电子设计自动化论文

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电子设计自动化论文范文第1篇

1.1实验系统的内容

该电子设计自动化实验系统，不仅要能够实现基本数字电路功能，而且还要能够实现部分中规模和大规模的数字电路功能。具体设计内容包括以下这些：（1）数字时钟的设计。（2）LED16×16点阵控制器的设计。（3）数字频率计的设计。（4）实现抢答器数字系统。（5）实现电子密码锁数字系统。（6）实现三色交通指挥灯控制器的数字系统。（7）实现简易电子琴的数字系统。（8）实现三层电梯控制器的数字系统。

1.2实验系统的设计方案

该电子设计自动化实验开发系统是基于FPGA/CPLD器件,主要包括四部分，即信号发生模块、输出信息的显示模块、扩展模块、FPGA/CPLD芯片通用适配座及芯片编程下载电路。该实验系统设计，采用了通用适配板与系统功能板分离的结构方式。通用适配板具有完整的下载电路,既可插在系统功能底板上使用,也可单独工作。

1.3实验系统的电路设计

根据电路功能，将其划分为两部分，即通用适配板电路和系统功能板电路。这两部分通过芯片适配接口进行连接。1.3.1系统功能板电路设计系统功能板电路设计如图1，下面是各个模块的介绍：（1）7段数码管模块,用于实现各种数字显示，例如计数器计数结果的显示、频率计的频率显示、数字钟表的时问显示及抢答器的倒计时显示等。（2）红绿灯电路模块,用于红绿灯的电路实验。（3）LED指示电路模块,用来显示组合逻辑电路实验的输出电平的高低。（4）点阵模块,用来显示点阵输出。（5）时钟电路,提供时序逻辑电路的CLK。（6）状态机电路,由FPGA相应的I/O口和状态指示电路组成，用于序列信号发生器、告警器等的设计。（7）蜂鸣器模块。一部分是音乐片电路,当有人抢答时该电路可以放一小段音乐来告知有人抢答；第二部分是电子琴电路,由FPGA送出一定的乐谱频率，在扬声器上发出相应的谱音。音乐片和电子琴电路通过一个DIP2的拨动开关来选择。（8）键盘电路模块，该模块用于选择电子琴的数字系统实验、抢答器数字系统实验、电子密码锁数字系统实验等实验项目。（9）DIP开关电路,提供输入端的高、低电平。（10）液晶显示电路。2.3.2通用适配板的电路设计通用适配板由CPLD芯片、下载电路、扩展接口电路等部分组成。通用适配板结构框图见图2。

2结束语

电子设计自动化论文范文第2篇

1.电气工程自动化的现状缺乏较强的系统集成性对于电气自动化的整体功能而言，系统集成为主要的发展趋势，是必然的发展趋势。对于当前的电气自动化，存在多岛自动化的结构，其特点为相互独立、互不影响、性能单一、信息具有较高的集中性，很难发挥电气机动化的整体功能。电气自动化的网络架构存在不一致性对于电气自动化的发展，其主要目标是形成便捷、有效的电气工程师，建立完善的自动化体系。但是，在当前的行业内，缺乏完善的架构，对网络的认识不深入，网络架构存在差异性，使得借助网络结构而发展起来的电气工程自动化在未来发展的道路上受到严重阻碍。同时，不同的主体在使用信息软件的过程中，出现接口不匹配的问题，给信息的有效交流造成的障碍，影响了数据在不同主体之间的分享，在很大程度上破坏了系统运行中的实际效果。

2.对电气自动化进行的积极改进立足科技，电气自动化要充分运用新技术，注重实用性，开发新产品，运用新材料。在具体实践过程中，要侧重自主研发和创新，将节能作为重中之重，提出节能降耗，在运行中使用新工艺和新工具，重视思想的创新，尤其是注重网络信息技术的应用，不断更新，促进与自动化技术的有机整合。从信息方面进行考虑，电气自动化的信息化主要突出信息技术的重要作用。对于设备的研发和制造要广泛采用计算机信息技术，加快智能化的发展速度，在电气工程中，加重网络通信技术的使用。

