电子系统设计的基本原则和方法
电子系统设计课程设计

电子系统设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解电子系统的基本原理,掌握电子元件的功能和电子电路的设计方法。
2. 使学生能够运用所学知识,设计并搭建简单的电子系统,如传感器应用、信号处理和控制系统。
3. 引导学生了解电子系统在实际应用中的发展现状和未来趋势。
技能目标:1. 培养学生运用电子绘图软件进行电路图设计的能力。
2. 提高学生动手实践能力,能够正确组装和调试电子系统。
3. 培养学生团队协作和问题解决能力,能够共同完成电子系统的设计与制作。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子科学的兴趣,激发创新意识,增强探究精神。
2. 引导学生树立正确的工程伦理观念,注重环保和资源利用,培养社会责任感。
3. 培养学生严谨、细致的学习态度,养成良好的学习习惯和团队合作精神。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,结合理论教学和动手实践,注重培养学生的实际操作能力和创新意识。
学生特点:学生已具备一定的电子基础知识,具有较强的求知欲和动手能力,但对电子系统设计的整体认识尚浅。
教学要求:教师需结合学生特点,以理论为基础,实践为导向,引导学生主动参与,注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际电子系统的设计与制作,达到学以致用的目的。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 电子系统设计基础理论:- 电子元件特性与选型- 电路图绘制原则与方法- 电子电路的基本分析方法2. 电子系统设计实践:- 传感器应用电路设计- 信号处理电路设计- 控制系统电路设计3. 电子系统设计与制作:- 设计流程与方法- 电子绘图软件操作- 电子系统组装与调试4. 电子系统设计案例分析:- 现有电子产品的原理与结构分析- 创新电子系统设计实例讲解- 学生作品展示与评价教学内容根据课程目标,结合教材相关章节,制定以下教学大纲:第1周:电子系统设计基础理论第2周:电子元件特性与选型第3周:电路图绘制原则与方法第4周:电子电路的基本分析方法第5周:传感器应用电路设计第6周:信号处理电路设计第7周:控制系统电路设计第8周:设计流程与方法第9周:电子绘图软件操作第10周:电子系统组装与调试第11周:现有电子产品案例分析第12周:学生作品设计与制作第13周:学生作品展示与评价教学内容注重科学性和系统性,旨在使学生掌握电子系统设计的基本知识和技能,培养实际操作能力和创新意识。
电路设计方案

电路设计方案引言:电路设计是电子领域中关键的一步。
一个好的电路设计方案可以确保电子产品的正常运行和良好的性能。
本文将介绍电路设计的基本原则、流程和一些常见的电路设计方案。
一、电路设计基本原则:1. 系统需求分析:在电路设计之前,需要对系统的需求进行详细的分析,包括功能要求、性能指标、电源需求等。
只有清楚了解系统需求,才能有针对性地进行电路设计。
2. 选择合适的电子元器件:根据系统需求,选择合适的电子元器件非常重要。
例如,对于信号放大电路,需要选择具有高增益和低噪声的运算放大器。
在选择电子元器件时,还需要考虑其可获得性、成本和可靠性等因素。
3. 进行电路模拟和优化:在正式进行电路设计之前,可以通过软件工具进行电路模拟和优化。
这有助于评估电路的性能、调整参数以及解决可能存在的问题。
通过模拟和优化,可以提前发现潜在的设计缺陷,减少后期修改的时间和成本。
4. 合理布局电路板:电路板的布局对于电路的性能和稳定性至关重要。
合理的布局可以减少干扰和串扰,提高电路的抗干扰能力。
此外,在布局电路板时,还需要考虑散热和电磁兼容等因素。
5. 进行可靠性验证和测试:在完成电路设计后,需要进行可靠性验证和测试。
