试论微电子设计自动化技术研究与应用

2019-12-22翟冠杰

电子制作 2019年1期

翟冠杰

（深圳市赛元微电子有限公司，广东深圳，518000）

随着我国科学技术水平的不断提升，电子自动化技术正在越来越多的融入到我们的生活及日常生产中，为我们的生活带来了诸多便利，在一定程度上影响着生产全过程。而且，随着民众生活品质的提升，对微电子技术提出了更高的要求，所以，对微电子自动化技术进行深入研究，对提高民众生活水平有积极的促进作用。

1 自动化技术和电子信息工程

自动化技术一项综合性技术，与电子学、计算机技术等都有着密切联系。在企业成产活动中应用自动化技术，能够极大节约成本，提高生产效率，使企业在激烈的竞争中站稳脚跟，立于不败之地。我们正在步入信息化时代，通过自动化技术，能够使信息交流更快，让企业发展的更加迅猛。自动化技术在信息工程中应用越来越广泛，主要是在工业领域，实现了办公全自动化。但我国在自动化技术方面的研究与国际先进国家还有一定的差距，一些功能还没有完全得到应用。通过在实际生产中应用自动化技术，能够极大节约劳动力，避免因人为失误而造成的生产失误，提高的生产效率，确保了生产安全，减少了生产成本，为企业的发展提供有力支持。在自动化技术实际应用中，一些人为操作不便的工作，通过自动化技术能够更加简便；流水线工作内容反复，工作程序单调乏味，通过自动化技术能够提高劳动效率。

电信工程指的是通过信息电子技术对信息进行存储、采集与管理，这样能够提高速度，使精确度更高。电子信息工程是通过硬件命名对信息进行处理，在电信工程中，我国绝大多数企业都使用的是国外核心技术，在创新方面有一定的欠缺。电信工程对社会的发展起到积极的促进作用，在数据的共享与传递方面已成为社会关注的焦点，也是未来信息化发展的必然趋势，能够有效弥补电信工程中的不足，促进电信工程技术应用，可使我国的电信工程得到进一步提升，对电信系统进行优化，让信息传输更加便利。

2 微电子设计自动化技术概述

改革开放至今，我国在自动化控制领域加大研究力度，传统的自动控制正在向智能化的程度前进。近些年来，我国的自动化技术取得了显著的成绩，微电子技术正在与自动化控制技术进行充分融合，促进了自动糊控制技术的进一步提升，带动民众的生活也得到了长小进步。所谓的微电子设计自动化技术，就是将自动化技术与微电子技术进行有机融合所产生的新型智能控制技术。将机械控制与电子电力进行结合，通过对控制电路进行科学的控制，就能够降低人为工作量，提高工作效率，更具环保理念。通过采用微电子技术，能够让自动控制逐步向集成化方向转变，不但缩小了产品体积，而且降低了耗能。目前世界范围内最高端的微电子技术产品为SOC系统，能够将所有外围电路与功能集成在一个体积很小的芯片之上，只要留有预置的外部借口，就能在控制系统中进行应用，也称之为自动化控制的核心，能够控制全部系统安全、可靠的运行。

3 微电子设计自动化的特点

微电子设计自动化的发展与计算机技术同步，是通过计算机编程来完成的。设计人员通过将所要完成的指令利用计算机进行编程，将编写好的程序下载至控制芯片中就能实现预期的控制功能。此外，这种通过编程的形式，不但节约了大量的硬件资源，还使控制系统变得更加灵活，如果需要对现有的控制程序进行改变，只需要改变原有的程序代码即可实现，无需对硬件进行更改，不但节约了成本，还提高了工作效率。通过自动化控制技术与微电子技术的有机结合，能够助力自动控制英禄的进一步发展与创新。微电子设计自动化具体由以下几个特点：

