电子产品的结构设计精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇电子产品的结构设计范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】 电子产品 结构设计 设计原理 使用寿命

一、前言

现如今，各行各业运用的电子产品越来越多，电子产品的安全性和使用寿命受到越来越大的重视。而为了保障电子产品的安全性和更长的使用寿命必须保障电子产品的设计原理合理，同时保证结构设计的准确性。本文重点的分析了电子产品结构设计的要求，原则以及影响因素。通过电子产品结构设计要求，原则及影响因素的分析，为以后的电子产品结构设计提供有力的帮助，保障设计出结构更加合理，安全性更高，使用寿命更久的电子产品。

二、电子产品结构设计的要求

第一，功能要求。电子产品归根结底是一件商品，对于使用者来说，满足其功能是其基本的要求。所以，电子产品必须在设计中体现自身的价值。第二，质量要求。电子产品要想有更好的效率和更高的效益，必须质量可靠，同时在结构上必须更加合理，外观美观。第三，结构更加优化。合理优化的电子产品结构主要是从其尺寸，工艺，使用材料等方面体现，通过这些方面的考虑和选择，找到最优化的结构设计方案。第四，结构设计上要满足创新性的要求。现如今，电子产品都能满足自身的功能要求，但要体现其创新性才能有更好的市场，比如多功能的电子产品，外观设计独特，更加吸引人的注意力等等。只有电子产品的创新性做好，产品安全性高，实用性强，外观设计美化，才能有更好的市场。

三、电子产品结构设计的原则

第一，各部分功能满足设计要求的原则。电子产品的基本原则就是设计的各部件，各部分的功能得以满足预先设计，能够满足基本的使用。第二，产品的强度和刚度满足要求的原则。电子产品作为一件商品，其强度和刚度必须满足要求，达到该产品的规范标准要求，只有满足这个原则，才能有更大的使用寿命。第三，工艺和装配上满足要求的原则。电子产品在工艺设计和装配上必须满足电子产品装配的要求，在这个原则满足后，产品才能更好的进行装配使用。第四，满足用户的审美要求的原则。电子产品最终作为商品使用，在满足使用者基本功能需求的基础上，要更加美观，这样才能更好的吸引使用者。

四、电子产品结构设计的影响因素

1、生产和维修方面的因素。电子产品结构设计的过程中，必须考虑后续的生产和维修因素。在设计中必须保障后续的生产更加合理，方便后续的生产，保障后续生产更加流畅合理。同时，在设计时，就必须考虑电子产品的后续维修。因为，一个电子产品不可能在使用中不出现问题，而出现问题后，就必须进行维修，所以在维修上更加方便的电子产品更容易满足要求。这需要设计者在结构设计上就必须考虑好。合理的结构设计，可以在电子产品出现问题进行维修时，能够方便的进行维修，而不破坏电子产品的本体。

2、零部件材料选择方面的因素。电子产品在设计中，零部件材料的选择会直接影响电子产品的使用寿命以及电子产品的安全性。所以，选择合适的材料是非常必要的。这就要求在电子产品零部件材料选择上，必须考虑环保，安全，可回收利用等等因素。在选择材料的时候，不能贪图便宜，要认真选择生产厂家，选择资质齐全，口碑好的材料生产厂家。

3、功能实现方面的因素。功能实现方面因素考虑是保障后续电子产品后续投入使用良好的关键。为了满足功能要求，必须考虑元器件布局、电路板布线、组件部件布局方面的相互影响。保障三者合理的实现功能，同时元器件布局、电路板布线、组件部件布局三者方面不会产生干扰的现象。

4、产品使用寿命方面的因素。电子产品结构设计必须考虑使用寿命的因素。用户购买电子产品首先考虑的就是能够长久使用。所以提升使用寿命，是电子产品设计者必须考虑的重要问题。而为了保障使用寿命更久，就必须设计更加合理，零部件参数选择更加优化，材料选择更加安全等等。

