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　　题 目: EDA在电子线路中的应用

　　本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等(列出主要参考文献)

　　随着电子技术和计算机技术的发展，电子产品已与计算机紧密相连，电子产品的智能化日益完善，电路的集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越短。电子设计自动化(EDA)技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。

　　EDA 是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写，在20 世纪90 年代初从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。EDA 技术就是以计算机为工具，设计者在EDA 软件平台上，用硬件描述语言HDL 完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。与早期的CAD 软件相比，EDA 软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。

　　国内从目前的EDA 技术来看，其发展趋势是政府重视、使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。中国EDA 市场已渐趋成熟，不过大部分设计工程师面向的是PC 板和小型ASIC 领域，仅有小部分(约11%)的设计人员开发复杂的片上系统器件。为了与台湾和美国的设计工程师形成更有力的竞争，中国的设计队伍有必要购入一些最新的EDA 技术。在EDA 软件开发方面，目前主要集中在美国。但各国也正在努力开发相应的工具。日本、韩国都有ASIC 设计工具，但不对外开放 。中国华大集成电路设计中心，也提供IC 设计软件，但性能不是很强。相信在不久的将来会有更多更好的设计工具有各地开花并结果。据最新统计显示，中国和印度正在成为电子设计自动化领域发展最快的两个市场，年复合增长率分别达到了50%和30%。

　　在产品设计与制造方面，包括前期的计算机仿真，产品开发中的EDA工具应用、系统级模拟及测试环境的仿真，生产流水线的EDA 技术应用、产品测试等各个环节。如PCB 的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、ASIC 的流片过程等。从应用领域来看，EDA 技术已经渗透到各行各业，如上文所说，包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA 有应用。另外，EDA 软件的功能日益强大，原来功能比较单一的软件，现在增加了很多新用途。如AutoCAD 软件可用于机械及建筑设计，也扩展到建筑装璜及各类效果图，汽车和飞机的模型、电影特技等领域。

　　Multisim2001 是加拿大Interactive Image Technologies 公司于2001 年推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的非常优秀的EDA 软件。它丰富的元件库中提供了超过16000个组件, 且大多数采用实际模型,确保了仿真和设计结果的真实性和实用性; 它提供了包括示波器、频谱分析仪、网络分析仪等多达十余种的虚拟仪表,各种仪器均可在同一实验中同时多次使用, 并能将用于电路测试任务的各式仪器非常逼真地与电路一起放置在同一操作界面上, 进行各项测试试验;它具有完备的分析手段, 如直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、用户定义分析、噪声图形分析和射频分析等多种分析手段, 基本上能满足一般电子电路的分析设计要求; 它界面形象直观、简单易用, 电路的原理图输入/ 建立、仿真、分析和结果显示/ 输出均在同一环境中完成;Multisim 2001 既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真, 也可进行数模混合仿真, 还具有射频(RF)电路的仿真功能。

　　[1]马风格.Multisim在电子线路实验教学中的应用探索[J].实验技术与管理，2005(12)：73-75.

　　[2]Chinnock C.Microdisplay and manufacturing infrastructure mature at SID2000[J].Information Display,2000,16(9):18-21.

　　[3]林 刚. 电路设计与制板-Protel 应用教程[M].北京：清华大学出版社，2007：18-29

　　研究的目标、内容和拟解决的关键问题

　　研究目标：

　　1.查阅相关资料，了解电子线路工作原理;

　　2.设计相关电子线路;

　　3.完成Multisim2001软件的测试和仿真。

　　研究内容：

　　1.EDA相关软件在电子线路中的应用，EDA软件按主要功能或主要应用场合，可分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件;

　　2.掌握电子线路的重要原理，在电子线路分析与设计过程中, 经常要对输入、输出信号进行波形、频谱分析。本课题就以电子线路中几个重要的电路——调幅、调制与解调、混频电路以及典型放大电路为例, 分别对这些仿真电路工作原理进行理论分析和功能验证;

　　3.Multisim2001软件的基本操作，包括如何生成子电路、在电路工作区内输入文字、输入文本、编辑图纸标题栏，还有Multisim2001的电路创建的基础、元器件的选用、电路图选项的设置等，以更好的在电子线路测试和仿真过程中应用。

　　拟解决的关键问题：

　　1.熟悉Multisim2001操作环境;