3.1 使用计算机编程控制

随着集成电路技术的发展，能够将需要的全部功能都集中在一块很小的芯片之上，可通过计算机进行编辑不同的程序来完成所需要的控制功能。与传统的控制系统相比较，集成电路不需要在外部加装其他硬件，对于不同的控制功能，仅仅修改控制代码就能够完成。不论是调试，还是成本节约，亦或是工作效率方面，通过编程来实现的方式都具备明显的优势。

3.2 集成度高

随着微电子技术的全面提升，未来的电子线路将向微型化的方向发展，将不同功能的线路集成在统一的芯片上，不但能够有效降低系统的体积，还便于使用人员的安装与移动。而且功率消耗也随着集成度的不断提升而降低，这也是控制系统的另一项优势，将此集成控制系统使用在工业控制系统中，能够节约大量成本，还能够缩小设备占有的空间。

3.3 功能调节方便

在实际操作过程中，不可能只对某一特定的对象进行控制，而且即便是控制某个单一的对象，工业系统的不断升级，也会带动控制功能的不断完善。正如上文所述，微电子自动化技术是是以计算机编程控制为基础的，如果需要改变现有的控制功能，仅仅需要改变控制代码，并将其下载至芯片中即可完成。此外，通过计算机的编程控制，还能够对系统中存在的漏洞进行修补，能够随时随地保护系统的安全，并对其进行升级操作。

3.4 开发时能进行仿真

在使用控制系统前，能够对其进行仿真操作，这也是微电子自动化技术的另一特点，对于传统的自动化控制技术来说，在实际操作中，需要进行数据采集与数据调试，需要在现场进行调试。微电子自动化技术的优势所在就是能够通过计算机技术对其进行仿真，在自动化控制中引入微电子技术，能够彻底改善自动化系统设计中关于数值的问题，只要通过合理的仿真就能确保控制系统在具体操作中的精准性。

4 微电子设计自动化系统设计过程

微电子设计自动化系统一般由两部分构成，分别是自动化执行端与微电子控制端。如果依照此种功能进行划分，系统则由数据模块、监测模块、输入模块以及仿真模块组成。

4.1 输入模块的设计

输入模块作为控制系统的命令输入端，能够发出全部的控制命令。因此输入模块则为计算机编程设计，通过计算机语言对命令定义，通过解析，能够对控制系统的全部功能进行科学的拆分。输入模块的设计品质直接决定了系统执行程度的功效，所以在对输入模块进行设计的过程中，要落实好最优化处理，让执行效率尽可能大，尽量避免出现冗余代码。

4.2 数据模块的设计

在控制系统中，存储了许多控制信息，数据模块的功能就是对这些数据进行妥善管理。自动化系统对控制精准度具有较高要求，这也就使得在数据提取与数据存储方面需要较快的速度，对数据模块进行设计的过程中，最核心的内容就是处理数据的速度方面。良好的数据模块会对系统性能起到积极地作用。

4.3 仿真模块的设计

设计仿真模块的首要目的就是要能够真反映出系统实际运行状况，通过对实际运行条件进行模拟，能够发现系统中存在的漏洞，并采取有针对性的功能调整。

4.4 检测模块的设计

检测模块不在系统功能模块的范畴内，而是在系统运行中，对系统出现的故障进行检测。确保系统中的漏洞能够得到及时发现与修正。

5 微电子设计自动化技术的应用

通过上文分析可知，微电子设计自动化具备多种优势，而且已经融入到我们的日常生活及生产活动中，也别是随着仿真技术的发展，也对目前高校教育进行了改革，通过集成技术，方便开发各种应用程序。

5.1 工业电气控制

微电子技术在一定程度上促进自动化的全面发展，我们也可是说是助力了工业社会的进一步发展，在各行各种中，处处可见自动控制机器人的身影。例如，在汽车制造领域中，流水生产线上拥有大量的自动化机器人，降低了人工作业量。机器人自动化设备使用的就是微电子设计自动化技术，通过微电子技术芯片对生产线上的机器人进行控制，可通过人为操作进行干预或是对系统进行升级，为我国的工业发展提供了有力的技术支持。