基于微电路的电子设计自动化技术应用研究

基于微电路的电子设计自动化技术应用研究

作者姓名：孙宇吉，李冰

单位：江苏金陵机械制造总厂省市：江苏省南京市邮编：211100

摘要：由于目前的雷达（特别是空基和星载的雷达）技术和技术性能都有很高的要求，同时还需要体积小、重量轻、可移动性好，因而被广泛采用。由于微电路技术的不断进步，使得其结构更加精密、装配的密集程度和功率消耗都有了很大的提升，这就使得微电路设计提出了更高的技术需求，如微电路模拟与优化、热设计与可靠性预测、布线设计等技术上的综合设计，都不适合于人工设计和单纯的CAD设计，所以要把新一代的电气设计技术应用于微电路设计。新一代EDA技术利用了一个并行设计的环境（也就是一个完整的设计环境），它把与设计相关的软件（例如模拟和优化软件、热设计软件和排版配线软件等等）整合到一起，从而实现了设计资料的统一和管理。这些系统可以实现并行运行，共用一个设计资料库，使微电路的性能、可靠性、密度和造价都得到了极大的改善。

关键词：微电路；电子设计；自动化技术

1 电子设计自动化技术

电子设计自动化技术包括：

第一部分是在体系中进行分版式的设计。在进行系统的内部分模块的设计中，主要针对模块的输入函数进行了设计，使软件的开发工作更加的科学化，并通过引入函数实现了系统的内部的优化和更新。当系统中存在编程时，通过该模块的输入函数，可以对该代码进行定期的检测和修改，从而使该系统的内部软件能够正常工作。

其次是资料的功能性部分。在程序编制中，由于需要大量的资料和大量的资料，因此要进行科学的管理，必须要有一个资料版面。在软件开发中，除了需要生成大量的程序数据外，还存在着许多的数据，因此，若不能对这些数据进行及时的分析，将会对整个系统的工作造成很大的负面作用。此外，该模块的数据模块还可以对该系统进行管理与升级，从而实现对该系统的扩展。

最后给出了模拟的部分。本模块的工作内容包括：对系统的数据进行数据的解析与测试，并对其实际工作状况进行仿真，并对其内在的工作状况和发展状况进行处理，从而让用户了解整个系统的工作流程。该方法能够在人工的电子环境下，对系统的故障进行最优的处理和仿真，从而达到稳定的工作状态。

2 电子设计自动化技术应用现状

电子设计自动化技术是把电子学的一部分嵌入到一块晶片中，通过计算机程序把所教授的内容通过计算机程序来进行数据的处理，从而达到教育目的。当前，国内各大学均采用了电子设计自动化技术，并将其与其它技术有机地融合在一起，以实现该体系的开发与应用。同时，电子设计自动化技术也可以实现对产品的控制。比如，在进行电子器件测试的时候，通过使用自动控制技术来测试各种电子器件，并且可以按照自己的思路来进行设计和制造，既可以锻炼自己的创造力，又可以提升测试的品质。结果表明，把计算机技术引入大学的实验课程，既可以确保大学的实验课程的质量，又可以使实验课程的过程大大缩短，因而得到了广大教师和学生的普遍使用。

电力产品中的电子设计自动化技术以电力控制为主要发展趋势，它可以通过对电力设备中的各种控制进行优化，从而确保电力控制的工作品质。此项技术应用于工程实践中，成本低，优化时间短，可有效地改善电力系统应用的品质。以科技进步为例，研究开发工作者在进行电子产品的最佳化设计时，必须不断地对现有的产品进行不断地升级，以确保其与当前的发展趋势相适应。为节省最小的费用，设计者无需对现有的电子设备进行再设计，而仅对现有的电子设备进行最优的设计。利用电子设计自动化技术进行电子产品的优化，既可以解决用户的多种需要，又可以提高其使用的效率。从这一点可以看到，采用自动控制技术不仅可以推动电器工业的发展，而且还可以对其进行改进和改进，从而确保其设计的品质。

