电子系统设计与仿真-第1节-概述2014.ppt

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电子系统设计与仿真概述电子系统设计与仿真概述西安工业大学西安工业大学电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣第一讲第一讲Lecture1研究生课程研究生课程Electronicsystemdesignandsumulation电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7第一讲第一讲电子系统设计与仿真概述电子系统设计与仿真概述2课程内容及课时安排课程内容及课时安排l电子系统设计与仿真技术概述电子系统设计与仿真技术概述2次次l集成电路原理与概述集成电路原理与概述4次次l仿真建模的基础仿真建模的基础SPICESPICE模型与模型与PCBPCB设计方法设计方法4次次l数字系统设计与仿真数字系统设计与仿真22次次电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论3课程要求课程要求l本课程为电子专业的研究生选修课，适合本课程为电子专业的研究生选修课，适合于该专业各个研究方向的研究生。

课程教学于该专业各个研究方向的研究生。

课程教学目的是要求学生掌握系统级别的电子系统的目的是要求学生掌握系统级别的电子系统的设计方法原理和仿真工具的使用。

设计方法原理和仿真工具的使用。

l本课程包括数字系统的本课程包括数字系统的FPGA设计、高级设计、高级硬件描述语言的设计、仿真基础硬件描述语言的设计、仿真基础Spice分析，分析，PCB的设计与分析。

学会利用计算机仿真技的设计与分析。

学会利用计算机仿真技术运用于各自研究方向及领域进行系统设计、术运用于各自研究方向及领域进行系统设计、分析的能力，培养对电子系统的高层设计能分析的能力，培养对电子系统的高层设计能力；同时通过授课、作业、用例分析和基本力；同时通过授课、作业、用例分析和基本培训，培养学生的系统仿真设计思维。

培训，培养学生的系统仿真设计思维。

电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论4课程先修知识及考核课程先修知识及考核l先修知识要求先修知识要求1、模拟电路；、模拟电路；2、数字电路、数字电路l考核内容考核内容课程作业课程作业20（上机设计作业及资料翻译）（上机设计作业及资料翻译）课程考试课程考试60上课情况上课情况10电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论5第一讲第一讲电子系统设计与仿真概述电子系统设计与仿真概述第一节本课的概念与应用领域第一节本课的概念与应用领域第二节传统电子系统设计流程与方法第二节传统电子系统设计流程与方法第三节第三节现代电子产品的特点现代电子产品的特点第四节仿真在产品设计中的作用第四节仿真在产品设计中的作用电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论6第一节本课的概念与应用领域第一节本课的概念与应用领域ElectronicsystemdesignandsumulationElectronicsystemdesignandsumulation（范围广）（范围广）EDAEDA=电子设计自动化电子设计自动化（ElectronicDesignElectronicDesignAutomationAutomation）EDAEDA是电子设计自动化（是电子设计自动化（ElectronicDesignElectronicDesignAutomationAutomation）的缩写，在）的缩写，在2020世纪世纪9090年代初从计算机辅年代初从计算机辅助设计（助设计（CADCAD）、计算机辅助制造（）、计算机辅助制造（CAMCAM）、计算机辅）、计算机辅助测试（助测试（CATCAT）和计算机辅助工程（）和计算机辅助工程（CAECAE）的概念发展）的概念发展而来的。

而来的。

EDAEDA技术就是以计算机为工具，设计者在技术就是以计算机为工具，设计者在EDAEDA软件软件平台上，来设计电子产品的方法。

平台上，来设计电子产品的方法。

电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论7计计算算机机辅辅助助工工具具产产品品设设计计电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论81.1常用电子系统设计与仿真软件常用电子系统设计与仿真软件PCBPCB类类PCB（Printed-CircuitBoard）设计软件种种类很多，如Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、CadencePSD、MentorGraphices的ExpeditionPCB、ZukenCadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE、PCBStudio、TANGO、PCBWizard（与与LiveWire配套的PCB制作软件包）、ultiBOARD7（与与multiSIM2001配套的PCB制作软件包）等等。

电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论9ICIC设计类类工具很多，其中按市工具很多，其中按市场所占份所占份额排行排行为CadenceCadence、MentorGraphicsMentorGraphics和和SynopsysSynopsys。

这三家三家都是都是ASICASIC设计领域相当有名的域相当有名的软件供件供应商。

其商。

其它公司的它公司的软件相件相对来来说使用者使用者较少。

中国少。

中国华大大公司也提供公司也提供ASICASIC设计软件（熊猫件（熊猫）；电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论10射频天线类：

