机械电子工程设计及模式研究

刘璐

摘 要：时代的进步，科学技术的革新，电子产品不断更新换代。研究发现，如今的电子产品具备较高的集成度，且体积较小，容量较大，那么在这种状况下，对电子产品的设计提出了较高要求。基于此，本文主要对机械电子工程设计与模式进行探讨，希望给相关人员提供参考。

关键词：机械电子工程；设计；应用

机械电子工程已经作为科技发展的产物，成为了高新技术的代表，在各个国家和领域都有大力度的研究和投入。在我国，机械电子工程不仅仅作为重要的高科技产业，还对全面提高我国的国际竞争力具有积极的意义。

1 机械电子工程中的技术要点——EDA技术

在机械电子工程设计中，EDA技术是一种新技术，是机械电子工程设计中非常重要的技术。在实际应用过程中，EDA技术的主要载体是能进行大规模编程的逻辑器件，在进行编程的时候，使用硬件描述语言的表达方式。在EDA技术应用的过程中，需要利用計算机和可编程逻辑器件等，作为开发软件或试验软件，对特定的目标芯片进行适配编译和逻辑映射，最终形成电子新系统或专用集成芯片。EDA技术的发展是在电子电路CAD技术上形成的计算机软件系统。EDA技术的组成部件是编译器、综合器、下载器和适配器，对于综合器，是用来将设计师的设计文件进行转换，成为该系统的门级描述，综合器的作用其实就是能将硬件和软件进行相互连接。对于适配器，是能生成最终下载文件，并能将其安排到指定对的器件中。目前，在机械电子工程设计方面，主要的核心技术就是EDA技术，其主要是因为在EDA技术中应用的是HDL高级语言，HDL高级语言可以实现公开利用、描述范围广，在进行机械电子设计中，能起到非常多的辅助作用，在进行后期交流、修改和保存的过程中也十分方便，且该语言能对现有的已经完成的设计方案进行自动在线升级。另外，EDA技术有着非常高的自动化程度，对一些常规的仿真、纠错等工作能够快速完成。

2 EDA技术的应用

当前，EDA技术已经在我国的很多领域得到了充分利用，比如教学、科研、设计、制造等行业，都是因为即使引入了EDA技术，才得以迅速发展。下面笔者将针对EDA技术在我国的应用进行探讨。

2.1 在教学方面

EDA技术已经是目前几乎是所有理工类院校的教学科目，尤其是机械电子工程设计专业，更是将其作为重点专业课程进行教学，这样做的主要目的就是让学生充分了解并掌握相关的EDA技术的概念与原理，并运用HDL语言编写相关的逻辑算法，进而学会简单的系统设计，为学生未来的就业打下基础。

2.2 在科研方面

科研阶段主要是通过电路的仿真工具来完成电路的设计，通过虚拟器来进行电子产品的调试，把OLI器件的开发应用到设备中。比如，当用到无线通讯系统CDMA时，为了区分不同的呼叫对象，CDMA就需要对每个手机和基站的编码进行合理的区分和识别，以找到不同的呼叫对象，这种判断依据是通过匹配滤波器的输出显示在输入数据流中的探调到特定的码序列，FRGA能够提供适合的滤波器，并完成数据处理的功能，体现了这项技术在信息通讯领域中的广泛应用。

2.3 在设计和制造方面

不论是高科技成果下的微处理器，还是彩电、音响等家用电器，EDA技术都在这些领域留下了深深的烙印。它不只是作为前期的模仿和调试而受到广泛应用，同时还关系到PCB的制作环节、电子设备的研发阶段以及焊接电路板等重要环节。

3 机械电子工程设计存在的问题

3.1 对于设计成果保护较为缺乏

根据我国机械电子市场的调查报告显示，当前我国存在大量的虚假机械电子产品，而且还存在部分商家仿冒他人品牌产品的现象，这种情况出现的主要原因，还是我国对机械电子产品设计成果的保护不够重视，而且相关设计人员也没有对自己所设计的产品具有维权意识，因此，机械电子产品设计成果的相关保护势在必行。

3.2 人才缺乏特定教育

尽管我国机械电子工程专业学生比较多，不过由于专业教学课程体系的限制，导致机械电子专业学生不能形成系统性学习，影响了学生在机械电子专业方面的实际应用。同时，机械电子专业教师更加注重学生的动手操作能力，忽视了学生相关理论知识的掌握，以至于出现了学生能够进行简单的机械电子设计，却无法明白其中的设计原理，也无法将其应用到更加宽广的领域，加上学生缺少综合性设计思想，所以很多机械电子专业的毕业生不能胜任设计岗位，就业率严重下滑。此外，我国从事机械电子设计的人员数量也相对较多，不过受自身能力的限制，这些设计人员不能紧跟时代发展的趋势，同时缺乏应有的发展眼光，最终造成机械电子设计行业发展较为缓慢。

4 机械电子工程设计的要点

4.1 仿真分析

在一款产品设计出来之后需要经过分析其是否具有现实意义上的可行性。而检验这个现实可行性的行为称之为仿真性分析。这个仿真性实验的主要工具就是EDA技术。EDA技术通过对产品的模拟实验建立相应的的模型，通过对模型进行仿真分析，得出一个函数，分析出其是否具备现实可行性。只有通过了仿真性分析的检验，才能将产品推向市场，才能真正地用于实践。所以，仿真性分析是机械电子工程设计的第一大要点。

4.2 优化设计

通过优化设计方案，可以保证更加稳定和可靠的应用电子元件，促使其容差和工作环境达到最优化。如果将传统的电子工程设计方法无法全面勘查电子元件环境，容易有不同方面的漏洞，这样就无法保证电子元件的容差和工作环境温度符合相关要求。而将EDA技术运用过来，则可以有效优化设计方案，原因就在于其可以分析计算电子方案环境，依据获得的电子元件的环境温度等数值资料，来优化设计方案，只有这样，方可以保障其能够可靠安全的工作。

4.3 防静电设计

人们日常接触到的这些机械电子产品，都是相关设计人员通过精心的设计并利用设计程序完成的，不过在科技迅猛发展的今天，我国的集成电路设计工作也变得愈加复杂，机械电子设计人员需要技术做好产品的防静电设计，确保产品的安全。我们都知道，静电在我们的生活中随处可见，而且其对设备的破坏力度也非常大，因此，机械电子设计人员需要充分了解静电的危害，在设计产品的时候加以关注，并保证防静电区域的整洁，降低静电发生的几率。

4.4 有效分析

EDA技术中非常重要的一点就是对电特性进行有效分析。机械电子工程设计中，相关人员需要及时对其中的理论数据进行分析，包括数据分析以及相应的特性分析，而要想确保这些数据与特性分析结果的准确性，就不能使用传统的设计方法，否则设计过程会受到很多方面的限制，同时相关分析结果的准确性也会受到影响。而EDA技术能够对整个设计系统进行全面的有效分析，对于保证数据的准确性以及分析结果的科学性都具有重要意义，这样设计出来的方案具有更高的科学性与合理性。

5 结束语

综上所述，机械电子工程在推动我国科技进步和社会发展方面有着非常重要的意义，而 EDA 技术在机械电子工程技术方案设计的应用中为我国的电子工程行业带来了巨大的变革，因此，必须加大对机械电子工程设计的创新与研究，才能通过科技改变我们的生活，进而促进社会的进步与发展。

参考文献

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