电子工程师离不开的那些电路设想东西,你用过几个?

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EDA手艺是在电子CAD手艺根底上开展起来的计算机软件系统,是指以计算机为工做平台,合成了利用电子手艺、计算机手艺、信息处置及智能化手艺的 最新功效,停止电子产物的主动设想。操纵EDA东西,能够将电子产物从电路设想、性能阐发到设想出IC邦畿或PCB邦畿的整个过程在计算机上主动处置完成。

EDA常用软件

EDA东西屡见不鲜,目前进进我国并具有普遍影响的EDA软件有:protel、MentorPADS、OrCAD、Mentor WG、Mentor EN、allegro、EWB、PSPICE、 Synopsys等等。按次要功用或次要利用场所,大致可分为电路设 计与仿实东西、PCB设想软件、IC设想软件、PLD设想东西及其它EDA软件。

电子电路设想与仿实东西

电子电路设想与仿实东西包罗:

SPICE/PSPICE、EWB、Matlab、SystemView、Multisim、MMICAD等。下面简单介绍前三个软件。

1)SPICE:由美国加州大学推出的电路阐发仿实软件,如今用得较多的是PSPICE6.2,在同类产物中是功用最为强大的模仿和数字电路混合仿实 EDA软件,它能够停止各类各样的电路仿实、鼓励成立、温度与噪声阐发、模仿掌握、波形输出、数据输出、并在统一窗口内同时展现模仿与数字的仿实成果。无 论对哪种器件哪些电路停止仿实,都能够得到切确的仿实成果,并能够自行成立元器件及元器件库。

2)EWB软件:20世纪90年代初推出 的电路仿实软件。相关于其它EDA软件,它是较玲珑的软件(只要16M)。但它对模数电路的混合仿实功用却非常强大,几乎100%地仿实出实在电路的结 果,而且它在桌面上供给了万用表、示波器、信号发作器、扫频仪、逻辑阐发仪、数字信号发作器、逻辑转换器和电压表、电流表等仪器仪表。它的界面曲看,易学 易用。它的良多功用模仿了SPICE的设想,但阐发功用比PSPICE稍少一些。

3)MATLAB:它的一大特征是有浩瀚的面向详细利用的东西箱和仿实块,包罗了完全的函数集用来对图像信号处置、掌握系统设想、神经收集等特殊利用停止阐发和设想。它具有数据摘集、陈述生成和MATLAB语言编程产生独立C/C++代码等功用。

PCB设想软件

PCB设想软件品种良多,如Protel/AD、OrCAD、Viewlogic、Cadence PSD、Mentor公司的Mentor EN、Mentor WG以及Mentor PADS等系列。常用的PCB设想软件还有Zuken CadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO等等。

先来说说Mentor旗下几个常用系列东西!

Mentor公司有三个系列的PCB设想东西,别离是:

Mentor EN系列,即Mentor Board Station.

Mentor WG系列,即Mentor Expedition.

还有PADS系列,即PowerPCB.

上面讲到的Mentor PADS,也就是以前的PowerPCB/PowerLogic系列,是低端的PCB软件中更优异的一款,其界面友好、随便上手、功用强大而深受中小企业的喜爱,在中小企业用户占有很大的市场份额。

其他两个系列Mentor EN系列和Mentor WG系列与Cadence Allegro一样,都是目前更高端的PCB软件,像中兴、华为那类大型公司城市利用那些高端的设想软件。

此中,Mentor Expedition(WG系列)是拉线最顺畅的软件,被誉为拉线之王,它的主动布线功用十分强大,布线规则设想十分专业。

Mentor EN系列是从早期UNIX系统移植到Windows系统,也是最专业的PCB东西软件,但其进修难度较大,自学的话会比力食力。

PADS系列则相对来说比力简单易用且上手快,设想乖巧,用户的自在度也十分高,很合适初学者及热衷于自学的群体。

再来说说Altium公司的Protel和AD

Protel/AD也有很多高校用户,它拥有完全的全方位电位设想系统,包罗了电原理图绘造、模仿电路与数字电路混合信号仿实、多层印刷电路板设想(包罗印刷电 路板主动规划布线),可编程逻辑器件设想、图表生成、电路表格生成、撑持宏操做等功用,并具有Client/Server(客户/办事器系统构造,同时还 兼容一些其它设想软件的文件格局,如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。

最初来谈谈Cadence Allegro.

