试论通信电子线路中的EAD技术

古丽巴努·阿不来提

摘要：随着信息时代的发展和迅速变化，计算机技术不断更新，电子产品的设计技术的更新也越来越快。EDA即电子设计自动化（Electronic Design Automation）就在这样的环境中诞生的。EDA技术在许多领域中有着广泛的应用，例如：机械、军事、矿产、电子、通信、化工、生物、医学、航空航天等，尤其是EDA技术在通信电子领域中带来的便利愈加明显。新时代电子产品设计中的重要技术之一——EDA技术，它为电子产品的设计开拓了崭新的思路，大大推动了电子产品设计的发展和创新。该文先讲述EDA技术的概念，然后探讨在通信电子线路中EDA技术的应用。

关键词：EDA技术；通信技术；电子线路；信息化；发展

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）02-0174-02

当今的社会是高速发达的信息化时代，信息化时代的发展离不开信息技术的支持，更离不开电子产品的更新换代。竞争日益激烈的电子产品和信息技术高速发展，采用EDA技术在电子产品设计中取得了一定的实践结果。这一技术的应用为EDA技术的发展提供了实践基础，推动电子技术的发展，降低了设计者的劳动强度，也为信息化事业的发展提供了理论依据。

1 EDA技术概述及发展

EDA技术作为现代技术的核心，它借助于工具软件平台，能系统地完成文件的设计、编译、优化及仿真测试，从而达到改善当今电路设计的目的，有效地提高了劳动效率，节约了劳动成本，使电子技术得到了发展。

EDA技术即电子设计自动化技术（Electronic Design Automation，EDA），是把计算机科学、微电子技术发展作为基础和先导，同时将多种计算机应用学科中最先进的技术如计算机图形学、微电子工艺与结构学、拓扑逻辑学、计算数学等综合运用，是以先进的计算机为工作平台，开发的一整套电子系统设计的软件工具。

EDA技术的发展经历了三个阶段：第一阶段是70年代的CAD阶段。由于发展水平低，技术不够成熟，人们只是利用计算机的程序编辑功能，把手工劳动改为计算机劳动或计算机辅助设计。相应的这个时期人们用PCB布线软件、电路模拟软件、IC版图编辑等软件代替了手工操作。

第二阶段是CAE阶段。随着国外先进技术的涌进，了电路功能新技术，新技术的诞生带动了更多新成果的取得，比如在集成电路的功能设计、结构设计、电子系统的设计工具、设计方法等方面，因此推动了EDA技术的进步，这些新技术将电气连接、网络布局系统连接在一起，从而实现了自动布局布线、电路设计、逻辑仿真及PCB分析等功能。Mentor Graphics、Valid Daisy等就是这一阶段的CAE产品。

第三阶段也就是20世纪90年代到现在，这一个阶段实现了自动化、智能化和信息化发展的融合，EDA技术实现了智能化，在一个芯片上能够集成的晶体管数量变多，一般可达数百万乃至上千万，工作速度可达到Gb/s，推进了高层综合（High Level Synthesis，HLS）有关方法和理论的发展，两种标准硬件描述语言VHDL和Verilog HDL形成。采用高级语言、系统仿真和综合技术将很多高层次的设计用EAD工具完成，解决了日益复杂的电子系统设计问题，使整个社会的工作和学习变得简单化，大大降低了劳动强度，为提高社会生产效率奠定了扎实的理论基础。

2 EDA技术在通信电子线路中的应用分析

1）EDA技术在通信产品中的应用。近几年来，人们生活质量的提高对通信产品的要求也越来越高，模拟话音、模拟加密、模拟信道等数字化的要求也越来越高，为了满足以上要求，必须大量使用高速的电子电路及数模混合电路。传统的电路设计既耗时，又增加成本。EDA工具能满足以上要求，可以更精、准、快地设计出通信产品所需电路。