通过严格的可靠性验证和测试,可以确保电路的稳定性、可靠性和性能符合设计要求。
二、电路设计流程:1. 系统需求分析:对系统需求进行详细分析,明确设计目标和性能指标。
2. 电路拓扑设计:根据系统需求,选择合适的电路拓扑结构。
例如,对于信号放大电路,可以选择共射放大器或差动放大器等拓扑结构。
3. 选择元器件:根据电路拓扑设计,选择合适的电子元器件。
在选择元器件时,需要考虑其参数和性能指标。
4. 电路模拟与优化:使用软件工具进行电路模拟和优化,评估电路的性能、调整参数以及解决可能存在的问题。
5. PCB设计:进行电路板的布局和布线设计,保证电路的稳定性和可靠性。
在PCB设计中,需要考虑信号完整性、散热和电磁兼容等因素。
6. 原理图设计:根据电路拓扑、元器件和布局设计,完成电路的原理图设计。
电子系统综合设计与仿真关键知识点

电子系统设计关键知识点第一章1、电子系统的构成。
2、电子系统设计方法和原则。
3、电子系统设计步骤。
第二章1、电阻器,了解各种类型的电阻;电阻的标注方法:色环法、数字索位标称法;常用的电阻是哪些精度,哪些功率类型;排阻的应用和内部结构;常用的电位器种类。
2、电容器,电容的种类;极性电容和非极性电容的区别;电容的选用和选用原则;如何识别电解电容的正负极;容量值的标注方法:直标法、数码法。
3、电感器,常用电感的种类;电感的选用。
4、晶体管,各种二极管的用途;三极管的分类;三极管的选用;场效应管的优点。
5、光电耦合器,光耦合器的作用;光耦应用的典型电路。
6、继电器,继电器的种类;电磁式继电器的内部结构和工作原理,典型的驱动电路。
7、功率驱动,常用的LED驱动电路、LED的驱动电流、正向导通压降;蜂鸣器的驱动电路;小功率电动机的驱动电路。
第三章1、传感器的各种分类方式;传感器静态特性;传感器动态特性;传感器的选择标准;热敏电阻的特性;热敏电阻的温度测量计算方法;DSB18B20功能及性能参数;常用的湿度传感器和热释电红外传感器参数及连接电路。
第四章1、交流电到低压直流电的处理环节;直流稳压电源的各项技术指标;半波整流电路和全部整流电路的典型电路;滤波电容的计算方法;7800系列三端稳压模块的功能和性能参数、典型连接电路、电压特性和电流特性、各种封装类型、各种型号的电流能力、转换效率的计算方法;LM317的典型电路,可调电压的计算方法;LDO的特性。
2、开关稳压电源的特点、BUCK和BOOST类型的工作原理、常用的LM2596连接电路。
第五章1、数字电路系统的结构;数字电路系统的设计步骤;数字电路系统的设计方法;常用的元器件:模拟开关、数字选择器、数值比较器、计数器、译码器功能及应用电路。
第六章1、Altium Designer绘制电路原图的步骤、注意事项;Multisim的基本应用。
第七章1、单片机,计算机系统的构成;程序空间和数据空间结构;指令集;单片机定义;MCS-51系列单片机特点;A VR MEGA系列单片机特点;MSP430系列单片机特点;STM32特点;各种不领用应用的单片机;单片机的常用接口;单片机常用调试接口;单片机常用的复位电路、时钟电路。
电子系统设计

什么是系统?•由部件组成,能实现较复杂的功能(不是一个单一的电路,要有输入、输出和其他控制电路)(只能实现单一功能的通常不算系统)系统设计的方法自顶向下自底向上自顶向下与自底向上相结合何谓顶?顶——系统的功能何谓底?底——最基本的元、器件,甚至是版图系统的结构•自顶至底有:系统子系统部件(功能模块)单元电路元、器件版图系统子系统子系统功能模块功能模块功能模块功能模块单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路元、器件版图自顶向下自上而下法的优点••系统子系统子系统功能模块功能模块功能模块功能模块单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路元、器件版图自顶向上自底向上的缺点•部件设计在先,设计系统时将受这些部件