二、电气工程自动化系统中节能技术的体现

选择合理的变压器变压器的损耗会造成电能的浪费，但是，其使用范围有很广，因此，要注重对变压器的类型的选择。首先要注重变压器自身的能耗，其次，要注重节能性，减少有功功率的耗损。降低传输进行中电能的损失电能在传输的进行中，能量损耗无法避免。但是，根本的方式是减小电阻。首先，要重视导线的布局，防止出现弯路，缩短导向的长度；其次，导线材料要进行电阻率较小；再次，在统一的条件下，选择横截面积较大的导线；最后，靠近负载中心，减少实际供电的距离。选择有源滤波器在实际操作过程中，要借助对谐波的去除，降低误操作的频率，其根本途径就是使用滤波器。

三、节能设计在电气自动化中的具体应用

1.不断提升电气系统的运行效率在进行电气设备选择的时候，要注重其节能的特性，目的是为后期的节能功能奠定基础。同时，还可以对无功功率进行补偿，对运行负荷进行有效均衡，减少电能输送过程中的损失，这些做法的目的都是为了提升节能的效果，也可以在设计中，对负荷值进行合理调整，运用科学的设计参数。这样做的目的是确保系统安装和运行进行中，电源的高效、综合地运用，增强设备运行效率，降低能耗。

2.对配电系统的设计进行不断优化电力系统的功能就是为系统安装提供必须的动力。因此，在具体的配电设计中，最基本的就是充分考虑适用性，保障对电气设备的有效控制，与此同时，要达到用电设备对供电设备的综合要求，对各种不良因素进行有效控制。在配电工程中，在达到设备有效运行的基本要求外，还要保障整个电力系统的全面、可靠、稳定的运行，促进系统的灵活性，保障操作的便捷性。另外，要全面考虑系统运行的安全性。要重视导线的绝缘性能，在进行布线的过程中，要保障合理的绝缘距离，以提升导线的稳定性，提升配电和用电的安全性。另外，要做好接地，安排和设置防雷设施。

四、结束语

电子设计自动化论文范文第3篇

英文名称：Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics

主管单位：中国科学技术协会

主办单位：中国计算机学会

出版周期：月刊

出版地址：北京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1003-9775

国内刊号：11-2925/TP

邮发代号：82-456

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1989

期刊收录：

SA 科学文摘(英)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊荣誉：

第三届(2005)国家期刊提名奖期刊

联系方式

期刊简介

《计算机辅助设计与图形学学报》（月刊）创刊于1989年，是由中国计算机学会主办的我国CAD和计算机图形学领域第一个公开出版的学术刊物。该刊以快速传播CAD与计算机图形学领域的知识与经验为目的，刊登有创新的学术论文，报导最新科研成果和学术动态，及时反映该领域发展水平与发展方向。读者对象为从事CAD和计算机图形及其他有关学科的科研、工程技术人员及高等院校师生。

电子设计自动化论文范文第4篇

【关键词】电子工程设计 EDA技术 研究分析

随着电子技术的发展革新，应用系统逐步朝向大容量、小型化、快速化的方向发展。数字化的设计系统也逐步由组合芯片向单片系统发展。EDA技术不仅带来了电子产品领域和系统开发的革命性变革，这也是科技发展与提高的必然产物。对于EDA技术的了解和对其在电子工程设计中的关键性分析都是十分有意义的。

1 EDA技术概述

所谓EDA技术，就是电子设计自动化，由CAE、CAD、CAM等计算机概念发展出现。EDA技术以计算机为主要工具，集合了图形学、数据库、拓扑逻辑、优化理论、计算数学、图论等学科，形成最新的理论体系，是微电子技术、计算机信息技术、电路理论、信号处理和信号分析的结晶。现代化的EDA技术具备很多特点，普遍采用了“自顶向下”的程序进行设计，保证了设计方案的整体优化，EDA技术的自动化程度更高，在设计过程中能够进行各类级别的调试、纠错和仿真，设计者能够及时发现结构设计的错误，避免了设计上的工作浪费，设计人员也能抛开细枝末节的问题，将更多精力集中于系统开发，保证了设计的低成本、高效率、循环快、周期短。EDA技术还能实现并行操作，建立起并行工程框架的结构环境，支持更多人同时并行电子工程的技术开发和设计。