Cadence公司拥有Orcad/SPB/PSD等多个系列,三者都是Cadence公司基于capture和allegro的PCB设想套件,区别仅在于软件设置装备摆设。

Orcad的设置装备摆设是低端产物,存在价格低的长处,但是在Orcad中Allegro 的功用比力弱,只要各项根本功用而没有constrain manager,假设需要SI或者constrain manager呢,就需要别的的增加设置装备摆设了。

PSD和SPB其实是统一个工具,PSD是Allegro系统互连设想平台的早期版本,后来新出的版本喊做 SPB,因为改进了设想理念,所以修改了套件包的名称。

由此各人应该大白了,SPB是Allegro最全功用的版本。

权衡一个软件的好坏,此中一个很现实的原则就是看它的市场占有率,也就是它的普及和时髦水平.Cadence Allegro如今几乎成为高速板设想中现实上的工业原则,被良多大型电子通信类公司摘用,因而掌握Cadence Allegro对求职有本色的搀扶帮助;别的其进修资本也比力丰富,比力合适自学。

如今Cadence公司的系列产物有:Cadence SPB16.2, Cadence SPB16.0, Cadence SPB 15.7, Cadence SPB15.5, Cadence SPB15.2等。板级电路设想系统。

Cadence Allegro如今几乎成为高速板设想中现实上的工业原则,其进修资本也比力丰富,比力合适自学。

曾经有人那么评判Cadence:

“Cadence是高速板设想中现实上的工业原则。无论哪一方面都超牛。Cadence PCB Layout东西绝对一流,略微熟悉一点后就不再想用其他东西了,布线超爽。仿实方面也长短常的牛,有本身的仿实东西,信号完全性仿实,电源完全性仿实都能做。在做pcb高速板方面牢牢占据着霸主地位。要晓得那个世界上60%的电脑主板40%的手机主板可都是拿Allegro画的。”

IC设想软件

IC设想东西良多,此中按市场合占份额排行为Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。

1)设想输进东西:像Cadence的composer,viewlogic的viewdraw,硬件描述语言VHDL、Verilog HDL是次要设想语言,许多设想输进东西都撑持HDL。别的像Active—HDL和其它的设想输进办法,包罗原理和形态机输进办法,设想 FPGA/CPLD的东西大都可做为IC设想的输进手段,如Xilinx、Altera等公司供给的开发东西,Modelsim FPGA等。

2)设想仿实工做:EDA东西的一个更大益处是能够验证设想能否准确,几乎每个公司的EDA 产物都有仿实东西。

Verilog—XL、NC—verilog用于Verilog仿实,Leapfrog 用于VHDL仿实,Analog Artist用于模仿电路仿实。Viewlogic的仿实器有:viewsim门级电路仿实器,speedwaveVHDL仿实器,VCS— verilog仿实器。Mentor Graphics有其子公司Model Tech 出品的VHDL和Verilog双仿实器:Model Sim。Cadence、Synopsys用的是VSS(VHDL仿实器)。如今的趋向是各大EDA公司都逐步用HDL仿实器做为电路验证的东西。

3)综合东西:综合东西能够把HDL酿成门级网表。那方面Synopsys东西占有较大的优势,它的Design Compile是综合的工业原则,它还有别的一个产物喊Behavior Compiler,能够供给更高级的综合。此外,美国还出了一家软件喊Ambit,比Synopsys的软件更有效,能够综合50万门的电路,速度 更快。不外Ambit已被Cadence公司收买,为此Cadence舍弃了它本来的综合软件Synergy。