总结：总之，在以后的电子产品设计中，在保障其设计原理合理的基础上，注重其结构设计是非常有必要的，保障结构设计满足国家标准要求，并且根据其应用环境来设计合理的结构，来满足人们的需求，同时保持产品的安全性，保障电子产品使用寿命更长。

参 考 文 献

[1]曹伟智，田野. 产学研背景下的自行车产品设计研究[J]. 美苑. 2015（06）

[2]李晓明，姜红明，任召. 某高密度电子设备结构设计与解析[J]. 科技风. 2016（01）

[3]巫发茂，蒋龙，王健，朱维兵. 基于ANSYS Workbench某机载电子设备随机振动响应分析[J]. 现代电子技术. 2016（10）

篇(2)

从业务架构上来看，电子产品设计占宇朔整体业务的90%以上，其中消费类占70%、行业或定制类占20%。宇朔的历史可清晰地划分为四个阶段：委托设计阶段、自主创新设计阶段、自主设计+品牌营销阶段、ODM+自有品牌阶段。

区别于其他产品的设计，电子产品的工业设计需要将高科技、艺术创意和产业链环境相融合，更加体现集成创新的概念。宇朔工业设计认为设计过程中需要重点考虑四个方面：差异性、易用性、竞争性和趋势性。

云计算对IT的影响是各个层面的，电子产品设计概莫能外——终端的设计越来越简单，但“设计无处不在，设计可无中生有，有中生无”，交互界面的设计也是工业设计，人机界面和使用方式的设计已经独立为一个很大的设计需求市场。“工业设计组成元素是：人、产品、环境，硬件技术、软件技术以及内容，需要通过设计来实现，设计不仅指产品设计，而是广义的概念，且不能狭隘地把设计当成简单的外观造型、结构设计、配色等。现代科技的发展和工业设计是相辅相成的、共同成长的。”

谈到本次国内电子产品设计公司九强邀请展的意义，程益浪认为，品牌是一种标识，更是一种重要的经营资产。资产需要时间、空间和资本的长期持续积累并且需要精细化经营，它才能将无形资产转化为资本，从而实现社会价值。TOP品牌形象的推出在行业中具有强大的号召力和市场价值，可带动行业快速发展。

基于多年的设计经验，宇朔制定了未来业务的发展方向：坚持“三位一体”工业设计核心理念和创新设计服务模式，专注+专业的电子产品的设计研发和产业化。宇朔的业务不仅有主流的外贸出口业务，还要扩展为品牌和行业客户的服务业务，并将自主设计研发和产业化业务延伸到更多竞争更为激烈的市场。

优秀设计案例

篇(3)

Abstract： By analyzing the reason of the fault of digital walkie-talkie under harsh natural environment condition， one can draw a conclusion that the default of three-proofing design is the most critical factors of causing electronics products being unable to work. The article is based on configuration design of handheld digital walkie-talkie， applying rational principles and methods of three-proofing design， optimizing material and minimizing the influence of configuration design for product performance. Thereby it can highly improve product environmental adaptability under bad environment condition and reduce the fault rate of product.

关键词： 三防设计；数字对讲机；结构设计

Key words： three-proofing design；digital walkie-talkie；configuration design

中图分类号：TN802 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）16-0047-02

0 引言

21世纪，数字对讲机是现代指挥专用的主要无线通信方式，在实际的工作状态中，所发生的故障约一半是由环境因素导致的，其中90%以上是由温度、盐雾、湿度、霉菌和振动造成的。换句话说，设备的可靠性与环境因素有着重大关系。

在电子通信行业中，三防设计一般定义为防潮热设计、防盐雾设计和防霉菌设计。电子装备的“三防”性能，已成为系统整机重要的性能指标之一。随着现代通信技术的高速发展，工程师越来越重视三防设计，采用三防技术设计的数字对讲机，能有效降低设备的故障率，提高产品可靠性和适应使用环境能力。因此，加强产品的三防结构设计，减小环境对设备性能的影响，是产品设计中的重要环节。