2 EDA技术发展

电子工程设计的EDA技术自出现以来，大致可以分为三个历史时期：

2.1 初级阶段

大约在二十世纪的七十年代，早期的EDA技术处于CAD阶段，出现了小规模的集成电路，由于传统手工在制图设计中的集成电路和集成电路板的花费大、效率低、周期长，借助于计算机技术的设计印刷，采取了CAD工具实现布图布线的二维平面编辑和分析，取代了高重复性的传统工艺。

2.2 发展阶段

到了二十世纪八十年代，EDA技术进入了发展完善的阶段。集成电路的规模逐渐扩大，电子系统日益复杂化，人们深入研究软件开发，将CAD集成为系统，加强了电路的机构设计和功能设计，这一时期的EDA技术已经开始延伸到半导体芯片设计的领域。

2.3 成熟阶段

经过了长期的发展，直至二十世纪九十年代，微电子技术的发展突飞猛进，单个芯片的集成就能够达到几百万或是几千万甚至上亿的晶体管，这种科技现状对EDA技术提出更高的要求，推动了EDA技术的发展。各类技术公司陆续开发出大规模EDA软件系统，出现了系统级仿真、高级语言描述和综合技术的EDA技术。

3 EDA技术软件

3.1 EWB软件

所谓EWB是一种基于PC的电子设计软件，具备了集成化工具、仿真器、原理图输入、分析、设计文件夹、接口等六大特点。

3.2 PROTEL软件

该技术软件广泛应用了Prote199，主要由电路原理图的设计系统和印刷电路板的设计系统两大部分组成。高层次的设计技术在近年的国际EDA技术领域开发、研究、应用中成为热门课题，并且迅速发展，成果显著。该领域主要包括了硬件语言描述、高层次模拟、高层次的综合技术等，伴随着科技水平的提升，EDA技术也必然会朝向更高层次的自动化设计技术不断发展。

4 EDA在电子工程设计中的应用技术流程

近年来的EDA技术深入到了各个领域，包括了通信、医药、化工、生物、航空航天等等，但是在电子工程设计的领域中应用的最为突出，主要利用了EDA技术为虚拟仪器的测试产品提供了技术支持。EDA技术在电子工程设计的领域中，主要应用于了电路设计仿真分析、电路特性优化设计等方面。主要的技术流程如下：

4.1 源程序

通常情况下，电子工程设计首要的步骤就是通过EDA技术领域中的器件软件，利用了文本或者是图形编辑器的方式来进行展示。不管是图形编辑器或者是文本编辑器的使用，都需要应用EDA工具进行排错和编译的工作，文件能够实现格式的转化，为逻辑综合分析提供了准备工作。只要输入了源程序，就能够实现仿真器的仿真。

4.2 逻辑综合

在源程序中应用了实现了VHDL的格式转化之后，就进入了逻辑综合分析的环节。运用综合器就能够将电路设计过程中使用的高级指令转换成层次较低的设计语言，这就是逻辑综合。通过逻辑综合的过程，这可以看作是电子设计的目标优化过程，将文件输入仿真器，实施仿真操作，保持功效和结果的一致性。

4.3 时序仿真

在实现了逻辑综合透配之后，就可以进行时序仿真的环节了，所谓的时序仿真指的就是将基于布线器和适配器出现的VHDL文件运用适当的手段传达到仿真器中，开始部分仿真。VHDL仿真器考虑到了器件特性，所以适配后的时序仿真结果较为精确。

4.4 仿真分析

在确定了电子工程设计方案之后，利用系统仿真或者是结构模拟的方法进行方案的合理性和可行性研究分析。利用EDA技术实现系统环节的函数传递，选取相关的数学模型进行仿真分析。这一系统的仿真技术同样可以运用到其他非电子工程专业设计的工作中，能够应用到方案构思和理论验证等方面。