　　2.温习电子线路相关课程，掌握电子线路的重要原理，能自行设计;

　　3.将设计好的电子线路用Multisim2001软件完成，并存在自定元器件库中。

　　研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

　　研究方法：

　　熟悉Multisim2001操作环境，先理论分析相关电路的输出结果，然后应用软件将设计好的电子线路生成在该软件的操作界面上，再保存在电子元器件库中，在调试和仿真过程中调用，更改其中元器件参数，并通过软件的仿真了解不同改变对电子线路的影响，最后将仿真分析出的结果和理论分析出的结果相比较，得出结论。

　　技术路线：

　　1.查阅相关资料，了解EDA在电子线路中的重要应用;

　　2.了解Multisim2001软件在电子线路仿真测试中的作用;

　　3.设计相关电子线路;

　　4.结合电子线路的原理，设计仿真结果的要求;

　　5. 电子线路在软件中搭建;

　　6.仿真调试。

　　实验方案：

　　首先设计电子线路，然后结合Multisim2001软件的功能实现设计功能仿真，待相关电子线路在软件中搭建好之后，在Multisim2001平台上进行软件仿真调试，系统实现。

　　可行性分析：

　　在过去的几年间，Multisim2001在电子线路仿真测试领域中已经得到了相当广泛的应用，通过网络和书籍可以找到大量的参考实例。同时，不同电子线路实现的功能也已经很成熟，我们所做的工作只是根据电子线路实验的要求，对现有的实例进行调整修改，并加入一些自己的创新。

　　特色或创新之处

　　EDA技术发展迅猛，特别是在教学中的应用，如何把电子线路仿真和测试更好的和EDA技术相结合成为信息学科的热门问题，比如实验中不消耗实际的元器件;实验所需元器件的种类和数量不受限制;实验成本低，实验速度快，效率高;设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用等。

　　如果能将Mutisim 2001 为电子线路的功能验证及性能分析提供一套新的、简便易行且经济可靠的方法, 将会使这种方法在教学中得到更好的应用。

　　研究计划及预期进展

　　20XX.2：明确任务，查阅资料，提出初步设计思路;

　　20XX.3：设计并画出流程图、框图;

　　20XX.4：设计电路图，进行仿真;

　　20XX.5：电路图的修改、仿真，论文初稿、定稿。

　　已具备的条件、尚缺少的条件和拟解决的途径(包括利用教学实验中心、科研实验室、实习基地、校外其它企事业单位等条件的计划与落实情况)

　　已具备的条件：

　　拥有电子线路知识的基础，并已具备设计中核心的软件—Multisim2001。

　　尚缺少的条件：

　　一些相关的实验器材、工具和相关的学习资料。

　　拟解决的途径：

　　1.通过查阅图书馆相关书籍;

　　2.通过学校图书馆提供的便捷的数据库接入，查阅相关期刊论文和优秀硕士生毕业论文。

　　一、论文(设计)选题来源:

　　1:长春广播电视大学毕业设计题目.

　　2:吉林省森工集团信息化发展前景与规划.

　　3: 吉林省林业设计院网络中心网络改造与发展规划.

　　4: 吉林省林业系统生态信息高速公路构建课题.

　　二、论文撰写与设计研究的目的:

　　跟随1946年第一台计算机在美国诞生,人类文明发展到一个崭新的时代.尤其是20世纪后10年,以计算机网络的飞速发展为契机,我们进入了信息时代.人们的生活和工作逐渐以信息为中心,信息时代更离不开网络, 任何一个规模企业尤其开始依赖网络,没有网络企业就面临着落后.

　　吉林省的林业分布十分广泛,以长白山系为主要脉络的山地广泛分布各种森林资源,而作为林业及林业环境的发展,林业生态信息则是一个更为庞大的系统,快捷,准确,合理,系统的采集,处理,分析,存储这些信息是摆在我们面前的十分现实的问题.在信息交流的这个世界中,信息好比货物,我们需要将这些货物(信息)进行合理的处理,其中以硬件为主的计算机网络系统是这些货物(信息)交流的"公路"和"处理厂",我做这个题目,就是要为它画出一条"公路"和若干"处理方法"的蓝图.

