1 引言

EDA （Electronic Design Automation）技術國外發(fā)展極為迅速并已廣泛應用于航天、通訊、電子、機器人制造等領域，其中以美國Cadence公司推出的電子CAD工作站及應用軟件系統(tǒng)獨具魅力，它集原理圖設計與輸人、多層PCB（印制板）設計、板極電路分析、電路仿真、FPGA （Field programmableGate Array），PLD （ProgrammableLogic Device）設計、DSP （Digital Signal Process）設計等為一體，功能最完善，尤其是其獨特的電路仿真功能對電路或系統(tǒng)的設計很有價值，它能使設計者早期發(fā)現(xiàn)設計中的問題和缺陷，消除產(chǎn)品設計質(zhì)量隱患，因而成為確保設計正確的有力工具。

我國自90年代起，開始陸續(xù)引進Cadence公司的電子CAD工作站系統(tǒng)，不少單位引進設備和成套軟件進行二次開發(fā)，并開始進人應用階段，取得了顯著的經(jīng)濟效益，如航天工業(yè)總公司502所近幾年在星上電子產(chǎn)品研制中采用EDA技術中的仿真手段解決了多種電路設計問題，確保了產(chǎn)品質(zhì)量，采用PCB設計軟件解決了多層高密度板、帶表面安裝器件的印制板等設計問題，為星上電子設備小型化以及提高星上電子設備可靠性起到了至關重要的作用。中船總705所在某型魚雷研制中采用Cadence軟件中的Allegro工具進行PCB設計，解決了魚雷關鍵電路系統(tǒng)熱、關鍵網(wǎng)線的串擾問題，提高了電路工作的穩(wěn)定性。

艦船動力監(jiān)控產(chǎn)品開發(fā)應用EDA技術才剛剛起步，當前要解決動力監(jiān)控產(chǎn)品規(guī)范設計，提高可靠性，推進通用化、系統(tǒng)化、組合化工作，EDA技術的普及和應用顯得尤為重要。

2 基于統(tǒng)一約束條件下的印制板設計

環(huán)境是提高動力監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量和效率的保證同一型號產(chǎn)品的電路板具有相同的尺寸、布局、層定義和走線要求是我們的追求。EDA技術在Allegr。中提供了功能豐富的約束條件設定和錯誤檢查工具，但由于功能強大與操作簡便的矛盾，對缺乏經(jīng)驗的操作者不僅是負擔而且影響效果。目前我們應采用以同一模板開始同一型號產(chǎn)品電路板設計的模式。模板具有標準尺寸、標準安裝孔位、根據(jù)結(jié)構(gòu)要求設定好的禁布局區(qū)、禁布線區(qū)、線間距要求、線孔間距要求、線寬要求、層定義、安裝好的接插件等特征。這樣就避免了因單位換算帶來的誤差。其中約束條件的取值是提高布通率的重要經(jīng)驗數(shù)據(jù)。采用這種作法既提高了PCB設計效率又保證了產(chǎn)品質(zhì)量。這也是保證同一任務的多個子項目按照統(tǒng)一標準協(xié)同工作的有利條件。

3 EDA技術是推進動力監(jiān)控產(chǎn)品通用化、模塊化、系列化工作的重要手段

艦船動力監(jiān)控產(chǎn)品同其它任何產(chǎn)品一樣均可按照一定層次進行分解劃分為不同模塊，EDA技術提供了設計進行層次（模塊）管理的機制。充分利用電子CAD工作站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理能力，建立起本單位動力監(jiān)控產(chǎn)品的工程數(shù)據(jù)庫，必將有力推動監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的“三化”工作，為此應規(guī)范電路設計，提高整體設計水平，充分利用EDA技術進行標準電路的優(yōu)選和推薦工作，并逐步向高層次應用邁出較大步伐。

4 EDA技術的應用探討

4.1 應建立一支專業(yè)的EDA技術隊伍

EDA技術普遍反映比機械CAD的應用難度大，推廣起來也比較困難，如果沒有專職技術人員進行指導和幫助，普通設計工程師想使用它簡直無從下手。目前，從各單位情況看，EDA技術的應用還只是徘徊在初級、小規(guī)模、局部的狀態(tài)。在PCB和可編程芯片中的設計制做相對來說比數(shù)字/模擬電路的仿真設計部分要進行得深人些，但即便是在這兩部分中，EDA技術的使用也不很充分和完善，尤其是在分析技術上更顯不足，因此，必須要建立一支專業(yè)的EDA技術隊伍，以這個點來帶動整個面。沒有這批骨干隊伍，EDA技術的普及就很難做下去，也就更不用說提高了。除此之外，我們還應該在設計任務指定、領導的扶持、政策安排等問題上建立一個容技術、普及、推廣、提高為一體的綜合管理機制，只有這樣EDA工作才能真正有效開展起來。