5 结束语

伴随着科学的发展，技术的革新，EDA技术的领域也在向高层次的技术推广和开发，成效十分显著。本篇论文我们对EDA技术的相关信息进行了详细的分析很研究，研究表明，EDA技术对于我国的电子工程设计改革具有巨大的推动力，基于EDA技术领域的电子产品在专业化程度和使用性能上都要比传统的设计方案制造的产品更加优化。将EDA技术应用到电子工程设计的领域当中，对于电子产品的优化和工作效率的提高以及产品附加值的拓展都有很大的作用。

参考文献

[1]白杨.电子工程设计中EDA技术的应用[J].科海故事博览.科技探索,2012(6):242.

[2]于洋.分析EDA技术在电子工程设计中的应用[J].电子制作,2012(12):83.

[3]徐冠宇.浅谈电子工程设计的EDA技术[J].中国科技纵横,2011(9):328.

电子设计自动化论文范文第5篇

关键词：数字逻辑设计；电子设计自动化；可编程逻辑器件；教学改革；实践教学

作者简介：何乐生（1977-），男，白族，云南昆明人，云南大学信息学院，副教授；余鹏飞（1975-），男，云南昆明人，云南大学信息学院，副教授。（云南 昆明 650091）

基金项目：本文系2013年云南大学本科实践教学能力提升项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0115-02

“数字逻辑设计”是计算机及其相关专业承前启后的重要专业基础课，该课程介绍计算机的基本结构——数字电路的原理以及设计方法，是“计算机组成原理”、“计算机体系结构”等后续专业核心课程的必要基础。

在就业形势严峻的背景下，社会和学生都对课程的内容及其实用性提出了更高的要求。计算机专业学生往往将自己未来的职业规划定位于软件开发，因此认为“数字逻辑设计”课程没有太大用处，出现轻视的思想。另外，大部分高校仍以已经过时的小规模通用集成电路作为主要教学内容，进一步加深了学生对“数字逻辑设计”课程无用的错误认识。怎样合理地将基于EDA技术的现代数字逻辑系统设计方法引入课堂和实践教学；将“数字逻辑设计”课程内容和计算机专业学生感兴趣的东西结合，提高学习积极性，为将来从事相关领域的工作打下必要的硬件基础，成为了“数字逻辑设计”课程改革必须解决的问题。[1-3]

一、目前教学工作中存在的问题及其成因

近年来，以数字技术为核心的半导体技术获得了飞跃式的发展，其功能和复杂程度呈几何级数增长。与之对应的是设计技术的规模化和正规化，软、硬件开发人员的职责划分越来越明显。作为偏软件方向的计算机专业的课程，“数字逻辑设计”的教学内容、体系、方法以及实验环节也应随之改变，以培养具有独立工作能力，满足行业需求的高素质人才。与此相反地，当前该课程依然沿用几十年来形成的精英式的大学教育思路，过于强调知识体系和理论深度，而放松对学生运用新知识进行综合设计的能力的培养。另外，“数字逻辑设计”与“电子工程”、“通信工程”等偏硬件专业的“数字电路”课程过于相似，强调电路的物理基础，轻视从宏观的系统层面对数字系统认识，导致教学效果不理想。笔者总结具体原因有以下几点。

1.教学内容脱离工程实际和学生实际情况

在严峻的就业形势下，学生都很关心学习所学课程到底能做什么，为自己提供怎样的竞争力。随着EDA技术的高度发展，基于CPLD和FPGA等可编程逻辑器件的数字系统设计技术已成为主流技术。然而目前大部分教材仍然采用传统理论教科书的编写方式，以“讲理”为主，过分强调双极性工艺的74系列门电路的实现方式，对EDA技术涉及不多。如果教师仍然采用“填鸭式”教学方法教授已经过时的知识，自然无法调动学生的积极性。

