正文 項目1CAD技術和電子EDA的基本概念(1 / 1)

最終目標:

初步認識電子CAD相關軟件以及現代電子設計的工作流程。

促成目標:

初步了解現代電子設計工作流程;

初步認識常用電子設計自動化(EDA)軟件。

1.1CAD和EDA的基本概念

電子線路設計,就是根據給定的功能和性能指標要求,通過各種方法確定采用線路的結構及各個元器件的參數值,有時還需進一步將設計好的線路轉換為印刷電路板版圖。要完成上述設計任務,一般需經過設計方案提出、驗證和修改(若需要的話)3個階段,有時甚至要經曆多次反複才能較好地完成設計任務。

按照上述3個階段中完成任務的手段不同,可將電子線路的設計方式分為不同類型。如果方案的提出、驗證和修改都是人工完成的,則稱之為人工設計。這是一種傳統的設計方法,其中設計方案的驗證一般都采用搭試驗電路的方式進行。這種方法花費高、效率低。從20世紀70年代開始,隨著電子線路設計要求的提高以及計算機的廣泛應用,電子線路設計也發生了根本性變革,出現了計算機輔助設計(ComputerAidedDesign)和電子設計自動化(ElectronicDesignAutomation),簡稱CAD和EDA。

1.1.1計算機輔助設計(CAD)

計算機輔助設計(CAD)就是在電子線路設計過程中,借助於計算機來迅速、準確地完成設計任務。即由設計者根據要求進行總體設計並提出具體的設計方案,利用計算機存儲量大、運算速度快的特點,對設計方案進行人工難以完成的模擬評價、設計驗證和數據處理等工作,發現有錯誤或方案不理想時,再重複上述過程。也就是說,由人和計算機通過CAD這一工作模式共同完成電子線路的設計任務。

1.1.2電子設計自動化(EDA)

CAD是一種通用技術,在機械、建築等各種行業中均已得到廣泛應用。在電子行業中,CAD技術不但應用麵廣,而且發展很快,在實現設計自動化(DA:DesignAutomation)方麵取得了突破性的進展,並且已出現了一些電路設計自動化軟件。但目前能實現設計自動化的情況並不多,還處於從CAD向DA過渡的進程中,人們將其統稱為電子設計自動化(EDA)。

1.2電子EDA技術的優點

1.2.1縮短設計周期

采用EDA技術,用計算機模擬代替搭試驗電路的方法,可以減輕設計方案驗證階段的工作量。一些自動化設計軟件的出現,極大地加速了設計進程。另外,在設計印製電路板時,目前也有不少具有自動布局布線和後處理功能的印刷電路板設計軟件可供采用,將人們從繁瑣的純手工布線中解放出來,進一步縮短了設計周期。

1.2.2節省設計費用

搭試驗電路費用高、效率低。采用計算機進行模擬驗證可以節省研製費用。特別要指出的是,伴隨著微機的迅速發展和普及,以及微機級EDA軟件水平的不斷提高,就可以在計算機硬件投資要求不大、EDA軟件費用也不太高的前提下,促進EDA技術的推廣使用。

1.2.3提高設計質量

傳統的手工設計方法采用簡化的電路及元器件模型進行電路特性的估算,通過搭實驗電路板的方式進行驗證,很難進行多種方案的比較,更難以進行靈敏度分析、容差分析、成品率模擬、最壞情況分析和優化設計等。采用EDA技術則可以采用較精確的模型來計算電路特性,而且很容易實現上述各種分析。這就可以在節省設計費用的同時提高設計質量。

1.2.4共享設計資源

在EDA係統中,成熟的單元設計及各種模型和模型參數均存放在數據庫文件中,用戶可直接分享這些設計資源。特別是對數據庫內容進行修改或增添新內容後,用戶可及時利用這些最新的結果。

1.2.5很強的數據處理能力

由於計算機具有存儲量大、數據處理能力強的特點,在完成電路設計任務後,可以很方便地生成各種需要的數據文件和報表文件。隨著電子技術的發展,設計的電路越來越複雜,規模也越來越大,在這種情況下,離開EDA技術幾乎無法完成現代電子線路設計任務。

可以說,EDA工具是軟件設計師們對整個電子設計過程及相關生產實踐過程潛心鑽研與透徹理解的技術結晶。