已取得一定進展。具體解決方案如下：

1.分析研究無刷直流電機位置新檢測方法

對Y型三相全橋式電機電路進行分析，研究基于導(dǎo)通二相繞組的等電感電勢的轉(zhuǎn)子位置檢測方法。使用這種方法解決了在BLDCM（無刷直流電機）低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子位置信號難以提取的問題。

2.控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

根據(jù)新的轉(zhuǎn)子位置檢測方法提出硬件電路設(shè)計方案?？刂葡到y(tǒng)采以意法公司生產(chǎn)的ST7FMC2S6單片機為主控芯片實現(xiàn)了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。硬件電路設(shè)計主要包括位置信號檢測模塊電路設(shè)計、總線通信模塊電路設(shè)計，驅(qū)動電路模塊設(shè)計等。

3.控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

結(jié)合系統(tǒng)功能進行相關(guān)的軟件設(shè)計。需實現(xiàn)BLDCM的啟動、調(diào)速功能以及CAN總線的通信功能。

4.樣機的調(diào)試軟件設(shè)計

為實現(xiàn)本系統(tǒng)對電機控制的精準性，需要設(shè)計開發(fā)一套基于CAN總線的車載電動空調(diào)控制監(jiān)控系統(tǒng)上位機軟件，通過本軟件可實現(xiàn)空調(diào)運行狀態(tài)動態(tài)顯示與控制、車身工作環(huán)境顯示模擬等功能。

四、車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)的應(yīng)用價值

目前我國的車載電動空調(diào)電機控制技術(shù)相對比較落后，國產(chǎn)車載電動空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，產(chǎn)品質(zhì)量整體不高。以上現(xiàn)象直接導(dǎo)致國產(chǎn)車載電動空調(diào)成本高，產(chǎn)品競爭力差。因此，我們需要研發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的車載電動空調(diào)電機控制系統(tǒng)，進一步降低產(chǎn)品成本，改善產(chǎn)品性能進一步提高我國車載電動空調(diào)產(chǎn)品的市場競爭力。

電動汽車要求電機驅(qū)動系統(tǒng)響應(yīng)快，對系統(tǒng)的動態(tài)性能以及穩(wěn)態(tài)性能要求都比較高。但是電動汽車系統(tǒng)的復(fù)雜性，加上振動，干擾等問題的影響，導(dǎo)致低轉(zhuǎn)速下難以提取車載電動空調(diào)電機轉(zhuǎn)子位置信號，最終電機無法正常啟動嚴重影響空調(diào)穩(wěn)定性。在電機控制系統(tǒng)設(shè)計時，我們采用了一種新的位置檢測方法實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速下對電機轉(zhuǎn)子位置信號的有效提取，提高整個空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

另外，針對復(fù)雜項目復(fù)雜的工作環(huán)境，在產(chǎn)品的研發(fā)過程中，設(shè)計人員和產(chǎn)品測試人員需要在各類模擬環(huán)境（如復(fù)雜路況、極端的天氣情況環(huán)境）對車載電動空調(diào)控制系統(tǒng)進行調(diào)試，最終實現(xiàn)對車載電動空調(diào)的精準控制。本設(shè)計利用CAN總線通信模塊設(shè)計了樣機的調(diào)試監(jiān)控軟件。通過本樣機的調(diào)試監(jiān)控軟件測試人員可以透明的觀測到空調(diào)電機的運行情況，為實現(xiàn)精準控制提供了有數(shù)據(jù)。