2.对不同专业的差异化教学问题注意不足

在软、硬件设计分工差异化的大背景下，应该将“数字逻辑设计”的教学重点放在系统级的设计，而对于门级电路的设计则只需要达到“知其然”的程度。在教学内容、教学体系、教学方法以及实验等具体教学环节上，应与“电子工程”、“通信工程”等偏硬件专业保持合理的差异化。

3.实践教学内容陈旧，无法满足社会对计算机人才的需求

当前实践教学内容多为验证74系列芯片的功能，而计算机相关专业的课程定位应是“理解计算机底层工作原理”，这种基于中小规模集成电路的验证性实验显然与专业定位不吻合。

4.连线式的数字电路实验箱（板），无法使学生建立对现代数字系统的感性认识

高等学校实验设备多采用“傻瓜式”的设计思路，即将实验电路尽量“功能化”和“模块化”，学生只需要在不同功能模块之间连线即可完成硬件设计。诚然，这在降低了实验难度的同时，提高了实验速度，降低了教师讲授实验课和维护实验室的难度。但 “连线式”的设计使学生不明白实验箱（板）上分离的一个个插孔是如何构成系统的，更无从谈到对计算机系统的感性认识。[2]

5.课程考核方式不科学

部分学生采用死记硬背的方式“对付”期末考试，常常出现“高分低能”现象。评价方式在无形中造成学生对实践环节学习的轻视心理，部分学生的学习以成绩合格为目标，忽视能力的获得。

二、“数字逻辑设计”的教学改革方案

综合考虑上述问题，笔者所在的教学团队认为，合理地取舍原有教学内容并将EDA技术引入教学，是提升教学水平和学习积极性的有效手段，并进行了一系列教改尝试。

1.结合学科发展和学生实际情况，合理优化课堂教学内容，提升其实用性

如前所述，数字系统设计已经进入电子设计自动化的“EDA时代”，作为计算机专业的课程，更有必要对传统教学内容有所取舍，做到“有所为，有所不为”。一方面，在保证为后续课程提供必要基础知识的同时，对于陈旧过时的理论加以扬弃；另一方面，必须对于近年来出现的，改变行业面貌的新技术有所涉及。

在传统教学内容的选取上，应秉承“必须”和“够用”的原则，[4，5]对后续课程较难理解的“组合、时序逻辑电路分析、设计方法”、“半导体存储器”等内容应保留较多的课堂教学时间，而对于“门电路的实现方法”、“竞争与冒险”等内容，则应大幅度地降低课堂教学时数。总体来讲，基本取消了74系列中小规模器件的课堂教学时间，而将时间用于进行“原则性”和“说理性”的教学，旨在帮助学生建立“计算机是由什么东西构成的”、“设计计算机时采用了什么原理”等系统性的基本概念。

在EDA新技术的扩展方面，教学团队根据计算机专业学生喜欢编程的特点，在教学中引入了硬件描述语言和可编程逻辑器件（PLD）两方面的内容。硬件描述语言Verilog HDL在语法上接近C语言，而C语言是计算机专业先修课程，学生掌握起来较容易。课堂教学采用了传统内容和描述语言穿行的方式，既保证了教学进度，又能防止学生出现“硬件描述语言和实际电路脱钩”的通病。可编程逻辑器件的教学，则安排在传统教学方案中进行“门电路实现”的学时进行，并将可编程逻辑器件的教学重点放在介绍CPLD和FPGA的原理及其常见问题。根据学生实际情况，还引入数字电路在计算机系统中的应用实例，以提升学生的学习兴趣。例如：加法器、乘法器的实现，点阵LED显示屏的显示与控制，PS/2鼠标键盘控制等内容，不但能帮助学生建立学以致用的学风，而且能够很好地回答学生“‘数字逻辑设计’课程有什么用”这样的问题，提高了学习积极性。