2）EDA技术在通信电子线路教学方面的应用。目前EDA工具软件大致有三类，芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件和系统设计辅助软件。其中可编程芯片辅助设计软件和系统设计辅助软件是我国通信电子线路设计中应用最为广泛的。常见的EDA工具软件有Protel、PSPICE、Multisim2001、Altium Designer、PCAD、Matlab等。下面以Muhisim2001为例阐述一下EDA技术在通信电子线路教学中的应用。通信电子线路是电子信息工程、通信工程等专业课程设置中极为重要的基础性课程。学生通过对课程的学习，能够熟悉通信领域的基本知识，熟悉有关通信的基础理论知识，进一步地了解通信系统中的各种功能单元电路的工作原理和分析设计技术，从而使学生能够建起信号处理理论与通信理论的基本知识框架。通信电路的仿真是对于通信电子线路的教学有重要的作用，在以往的教学活动中，需要借助于电路或者实验箱进行，这就需要有不同的仪器设备参与，而且对实验的仪器和设备的精度要求非常严格。传统的通信电子线路的仿真一般是需要使用不同的仪器同时进行分析、检测以及计算，这样就使得得出的实验数据很可能差异较大，从而也就影响了实验结果。Muhisim2001是世界最著名的电路仿真标准工具之一，利用它进行通信电子线路的仿真实验，使教学内容得到了丰富，并且增加可做实验的种类，扩展了高频电路实验的种类，同时也大大地提高了实验结果的准确度，从而提高了实验的效率。另外，Muhisim2001使用的是数字仪表，在实验精准度方面比传统通信电子线路的仿真改善了很多。利用Muhisim2001进行通信电子线路仿真实验，具有很高的实用价值。利用Muhisim2001可以在教学的过程中进行多样化的实验，比如对于验证性实验，它提高了准确度，有效地提高了实验效率；对于开发性实验，我们可根据实验原理构建出电路，进行仿真实验并输出相关数据和实验分析结果；对于综合性实验，它可以加深学生对实验的认识和理解，在原有的电路上修改部分单元或添加新的单元，实现更多的新功能。此外，利用Muhisim2001还可以分析双边带调制电路，直观到看到输入/输出信号的波形及幅度的变化，仿真分析一些波形复杂的电路。由此可以看出，Muhisim2001能对通信电子线路进行设计、分析与仿真，还能够将实验结果用图表形式直观得表达出来，便于学生掌控整个实验过程，增进学生对通信电子线路基础知识的了解。总之，把Muhisim2001应用于通信电子线路课程的教学当中，能够有效提高实验课的课堂效率，更好地保证实验课的课堂质量，对学生相关基础知识的学习具有重要的作用意义。

3 EDA技术在理论分析仿真方面的应用

在通信电子线路分析与设计的过程中经常需要进行输入，输出信号的波形、频谱分析，在这一过程中采用Multisim2001软件进行仿真分析具有明显的优势。传统的设计方法是需要先设计制作出一个整机，然后进行实验，试验合格后才能批量生产，否则重新设计，重新制作样机直到合格，人力物力耗费较多，并且可靠性比较低。而Multisim2001软件解决了这一过程中的许多技术难关，简化了整机制作的过程，还节约了人力物力。由于Multisim2001软件功能强大，界面简洁，因此非常适合对波形复杂、计算难度高的电路进行仿真分析。Multisim2001软件对通信电路进行仿真分析，电路输入/输出信号的波形、幅度变化等规律可以让使用者很直观地感受到。将其应用在通信电子线路中，为设计提供了可靠的依据，使设计过程更科学，设计标准更精确。因此EAD技术已经成为电子产品研发过程中不可或缺的技术。

4 EDA技术在射频电子领域中的应用

在通信电子产品中，EDA技术的推广应用和通信电子线路教学方面应用及其理论分析仿真方面的应用广泛，EDA技术最重要的应用体现在电路设计方面，下面就针对EDA技术在射频电子电路的设计中的应用进行阐述。EDA技术能针对射频电子元件及相关的设备仪器进行模拟，也就是在没有实验室的条件下给使用者提供与实验室效果一样的电路设计，极大地方便了电子电路的教学与设计。EDA技术把计算机作为一种工具，借助于计算机中的软件平台，用VHDL（硬件描述语言）对设计文件进行编程，然后计算机按照自顶向下的设计方法自动编译、综合、优化布局布线和仿真，直到对于特定目标芯片的适配编译、编程下载和逻辑映射等工作完成为止。目前在射频电路中EDA工具主要有Agilent公司的ADS软件，这款软件是目前比较齐全的、综合性强的电子设计软件，能够高精度地准确计算器件费分析、电路设计、通信系统分析及微波平面等多方面内容。由于其高速、精确的设计能力，EDA成为保障高精端电路性能的一个重要工具，并且在这些软件的进一步完善过程中，其在电路设计领域将会得到更广泛的应用和更快速的发展。

5 结束语

EDA技术是融合计算机技术、电子技术及智能化技术而迅速发展的。它的发展改变了电子电路设计领域的现状。EDA技术通过计算机这个工作平台，借助硬件描述语言VHDL进行电路设计文件编制，再由计算机完成接下来的工作。EDA技术在通信电子线路中有着十分广泛的应用，并且对电子通信的发展有着很大的促进作用，对于辅助设计、电子电路设计以及PCB设计具有重要的作用。我们要对其进行合理应用，发挥其应有的效果，使通信电子线路有更好的发展。

参考文献：

[1] 高有华，龚淑秋，李忠波.基于EDA电子线路的仿真研究[J].沈阳工业大学学报，2002（24）：4.

[2] 彭其圣，杨木清.EDA技术对电子技术教学的改进[J].高校应用技术，2004（16）.

[3] 宁红宙，刘云，何德全.具有主动防御能力安全路由器的研究与设计[J].北京电子科技学院学报，2004（4）.