3 微电路仿真与优化技术

在微电路的设计与优化中，必须采用EDA的多级窗等多种方法来实现对数模和模数两种方案的设计。EDA对已经完成的电气结构进行了分析，并通过EDA软件，将其元件清单、参数列表、线路网络表格等进行了模拟和优化。EDA就是在工厂制造有限的情况下，通过计算机应用数学的方法，通过对VLSI的逻辑功能设计，后端综合，布局布线，物理验证，工厂流程要求等设计方法。EDA是一种多学科交叉、技术大成的交叉学科，它包括设备物理学家、化学家、应用数学家、电气工程师、计算机专家、运筹学专家。EDA软件能够将一个复杂的在线系统从一个高层次的函数转化到一个精确而具体的图形化的图形化。EDA的革新使设计者的工作效率大大提升。但是，由于对功能、性能和带宽的要求，设计人员必须把更多的功能集成到芯片设计中去，比如把多核CPU、GPU和神经网络协同处理集成在一起，随着芯片集成规模、密度和复杂程度的不断提升，芯片设计速度和企业的投资能力都面临着日益严峻的考验，所以必须进行更深层次的开发。

4 热设计与可靠性设计

采用EDA软件的微电路热分析程序进行了三维元分析算法的热分析。该软件包含了常见元器件的热学参数（包括元器件的类型、采用的工艺、最大耗散功率、芯片与封装外壳的热阻、封装外壳到衬底的热阻、散热系数等等），对于一些资料库中没有的元器件，可以通过元器件供应商的热学参数来确定它们的热学参数。在进行热学分析之前，必须先编制元件档案。元件文档中包括了要进行热学设计的全部元件和它们的性能参数。其次，要设置热学设计所需的各种参数，如环境温度，微电路周围的风速，强迫风冷却方向等，微电路自身的特征（如电路衬底厚度、与周围电路的距离等），微电路衬底上元器件的定位（将热量的计算与布线相联系，以便使分析更为精确），以及可接受的最高温度等。当以上的参数设定完毕后，就可以运行该程序，该程序将微电路的等温曲线、各元器件的结温和封装箱的温度和失效率、电路衬底的表面和效率、微电路中的预设过热点的数据。通过对环境参数、元器件特性、元器件布置等因素的调整，对其进行了大量的热计算，最终得出比较理想的温场，从而实现微电路的热学设计。

最后，利用EDA的可靠性分析程序，可以预测微电路的可靠度。在可靠度计算中，参考美国标准MIL-HDBK-217D标准中的元件强度估计方法（元件的应力预测方法、元件的计算方法），然后根据元件的热学特性，例如元件的结构件的封装壳温度，元件和衬底的失效率，便自动算出微电路的平均无故障时间（MTBF）。

5总之，随着越来越多的人开始重视电子产品的自动控制，提高其使用品质已是业界人士十分关心的问题。文章从分析了基于微型电路的电气设计自动控制技术的实际情况入手，认为对其进行深入的探讨，可以有效地改善其在实际中的使用效果，从而推动国内的科学技术进步。因此，对其在设计中的运用进行深入的探讨，将为今后的发展打下坚实的基础。利用电子设计自动化技术，对机载、舰载、机载和机载雷达微电路进行了模拟与优化设计、热设计与可靠性预测、布线设计等方面的设计，极大地改善了设计效率和设计质量，一次设计的成功率达到了100%，设计周期也由原来的人工设计和电脑辅助设计的2-3个月缩短为1-2周，并且设计出的微电路具有高性能、高可靠性、高密度和低成本的特点。EDA技术和产业自身经历了近五十年的发展，已经达到了一个相当完善的阶段，因此，我们必须对EDA技术和产业进行反思，以适应新的环境问题。

参考文献

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[3] 张云涛,陈家宽,温浩宇.中国集成电路制造供应链脆弱性研究[J].世界科技研究与发展,2021,43(03):356-366.