2.根据计算机相关专业学生实际情况，改革实践教学内容和手段

基于实验箱的实验存在诸多问题：首先，不利于学生建立系统观念，而将思路束缚于微小且具体的局部问题。其次，将“培养动手能力”这一广义的命题，狭隘地局限为“能够正确地完成连线”，不符合能力培养的要求。且在实际实验过程中，由于实验设备长期使用，往往由于接触不良等非关键因素造成实验失败，使学生失去学习兴趣。针对实践教学中凸显的问题，教研组采取了以下措施。

首先，将ModelSim和Multisim等EDA仿真软件引入实践教学。由于数字电路的仿真技术已经非常成熟，仿真结果和实际实验结果基本相同。采用软件仿真工具能够将学生从大量的连线工作中解脱出来，把精力集中在“数字系统的设计”本身，提高了实践教学的效率，且方便学生实现更为复杂的逻辑设计。

其次，采用FPGA作为实际动手的实验平台，开发了一种符合计算机专业“数字逻辑设计”教学需要的低成本FPGA实验板——Innovator_FPGA。在实践教学环节中，首先指导学生利用该实验平台，在Quartus II环境中首先采用原理图输入方式完成基本的验证性实验，以熟悉开发工具；然后采用硬件描述语言分别实现加法器、减法器、逻辑移位器等CPU必须的逻辑功能；最后指导学有余力的学生将上述模块综合为一个ALU（算术逻辑单元）。通过训练，学生们发现“数字逻辑设计”与自己天天打交道的计算机有着如此密切的联系，为将来的“计算机体系结构”课程打下了坚实的基础。

3.引导学生通过多种途径学习，改革课程考核方式，培养自学能力和创新能力

电子信息技术发展迅速，任何人都无法在大学阶段获取一生所需的所有知识，学生必须培养自己的自学的能力。教师引导学生采取以下方式自学：

（1）通过网络学习交流，推荐以下网站：可编程逻辑器件网（.cn）、周立功公司网站（）、水木清华（＼学术交流＼电路设计）以及Altera公司官网论坛等。

（2）参与各种竞赛和学生课外科技活动，包括：全国大学生电子设计竞赛、挑战杯和Atlera大学生论文竞赛等。

（3）鼓励学生参与国家级、省级和校级的学生科技立项活动。

另外，课程考核是引导学生培养创新能力的指挥棒，也是帮助教师纠正教学方法的重要手段。在参考兄弟院校经验的基础上，[4-6]教学团队逐渐形成了自己的考核方式：成绩分为课程设计（占30%）、机考（占30%）、笔试（占40%）三个部分。其中课程设计部分要求学生在Innovator_FPGA实验板上设计具有一定功能的数字电路模块，最后根据设计理念的创新性、功能的实现程度和书面报告三者综合，给出课程设计成绩。机考部分要求学生在实验室现场完成一个简单模块的设计，以检验其软件仿真和调试能力。笔试部分则在减少客观题型的基础上，增加电路设计、HDL程序设计等主观性题型的比例。

三、结论

在进行课程改革的数年间，在上述一系列综合措施的促进下，学生的学习热情和创造激情得到了释放。同学们纷纷在实验室和宿舍利用廉价的实验套件开展学习、竞赛和科研活动，取得了一定的成绩，获得全国大学生电子设计竞赛国家级和省级奖项数十项，另外还获得国家级大学生科研立项三项，挑战杯科技作品竞赛获奖多项。越来越多的同学通过“数字逻辑设计”课程的学习建立了现代数字系统的概念，提高了自己的创新能力和综合素质。

参考文献：

[1]官骏鸣，汪虹.计算机专业《数字电路技术》课程教学改革[J].黄山学院学报，2011，13（3）：108-110.

[2]于玉婷.EDA技术渐进式教学方法探讨[J].电脑知识与技术，

2011，7（11）：8354-8355.

[3]吕燚，邓春健，黄杰勇.利用EDA技术全面改进数字电路课程教学[J].福建电脑，2008，（6）：208-209.

[4]邹海云，高胜东，邓娜.《脉冲与数字电路》课程教学改革研究[J].实验科学与技术，2007，（1）：71-74.

[5]李雪梅.在数字电路教学中引入现代EDA技术[J].物理实验，