射频天线类：

1、ADSADS仿仿真软件真软件2、在、在高速和高频电磁仿真软件领域，高速和高频电磁仿真软件领域，ansoftansoft公司推出公司推出HFSSV11HFSSV11；33、ZELANDZELAND软件；软件；电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论11第二节传统电子系统设计流程与方法第二节传统电子系统设计流程与方法l找寻合适的集成电路或其它器件找寻合适的集成电路或其它器件l根据需要进行原理图设计根据需要进行原理图设计l根据器件及电磁兼容要求进行结构设计根据器件及电磁兼容要求进行结构设计l印刷电路板设计（印刷电路板设计（PCB设计）设计）l结构和电路板加工、器件采购结构和电路板加工、器件采购l电装与调试电装与调试l发现问题，返回发现问题，返回自下而上的设计自下而上的设计方法（适合小规方法（适合小规模电子系统）模电子系统）电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论12硬件电路设计的传统流程硬件电路设计的传统流程电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论13旧的硬件设计特点（数字电路设计方法旧的硬件设计特点（数字电路设计方法）1：

采用自下而上的设计方法：

采用自下而上的设计方法2：

采用通用元器件：

采用通用元器件3：

在硬件模块电路搭成之后才能进行调试：

在硬件模块电路搭成之后才能进行调试4：

设计文件以电路原理图为中心：

设计文件以电路原理图为中心电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论14硬件设计可能出现的问题硬件设计可能出现的问题l原理设计：

原理设计：

器件或电路达不到要求器件或电路达不到要求l结构设计：

结构设计：

各部分机械配合尺寸有误各部分机械配合尺寸有误l电磁兼容问题：

电磁兼容问题：

工作稳定性、辐射特性等工作稳定性、辐射特性等主频提高、布线密度增加、产品体积缩小主频提高、布线密度增加、产品体积缩小导致传输时延、反射、串扰、电磁干扰、导致传输时延、反射、串扰、电磁干扰、地地/电层噪声、热辐射等增加电层噪声、热辐射等增加地电平面的分割以及地电平面上有过孔、地电平面的分割以及地电平面上有过孔、通孔等，导致信号回流路径的不确定性通孔等，导致信号回流路径的不确定性任何问题都可能导致设计修改，从而使周期延长任何问题都可能导致设计修改，从而使周期延长还还有有软软件件！

signalintegrity电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论15硬件实现方法：

不同的性能价格和难度硬件实现方法：

不同的性能价格和难度l硬逻辑实现方法：

硬逻辑实现方法：

分立器件的实现方法：

分立器件的实现方法：

l如如用三极管实现反向器用三极管实现反向器基于标准集成电路的实现方法：

基于标准集成电路的实现方法：

基于可编程逻辑器件的实现方法基于可编程逻辑器件的实现方法基于定制集成电路的实现方法基于定制集成电路的实现方法l微型计算机（软件）实现方法：

微型计算机（软件）实现方法：

电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论16第三节第三节现代电子产品的特点现代电子产品的特点11：

现在电子产品类型：

现在电子产品类型22：

以半导体为依托：

以半导体为依托,以以SOCSOC为方向为方向33：

产品性能提高：

产品性能提高,复杂度增加复杂度增加44：

产品速度大幅度提高：

产品速度大幅度提高;55：

商业电子产品更新换代加快：

商业电子产品更新换代加快;66：

产品研发管理困难：

产品研发管理困难;电信学院电信学院信通系信通系雷鸣雷鸣上页上页上页上页返回返回返回返回结束结束结束结束下页下页下页下页2022/11/7EDA技术技术07春春第一讲第一讲EDA技术概论技术概论17世界上最小世界上最小的计算机的计算机l来自美国密歇根大学研究人员来自美国密歇根大学研究人员开发的世界上最小的计算机开发的世界上最小的计算机,其体积只有其体积只有11立方毫米立方毫米,包包括一个超级节能的微型处理器、括一个超级节能的微型处理器、一个压力传感器、一枚记忆卡、一个压力传感器、一枚记忆卡、一块太阳能电池、一片薄薄的一块太阳能电池、一片薄薄的蓄电池和一个无线收发装置。

蓄电池和一个无线收发装置。

它每隔它每隔1515分钟自动启动记录分钟自动启动记录数据数据,耗电量仅为耗电量仅为111010亿。

亿。

只要在户外阳光下暴露只要在户外阳光下暴露1155个小时，就能充满电。

主要为个小时，就能充满电。

主要为青光眼患者研制，放置在患者青光眼患者研制，放置在患者眼球内可以监测眼压，方便医眼球内可以监测眼压