跟着FPGA设想的规模越来越大,各EDA 公司又陆续开发了用于FPGA设想的综合软件,比力有名的有:Synopsys的FPGA Express,Cadence的Synplity,Mentor的Leonardo,那三家的FPGA综合软件占了市场的绝大部门。

4)规划和布线:在 IC设想的规划布线东西中,Cadence软件是比力强的,它有良多产物,用于原则单位、门阵列已可实现交互布线。最有名的是Cadence spectra,它本来是用于PCB布线的,后来Cadence把它用来做IC的布线。

其次要东西有:Cell3,Silicon Ensemble—原则单位布线器;Gate Ensemble—门阵列布线器;Design Planner—规划东西。其它各EDA软件开发公司也供给各自的规划布线东西。

5)物理验证东西:物理验证东西包罗邦畿设想东西、邦畿验证东西、邦畿提取东西等等。那方面Cadence也是很强的,其Dracula、Virtuso、Vampire等物理东西有良多的利用者。

6)模仿电路仿实器:前面讲的仿实器次要是针对数字电路的,关于模仿电路的仿实东西,普及利用SPICE,那是独一的抉择。只不外是抉择差别公司的 SPICE,像MiceoSim的PSPICE、Meta Soft的HSPICE等等。HSPICE如今被Avanti公司收买了。在浩瀚的SPICE中,更好最准的当数HSPICE,做为IC设想,它的模子最 多,仿实的精度也更高。

PLD设想东西

PLD(Programmable Logic Device)是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功用的数字集成电路。目前次要有两大类型:CPLD(Complex PLD)和FPGA(Field Programmable Gate Array)。它们的根本设想办法是借助于EDA软件,用原理图、形态机、布尔表达式、硬件描述语言等办法,生成响应的目标文件,最初用编程器或下载电 缆,由目标器件实现。消费PLD的厂家良多,但最有代表性的PLD厂家为ALTERA、Xilinx和Lattice公司。

PLD的开发东西一般由器件消费厂家供给,但跟着器件规模的不竭增加,软件的复杂性也随之进步,目前由专门的软件公司与器件消费厂家协做,推出功用强大的设想软件。

PLD(可 编程逻辑器件)是一种能够完全替代74系列及GAL、PLA的新型电路,只要有数字电路根底,会利用计算机,就能够停止PLD的开发。PLD的在线编程才能和强大的开发软件,使工程师能够在几天,以至几分钟内就可完成以往几周才气完成的工做,并可将数百万门的复杂设想集成在一颗芯片内。PLD手艺在兴旺国度已成为电子工程师必备的手艺。

PLD消费及开发东西:

1)ALTERA—20世纪90年代以后开展很快,后被英特尔收买。次要产物有:MAX3000/7000、FELX6K/10K、APEX20K、ACEX1K、Stratix等。其开发东西—MAX+PLUS II是较胜利的PLD开发平台,最新又推出了Quartus II开发软件。Altera公司供给较多形式的设想输进手段,绑定第三方VHDL综合东西,如:综合软件FPGA Express、Leonard Spectrum,仿实软件ModelSim。

2)XILINX—FPGA的创造者。产物品种较全,次要有:XC9500/4000、Coolrunner(XPLA3)、Spartan、Vertex等系列,其更大的 Vertex—II Pro器件已到达800万门。开发软件为Foundation和ISE。凡是来说,在欧洲用Xilinx的人多,在亚太地域用ALTERA的人多,在美国则是不相上下。全球PLD/FPGA产物60%以上是由Altera和Xilinx供给的。能够讲Altera和Xilinx配合决定了PLD 手艺的开展标的目的。