　　由于森工集团这样的特定企业,其一,它是一个统一管理的企业,具有集团化的特点,网络的构建具有统一性.其二,它又在地理上是一个分散的企业,网络点也具有分散性.然而,分散中还具有集中的特点,它的网络系统的设计就应该是板块化的.从信息的角度来讲,信息的种类多,各种信息的采集传输处理角度也不尽相同,我们在设计的过程中不仅要考虑硬件的地域布局,也要考虑软件平台的配合.

　　没有最好,只有更好;更新观念,大步向前.我相信,在导师的精心指导下,经过我的努力,我将为它们创造出一条平坦,宽阔的"高速公路".

　　1、论文(设计)研究的对象:

　　拟订以吉林省林业系统为地理模型,以林业网络综合服务为基本需求,以网络拓扑结构为设计方向,以软件整合为应用方法,开发设计一套完整的基于集散集团企业的企业网络系统.

　　2、论文(设计)研究预期达到目标:

　　通过设计,论文的撰写,预期达到网络设计全面化,软件整合合理化,网络性能最优化,资金应用最低化,工程周期最短化的目标.

　　3、论文(设计)研究的内容:

　　（一）主要问题:

　　设计解决网络地域规范与现有网络资源的利用和开发.

　　设计解决集中单位的网络统一部署.

　　设计解决多类型网络的接口部署.

　　设计解决分散网络用户的接入问题.

　　设计解决远程瘦用户网络分散点的性能价格合理化问题.

　　设计解决具有针对性的输入设备的自动化信息采集问题.

　　合理部署网络服务中心的网络平衡.

　　优化网络服务系统,营造合理的网络平台.

　　网络安全问题.

　　基本应用软件整合问题.

　　（二）论文(设计)包含的部分:

　　1,地理模型与网络模型的整合.

　　2,企业内部集中部门网络设计.

　　3,企业内部分散单元网络设计——总体分散.

　　4,企业内部分散单元网络设计——远程结点.

　　5,企业内部分散单元网络设计——移动结点.

　　6,企业网络窗口(企业外信息交流)设计.

　　7,企业网络中心,服务平台的设计.

　　8,企业网络基本应用软件结构设计.

　　9,企业网络特定终端接点设计.

　　10,企业网络整合设计.

　　4、论文(设计)的实验方法及理由:

　　由于设计的过程并不是工程的施工过程,在设计过程中详尽的去现场建设肯定有很大的难度,也不是十分可行的,那么我们在设计的阶段就应该进行仿真试验和科学计算.第一步,通过小型网络测试软件平台,第二步,构建多个小型网络搭建全局网络模拟环境,第三步,构建干扰源利用小型网络集总仿真测试.

　　5、论文(设计)实施安排表:

　　1.论文(设计)阶段第一周次:相关理论的学习研究,阅读参考文献资料,制订课题研究的实施方案,准备试验用网络硬件和软件形成试验程序表及试验细则.

　　2.论文(设计)阶段第二周次:开始第一轮实验,进行小型网络构建试验,模拟网络服务中心,模拟区域板块,模拟远程及移动网络.

　　3.论文(设计)阶段第三周次:进行接口模拟试验,测试软件应用平台,完善课题研究方案.

　　4.论文(设计)阶段第四周次:完成第一轮实验,提交中期成果(实验报告1).

　　5.论文(设计)阶段第五周次:进行第二轮实验,模拟环境(干扰仿真)实验,提交实验报告2.

　　6.论文(设计)阶段第六周次:完成结题报告,形成论文.

　　三、论文(设计)实施工具及参考资料:

　　小型网络环境,模拟干扰环境,软件平台.

　　吴企渊《计算机网络》.

　　郑纪蛟《计算机网络》.

　　陈济彪 丹青 等 《计算机局域网与企业网》.

　　christian huitema 《因特网路由技术》.

　　[美]othmar kyas 《网络安全技术——风险分析,策略与防火墙》.

　　其他相关设备,软件的说明书.

　　1、论文(设计)的创新点:

　　努力实现网络资源的全面应用,摆脱将单纯的网络硬件设计为企业网络设计的模式,大胆实践将软件部署与硬件设计阶段相整合的网络设计方法.

　　题目可行性说明及预期成果:

　　2、可行性说明:

　　由于题目结合了"吉林省森工集团信息化发展前景与规划""吉林省林业设计院网络中心网络改造与发展规划""吉林省林业系统生态信息高速公路构建课题",使得题目紧密结合生产实际,于是进行《企业网络设计——基于集散企业的综合网络设计》具有现实意义.