的限制,影响:•系统性•易读性•可靠性•可维护性自底向上的优点•在系统的组装和调试过程中有效•可利用前人的设计成果系统子系统子系统功能模块功能模块功能模块功能模块单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路单元电路元、器件版图以功能模块为基础的自上而下的设计方法自上而下法的要领从顶层到底层从概括到展开从粗略到精细系统级子系统级部件级元件级自顶向下自底向上自上而下法的原则•正确性与完备性•模块化与结构化•问题不下放•高层主导•直观性与清晰性原始技术指标系统级子系统级部件级元件级电子系统设计的步骤•••••调查研究•明确设计要求•弄清设计方法•了解设计关键做什么?系统的功能输入和输出做到何种程度?性能技术指标注意分析每一个细节,尽量考虑得周到、完善调查研究•明确设计要求•弄清设计方法•了解设计关键有那些可使用的设计方法相同产品同类产品同原理产品其他可借鉴的方法比较各种方法的先进性性价比可行性器材人才时间产品效益与开发时间的关系上市延迟销售顶峰销售顶峰电子系统设计的步骤•••••调查研究•明确设计要求•弄清设计方法•了解设计关键决定指标的关键难点工作量大(重点)方案论证从顶层到底层从概括到展开从粗略到精细逐层细化Y 图系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级用户需求变为技术规范与功能描述实现给定规范与功能的子系统、部件或元件及其互联方式用一定的材料与工艺实现结构系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级子系统级部件级元件级结构级物理级子系统级部件级元件级结构级物理级方案论证•起点:•系统级行为描述设计•用户需求•系统技术规范•功能描述系统级行为描述设计•系统的外部特性•主要功能•输入和输出——•那些端口•输入(输出)信号——•特征•来源(去向)•对系统的要求初步方案面板图子系统级部件级元件级行为级结构级物理级方案论证•下一步:•系统级的结构描述与设计•系统设计规范与功能•子系统之间的组合•系统的内部特性——•基本原理•基本框图——•子系统•各子系统之间的接口要求•基本控制流程基本框图基本流程图•系统的内部特性——•基本原理•基本框图——•子系统•各子系统之间的接口要求•基本控制流程系统的实现技术用数字技术,还是模拟技术实现?模拟技术数字技术高频小信号大功率软件离不开硬件支持DSP(数字信号处理)系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级•第三步:•系统级的物理描述与设计•组成系统的各抽象的子系统•各具体的子系统(IP )•提出具体的要求并转入•下一层设计方案论证Intellecture Property 知识产权系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级方案论证•下一层:•子系统级行为描述设计•对子系统的需求•子系统技术规范•功能描述系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级方案论证•下一步:•子系统级的结构描述与设计•子系统设计规范与功能•功能模块(部件)•之间的组合•第三步:•子系统级的物理描述与设计•组成子系统的各抽象的模块•选择具体的功能模块或•对模块提出具体的要求并•转入下一层设计方案论证没有现成模块可用的特殊模块关键模块、关键元件及相互接口以模块为单位的详细框图方案论证•下一层:•部件级行为描述设计•对部件(模块)的需求•部件的技术规范•功能描述方案论证•下一步:•部件级的结构描述与设计•部件设计规范与功能•单元电路之间的组合方案论证•第三步:•部件级的物理描述与设计•抽象的单元电路•选用具体的单元电路电子系统设计的步骤•••••。
电子看板方案设计

电子看板方案设计随着科技的飞速发展,电子看板方案设计已经成为许多行业的重要工具。