3)Lattice—Vantis Lattice是ISP(In—System Programmability)手艺的创造者,ISP手艺极大地促进了PLD产物的开展,与ALTERA和XILINX比拟,其开发东西比Altera 和Xilinx略逊一筹。中小规模PLD比力有特色,大规模PLD的合作力还不敷强(Lattice没有基于查找表手艺的大规模FPGA),1999年推出可编程模仿器件,1999年收买Vantis(原AMD子公司),成为第三大可编程逻辑器件赐与商。2001年12月收买Agere公司(原 Lucent微电子部)的FPGA部分。次要产物有ispLSI2000/5000/8000,MACH4/5。

4)ACTEL—反熔丝(一次性烧写)PLD的指导者,因为反熔丝PLD抗辐射、耐凹凸温、功耗低、速度快,所以在军品和宇航级上有较大优势。ALTERA和XILINX则一般不涉足军品和宇航级市场。

5)Quicklogic—专业PLD/FPGA公司,以一次性反熔丝工艺为主,在中国地域销售量不大。

6)Lucent—次要特征是有很多用于通信范畴的公用IP核,但PLD/FPGA不是Lucent的次要营业,在中国地域利用的人很少。

7)ATMEL—已被Microchip收买,中小规模PLD做得不错。ATMEL早年也做了一些与Altera和Xilinx兼容的片子,但在操行上与原厂家仍是有一些差距,在高可靠性产物中利用较少,多用在低端产物上。

8)Clear Logic—消费与一些闻名PLD/FPGA大公司兼容的芯片,那种芯片可将用户的设想一次性固化,不成编程,批量消费时的成本较低。

9)WSI—消费PSD(单片机可编程外围芯片)产物。那是一种特殊的PLD,如最新的PSD8xx、PSD9xx集成了PLD、EPROM、Flash,并撑持ISP(在线编程),集成度高,次要用于共同单片机工做。

其它EDA软件

1)VHDL语言超高速集成电路硬件描述语言(VHSIC Hardware DeseriptionLanguagt,简称VHDL),是IEEE的一项原则设想语言。它源于美国国防部提出的超高速集成电路(Very High Speed Integrated Circuit,简称VHSIC)方案,是ASIC设想和PLD设想的一种次要输进东西。

2)Veriolg HDL 是Verilog公司推出的硬件描述语言,在ASIC设想方面与VHDL语言不相上下。

3)其它EDA软件如专门用于微波电路设想和电力载波东西、PCB造造和工艺流程掌握等范畴的东西,在此就不做介绍了。

在文章完毕即将完毕前,再介绍一下Saber软件!

Saber 是混合信号、混合手艺设想与验证东西,在电力电子、数模混合仿实、汽车电子及机电一体化范畴得到普遍利用。Saber软件在手艺、理论及新产物开发方面保 持明显优势,其大量的器件模子、先辈的仿实手艺和切确的建模东西为客户供给了全面的系统处理计划,在并在手艺方面不竭地完美立异。

Saber 的建模东西运用普遍,有可用于电源、机电、磁、热、负载等各类建模东西。Saber也有特殊的设想与验证办法:“自顶向下”(Top- Down Design)设想与“自下而上”(Bottom-Up)仿实验证办法。在做了建模办法演示、混合手艺设想办法演示、线缆设想(从电气设想到线缆消费)流 程演示后,Johnson演示了单毛病形式仿实调试;关键参数与非关键参数的多毛病形式仿实调试,展现了Saber仿实器Testify的强大功用。

Saber的典型案例是航空器范畴的系统设想,其整个设想过程包罗了机械手艺、电子手艺、液压手艺、燃油系统、娱乐系统、雷达无线手艺等复杂的混合手艺设想与仿实。从航空器、汽船、汽车到消费电子、电源设想都能够通过Saber来完成。

在开关电源设想中,假设有变压器,saber仿实是更好的,变压器模子比力全。saber仿实如今次要问题就是没有教材。不便利进修。

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