4.2 加強EDA設計中仿真技術的應用

我們常常把EDA設計技術革新的電路圖輸人（包括：語言描述）、層次聯(lián)接、綜合/優(yōu)化、功能仿真及分析部分稱為EDA的前端技術，而將仿真分析完成之后的PCB、芯片的布局/布線等統(tǒng)稱為EDA后端設計。大家都知道EDA中的核心技術是仿真技術，這是EDA的精髓。如果沒有仿真技術，EDA就只是統(tǒng)一標準的繪圖機和布線器而已。無論是前端設計，還是PCB后端設計，都是這樣。因此，可以說仿真與分析的過程就是確保產(chǎn)品質(zhì)量的過程。但從目前情況，存在兩種現(xiàn)象：一是在進行電路設計時，沒有采用仿真技術;二是在PCB設計時也沒有應用分析技術。這種情況尤其是在電路比較復雜、芯片種類較多時較為突出。

4.3 要注意EDA新技術、新模塊的應用

隨著高、新技術的不斷發(fā)展以及生產(chǎn)、制做技術與工藝水平的逐漸提高，對EDA設計能力和性能也會產(chǎn)生更高的要求。因此，我們必須充分注意廠家定期推出一些適合潮流需要的新技術、新模塊產(chǎn)品。

這些新技術、新模塊是我們滿足監(jiān)控產(chǎn)品技術性能和可靠性目標的武器，我們要充分的了解、利用這些武器。

4.4 要進行專用模型庫開發(fā)方法的研究

系統(tǒng)庫中的元件不能滿足現(xiàn)行工程設計的需要，而需進行再次開發(fā)。在這種情況下設計的電路往往不能進行全局仿真，其元器件的電特性也不能傳遞到PCB中。這種不做仿真的設計，廣義上說失去了或部分喪失了EDA技術的特點和意義。為彌補這一缺陷，我們可以從以下著手解決：

（1） 采用局部仿真的方法或用局部仿真結(jié)果替換的方法。這實際上是在沒有該元件的前部進行局部仿真并將仿真結(jié)果轉(zhuǎn)換成新的激勵，完成后續(xù)的仿真/分析。

（2） 對一些不太復雜的元件模型，可采用HD1.（硬件描述語言）來進行描述，但這也只可能是簡單性的功能描述。

（3） 采用硬件仿真器進行模型仿真。這種方式由于硬件仿真器價格太高，在對于需要進行CPU，控制器及一些智能芯片的仿真設計場合來說還值得，但對一些普通的中規(guī)模芯片就太不劃算了。

以上這些只是用戶在無可奈何狀態(tài)下的一些補救措施，真正要解決問題還希望廠家能在元件仿真的開發(fā)工具上出新東西。

4.5 建立EDA、機械CAD、測試系統(tǒng)為一體的監(jiān)控產(chǎn)品全系統(tǒng)設計自動化綜合保障體系

EDA就是產(chǎn)品質(zhì)量的保證，這句話原則上是正確的，但卻說得不完整。在整個監(jiān)控產(chǎn)品的開發(fā)過程中，EDA技術只保證了電路設計環(huán)節(jié)中的一環(huán)。至于芯片的物理特性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與整體性能指標的保證離不開機械CAD和測試系統(tǒng)。因此，要想真正做出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，還必須在元器件的篩選、PCB的制做與測試、生產(chǎn)/焊接工藝、聯(lián)機運行、物理結(jié)構(gòu)特性、整個系統(tǒng)測試等各環(huán)節(jié)都統(tǒng)籌考慮。特別是前后系統(tǒng)的接口銜接，將經(jīng)過EDA設計的分析參數(shù)與完成機械CAD設計后的分析參數(shù)相互帶人，所產(chǎn)生的后仿真設計結(jié)果，會使得該產(chǎn)品的整機特性能有更大的改進。

我們建立全系統(tǒng)設計自動化機制，就是要確立以EDA為中心延伸外圍的戰(zhàn)略，這也是提高我們產(chǎn)品設計水平和設計質(zhì)量的重要保障，搞設備研制沒有EDA、機械CAD不行，保證產(chǎn)品質(zhì)量離開了測試也不行，只有綜合性發(fā)展，硬、軟件互補，才能實現(xiàn)產(chǎn)品的最佳質(zhì)量，精益求精。

5 結(jié)束語

EDA軟件的生命力在于它的應用價值。能夠發(fā)展到今天的軟件就證明它們具備滿足用戶需要的功能和性能。隨著艦船動力監(jiān)控產(chǎn)品的開發(fā)，EDA技術的應用方興未艾，其深人和全面的應用，必須會給艦船動力監(jiān)控產(chǎn)品帶來更好的質(zhì)量和更高的效益。
? ? ? ?責任編輯：tzh