电子看板是一种高效的信息传递工具,能够实时更新信息,提高生产效率,降低生产成本,使企业更加精准地管理生产过程。
一、电子看板方案设计的基本原则1、简洁明了:电子看板应当简洁明了,使操作人员能够一目了然。
在设计时,应考虑使用易于理解的数据和图表,避免使用过于复杂的图形和信息。
2、实时更新:电子看板应实时更新数据,以便操作人员能够及时了解生产状态,做出相应的调整。
3、可定制性:电子看板应可定制,以满足不同企业的特定需求。
例如,可以根据企业的生产计划、人员配置等信息定制看板内容。
4、安全性:在设计电子看板时,应考虑系统的安全性。
应采取措施确保数据的安全性,防止未经授权的访问和数据泄露。
二、电子看板方案设计的核心功能1、数据采集:通过数据采集系统,实时获取生产现场的数据,如产量、质量、设备状态等。
2、数据处理:对采集到的数据进行处理,如统计、分析、预警等,将结果呈现在电子看板上。
3、实时监控:通过电子看板,操作人员可以实时了解生产现场的情况,包括生产进度、设备状态、质量情况等。
4、决策支持:通过对数据的分析,为管理人员提供决策支持,如调整生产计划、优化工艺流程等。
5、信息发布:通过电子看板,发布各种信息,如通知、公告、规章制度等。
三、电子看板方案设计的实现方式1、软件系统:选择合适的软件开发平台和语言,开发出符合企业需求的电子看板软件。
2、数据采集硬件:选择合适的数据采集硬件,如传感器、PLC等,以获取生产现场的数据。
3、网络系统:建立合适的网络系统,将数据采集硬件与电子看板软件连接起来,实现数据的实时传输。
4、显示设备:选择合适的显示设备,如LED屏幕、液晶显示器等,用于展示电子看板的内容。
5、用户界面设计:根据用户的需求,设计出简洁明了、易于操作的用户界面。
6、系统集成:将电子看板软件与企业的其他系统进行集成,如ERP、MES等,实现数据的共享和交互。
柔性电子系统的设计原则与优化方法

柔性电子系统的设计原则与优化方法随着科技的不断进步,柔性电子系统作为一种新型的电子技术,正在迅速发展和应用。
与传统硬件电路相比,柔性电子系统具有重量轻、可弯曲、可折叠等特点,使其在可穿戴设备、可弯曲显示屏、智能医疗设备等领域具有巨大的潜力。
本文将探讨柔性电子系统的设计原则和优化方法,以期为相关领域的专业人士提供参考。
首先,柔性电子系统的设计应遵循以下原则:1. 系统整合性原则:柔性电子系统由多个组件和模块组成,包括电路、传感器、电源等。
设计时应考虑系统的整体性能,确保各个组件能够正常工作并相互协调。
因此,在设计过程中需要综合考虑电路布局、信号传输和能耗等问题。
2. 功耗与能效原则:柔性电子系统通常是依靠有限的电池供电,因此设计中应尽可能降低系统的功耗,延长电池寿命。
优化电路的设计,降低元器件的电流消耗,采用功耗较低的传感器和处理器是有效的方法。
同时,采用节能策略和算法,如休眠模式、功耗优化算法等,可以提高系统的能效。
3. 可靠性与耐久性原则:柔性电子系统需要在不断变化的环境条件下工作,如弯曲、折叠、挤压等。
因此,设计时应考虑系统的可靠性和耐久性。
合理选择材料,提高电路板和连接器的柔性,加强组装和封装技术,可以有效提高系统的稳定性和耐用性。
接下来,我们将介绍柔性电子系统的优化方法:1. 材料与工艺优化:选择合适的材料对柔性电子系统的性能至关重要。
例如,采用高弹性材料可以增加系统的柔韧性;选择导电性好、耐环境变化的材料可以提高系统的稳定性。
此外,优化工艺流程,提高制造质量和一致性,对提高系统的性能和可靠性也有重要作用。
2. 电路模块优化:柔性电子系统由多个电路模块构成,各模块之间的协作是保证系统正常运行的关键。
优化电路布局,减少信号干扰和功耗,可有效提高系统的性能。
采用高度集成和高度一体化的电路模块,可以减小系统体积和重量,提高可靠性和稳定性。
3. 电源管理优化:柔性电子系统的电源管理对于延长电池寿命和提高能效至关重要。
电子电路设计的一般方法与步骤

电子电路设计的一般方法与步骤电子电路设计的一般方法与步骤一、总体方案的设计与选择1.方案原理的构想在设计一个复杂的系统时,需要进行原理方案的构思。
这就是要确定用什么原理来实现系统要求。
为此,需要对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究,找出其关键问题,并提出实现的原理与方法。
同时,应该广泛收集与查阅有关资料,提出尽可能多的方案以便作出更合理的选择。
所提方案必须对关键部分的可行性进行讨论,并通过试验加以确认。
2.总体方案的确定原理方案选定以后,便可着手进行总体方案的确定。
为了把总体方案确定下来,必须把每一个框图进一步分解成若干个小框,每个小框为一个较简单的单元电路。
总之,应从单元电路和单元之间连接的设计与选择出发,恰当地分解框图。
二、单元电路的设计与选择1.单元电路结构形式的选择与设计按已确定的总体方案框图,对各功能框分别设计或选择出满足其要求的单元电路。
因此,必须根据系统要求,明确功能框对单元电路的技术要求,必要时应详细拟定出单元电路的性能指标,然后进行单元电路结构形式的选择或设计。
满足功能框要求的单元电路可能不止一个,因此必须进行分析比较,择优选择。
2.元器件的选择1)元器件选择的一般原则在选择元器件时,应根据单元电路的要求,选择性能稳定、质量可靠、价格合理的元器件。
同时,还要考虑元器件的电气参数是否符合要求,以及元器件的封装形式和安装方式是否适合设计要求。
在选择元器件时,还要考虑其供应渠道是否可靠,以及是否有足够的库存量。
在电子元器件领域,元器件的品种规格繁多,性能、价格和体积各异,新品种不断涌现。
因此,我们需要经常关注元器件信息和新动向,多查阅器件手册和有关的科技资料,熟悉常用的元器件型号、性能和价格,以便为单元电路和总体电路设计提供有利的信息。
在选择合适的元器件时,需要进行分析比较,首先考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求,然后考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。
随着微电子技术的飞速发展,集成电路的应用越来越广泛。
电子系统设计部分课后答案

V
R3 R2 R3
VCC
1 2
VCC
所以取R2=R3=10k。
静态时,放大器输出电压应等于同相
输入端电压。
C1、C2为放大器耦合电容,取 C1=C2 =10uF。
电压放大倍数︱Auf︱=RF/R1 =10,所以RF=10R1。 取R1=20k,则RF=200k。
第二次作业及参考答案
1、用一双电源供电的运放,设计一单电源交流电压放大电路, 电压放大倍数为10倍。
v4
2R2 R1
R1
v R1
1
2R2 R1
(v1
+
v2 )
_ A1
R2 R3 _
vo
_ vo
R4 R3
(v3
v4 )
R4 R3
1
2R2 R1
(v1
v2 )
vR1=v1-v2
iR1
Av
vo v1 v2
R4 R3
1
1、什么是电子系统?电子系统由哪几部分组成以及每部分的 作用。 答:通常将由电子元器件或部件组成的能够产生、传输、采 集或处理电信号及信息的客观实体称之为电子系统。
一般电子系统由输入电路、信息处理、输出电路三大部分 组成。 输入电路:主要是对输入信号进行预处理,比如滤波或模数 转换等,使更加适合信息处理; 信息处理:对预处理后的信号进行运算、转换、比较等不同 的处理。 输出电路:对处理后的信号进行功率放大或数模转换等,使 之适合输出需要。
先进性,主要针对科研攻关项目。
可靠性,主要针对军工、航天领域。
实用性,主要针对市场产品,要求对价格、性能和可靠性综
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电子系统设计的基本原则和设计方法
一、电子系统设计的基本原则:
电子电路设计最基本的原则应该使用最经济的资源实现最好的电路功能。
具体如下:
1、整体性原则
在设计电子系统时,应当从整体出发,从分析电子电路整体内部各组成元件的关系以及电路整体与外部环境之间的关系入手,去揭示与掌握电子系统整体性质,判断电子系统类型,明确所要设计的电子系统应具有哪些功能、相互信号与控制关系如何、参数指标在那个功能模块实现等,从而确定总体设计方案。
整体原则强调以综合为基础,在综合的控制与指导下,进行分析,并且对分析的结果进行恰当的综合。
基本的要点是:(1)电子系统分析必须以综合为目的,以综合为前提。
离开了综合的分析是盲目的,不全面的。
(2)在以分析为主的过程中往往包含着小的综合。
即在对电子系统各部分进行分别考察的过程中,往往也需要又电子局部的综合。
(3)综合不许以分析为基础。
只有对电子系统的分析了解打到一定程度以后,才能进行综合。
没有详尽以分析电子系统作基础,综合就是匆忙的、不坚定的,往往带有某种主管臆测的成分。
2、最优化原则
最优化原则是一个基本达到设计性能指标的电子系统而言的,由于元件自身或相互配合、功能模块的相互配合或耦合还存在一些缺陷,使电子系统对信号的传送、处理等方面不尽完美,需要在约束条件的限制下,从电路中每个待调整的原器件或功能模块入手,进行参数分析,分别计算每个优化指标,并根据有忽而
指标的要求,调整元器件或功能模块的参数,知道目标参数满足最优化目标值的要求,完成这个系统的最优化设计。
3、功能性原则
任何一个复杂的电子系统都可以逐步划分成不同层次的较小的电子子系统。
仙子系统设计一般先将大电子系统分为若干个具有相对独立的功能部分,并将其作为独立电子系统更能模块;再全面分析各模块功能类型及功能要求,考虑如何实现这些技术功能,即采用那些电路来完成它;然后选用具体的实际电路,选择出合适的元器件,计算元器件参数并设计个单元电路。
4、可靠性与稳定性原则
电子电路是各种电气设备的心脏,它决定着电气设备的功能和用途,尤其是电气设备性能的可靠性更是由其电子电路的可靠性来决定的。
电路形式及元器件选型等设计工作,设计方案在很大程度上也就决定可靠性,在电子电路设计时应遵循如下原则:只要能满足系统的性能和功能指标就尽可能的简化电子电路结构;避免片面追求高性能指标和过多的功能;合理划分软硬件功能,贯彻以软代硬的原则,使软件和硬件相辅相成;尽可能用数字电路代替模拟电路。
影响电子电路可靠性的因素很多,在发生的时间和程度上的随机性也很大,在设计时,对易遭受不可靠因素干扰的薄弱环节应主动地采取可靠性保障措施,使电子电路遭受不可靠因素干扰时能保持稳定。
抗干扰技术和容错设计是变被动为主动的两个重要手段。
5、性能与价格比原则
在当今竞争激烈的市场中,产品必须具有较短的开发设计周期,以及出色的性能和可靠性。
为了占领市场,提高竞争力,所设计的产品应当成本低、性能好、
易操作、具有先进性(核心竞争力),在设计要充分考虑电子电路的性能与价格比。
二、电子系统的设计方法
在传统与现代电子系统设计中有如下几种常用的设计方法:
1、自底向上设计方法
传统的系统设计采用自底向上的设计方法。
这种设计方法采用“风而知之”的思想,在系统功能划分完成后,利用所选择的元器件进行逻辑电路设计,完成系统各独立功能模块设计,然后将选各功能模块按搭积木的方式连接起来构成更的功能模块,直到构成整个系统,完成系统的硬件设计。
这个过程从系统的最底端开始设计,直至完成顶层的设计,因此将这种设计方法称为自顶向下的设计方法。
用自底向上设计方法进行系统设计时,整个系统的功能验证要在所有底层模块设计完成之后才能进行,一旦不满足设计要求,所有底层模块都需要重新设计,延长了设计的时间。
2、自底向下设计方法
目前VLSI系统设计中主要采用的方法是自顶向下设计方法,这种方法的主要特征是采用综合设计喝硬件描述语言,让设计人员用正向的思维方式重点考虑求解的目标问题。
这种采用概念和规划驱动的设计思想从高层系的系统级入手,从最抽象的行为描述开始把设计的主要精力放在系统的构成、功能、验证直至底层的设计上,从而验证设计、测试、工艺的一体化。
当前EDA工具及算法把逻辑综合和物理设计过程结合起来的方式,有高层工具的前向预测能力,较好地支持了自顶向下设计方法子啊电子设计中的应用。
3、层次式设计方法
它的基本策略是将一个复杂系统按功能费解成可以独立设计的子系统,子系统设计成功后,将各子系统拼接在一起完成整个系统的设计。
一个复杂的系统分解成子系统进行设计可大大降低设计复杂度。
由于各子系统可以独立设计,因此具有局部性,即各子系统的设计与修改只影响子系统本身,而不会影响其他子系统。
利用层次性可以将一个系统划分为若干子系统,然后子系统可以在分解成更小的子系统,重复这一过程,直至子系统的复杂性达到了在细节上可以理解的适当的程度。
模块化是实现层次式设计方法的重要技术途径,模块化是将一个系统划分成一系列的子模块,对这些子模块的功能和物理界面明确的加以定义,模块化可以帮助设计人员阐述或明确解决问题的方法,还可以在模块建立时检查其属性的正确性,因而使系统设计更加简单明了。
将一个系统工作能够并行开展,缩短设计时间。
4、嵌入式设计方法
现代电子系统的规模越来越复杂,而产品的上市时间却要越来越短,即使采用自顶向下设计方法和更好的计算机辅助设计技术,对于一个百万门级规模的应用电子系统,完全从零开始自主设计是难以满足上市时间要求的。
嵌入式设计方法在这种背景下应运而生。
嵌入式设计方法除继续采用自顶向下设计方法和计算机综合技术外,他的最主要的特点是大量知识产权模块的复用,这种IP模块可以是RAM、CPU以及数字信号处理器等。
在系统设计中引入IP模块,使得设计者可以只设计实现系统其他功能的部分已经与IP模块的互联部分,从而简化设计,缩短设计时间。
一个复杂的系统通常既包含硬件,又包含软件,因此需要考虑哪些功能用硬件实现,哪些功能用软件实现,这就是硬件\软件协同设计的问题。
硬件\软件协同设计要求硬件和软件同时进行设计,并在设计的各个阶段进行模拟验证,减少设计的反复,缩短设计时间。
硬件\软件协同是将一个嵌入式系统描述划分为硬件和软件模块一满足系统的功耗、面积和速度等约束的过程。
嵌入式系统的规模和复杂度逐渐增长,其发展的另一趋势是系统中软件实现功能增加,并且软件区分不同的产品,增加灵活性,快速响应标准的改变,降低升华级费用和缩减产品上市时间。
5、基于IP的系统芯片(SOC)的设计
为了解决当前集成电路的设计能力落后于加工技术的发展与集成电路行业的产品更新换代周期缩短等问题,基于IP的集成电路设计方法应运而生。
对于集成电路设计师来说,IP是可以完成特定电路功能的模块,在设计电路时可以将IP看做黑箱,只要保证IP模块与外部电路的接口,而不需要知道其内部操作。
这样在设计芯片时所处理的是一个个的模块,而不是单个的门电路,可以大幅度的降低电路设计工作量,加快芯片的设计流程。
利用IP还可以使设计师不必了解设计芯片所需要的所有技术,降低了芯片设计的技术难度。
利用IP进行设计的另一个好处是消除了不必要的重复劳动。
IP与工业产品不同,复制IP时不需要花费任何代价的,一旦完成了IP的设计,使用的次数越多,则分摊到每个芯片的初始投资越少,芯片的设计费用也因此会降低。
优秀的电路实现方法是简洁、可靠的。
要以最少的社会劳动消耗获得最大的劳动成果。
这里所说的社会劳动,包括在产品设计、产品生产、产品维护以及元器件的生产中所付出的劳动。
为了控制产品成本,常常采用目标价格反算法,也
就是先更具市场调查对相应的技术指标制定目标价格,然后在设计实施中找出影响产品经济指标的关键因素,并采取针对性较强的措施。
三、思路扩展
采用系统集成法应特别重视接口电路的设计,在考虑自己所承担的模块设计时,一定要考虑与之相连模块的接口特性,尽量考虑到模块之间的电平匹配和阻抗匹配。
在可能的条件下,尽量采用通用的标准接口。
对于空中无线接口,则应考虑信道、编码方式等接口特性。
系统集成法特别适合于监控系统、网络工程、有线电视系统、舞台灯光音响系统、自动化控制系统等。
在作这些系统或工程时,往往采用现成的部件或设备,所考虑的是这些部件或设备的技术指标及系统的性价比。
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