1 结构设计对产品性能的影响

专用数字对讲机使用环境比较恶劣，采用三防技术设计的产品可适应野战的高低温，潮热，盐雾等严酷气候条件，并且能够长期稳定、可靠地工作。三防结构设计是三防设计完善与否的关键之一[1]，通过结构设计体现出三防设计的要求。因此，在电子设备的产品设计中，整机结构设计是否合理，不仅决定产品的成本高低，同时影响产品的使用性能。

当前，数字对讲机的结构设计存在诸多缺陷，主要体现以下方面：

①密封性差，防水防潮性能弱，导致对讲机在雨天或者潮湿气候条件下不能正常使用；②材料选择或者工艺处理不当，导致产品在盐雾环境使用时不能有效抵抗盐雾腐蚀，甚至断裂；③我国南方及沿海地区气候较潮湿，产品放置一段时间后就会发霉。

为解决上述不合理问题，需将三防设计的原则和方法融入结构设计中，从而提高对讲机的环境可适应性，机械性能以及电气性能。

2 三防结构设计

三防技术是涉及结构设计、电子元器件装配以及工艺和生产技术管理等内容的综合性系统工程[2]，其中结构设计为主要内容。运用三防设计的原则和方法，解决数字对讲机结构设计存在的不合理问题，主要考虑如下几点：

2.1 防潮热结构设计 在三防设计中，防潮热设计主要是防水设计。数字对讲机由于体积小、重量轻、电子元器件之间的间隙小，其采用的防潮热设计方法如下：

①优选防火、防锈蚀的合金材料；②在数字对讲机表面涂覆保护层以防止锈蚀；③整机采用外壳密封防水，将电子元器件与周围环境隔离，不与外界的空气、水或其他腐蚀介质接触。

依照《GB4208-93 电子产品外壳防护等级》标准，手持式数字对讲机属于外壳结构防水且不怕腐蚀的小型通信设备，其整机的防水等级为IPX7。为便于更快、更直观地检测产品的气密性，采用充气检测法代替浸渍试验。表1为数字对讲机气密检测的试验参数。

为达到要求的防水等级，数字对讲机结构设计时主要采用防水圈、防水双面胶及局部封胶等防水形式。如果防水等级要求比较高，可采用二次啤塑及超声波焊接方式防水[3]。以手持式数字对讲机为例，具体防水结构设计如下：

①受话器前腔的出声孔使用防水透气膜，既起到防水作用，也可以透气透声。

②采用硅橡胶密封圈防水方式。1）前壳和中壳以及中壳和后盖配合处采用截面为圆形，邵氏硬度为45±5°的硅橡胶密封圈防水，使数字对讲机成为一个密闭的腔体；2）功能旋钮和中壳局部配合处采用O型圈密封；3）硅胶按键周圈设计的半圆型凸台与前壳配合起到防水作用。

③采用防水胶的密封方式。如视窗玻璃和前壳，充电座周圈与后盖之间的配合面可以采用3M双面防水胶，以起到密封防水作用。

④电池上，下壳体材料都为PC或ABS，通过超声波焊接的方式，将电池上下壳体焊接为一整体，同样可以达到良好的密封防水效果。

2.2 防盐雾腐蚀的结构设计 盐雾环境会引起手持式数字对讲机的腐蚀，甚至影响整机的使用性能。按照《GB /T2423.17电子产品防盐雾测试》的试验方法：需要将对讲机放置在氯化钠含量为5±1%的盐溶液，温度为35±2℃的试验箱中，承受连续喷雾时间为48h的试验，且连续喷雾每24h检测一次盐雾的沉降率和pH值。试验结束后，检测喷雾后收集液的pH值是否在6.5～7.2范围内，并将设备在正常的试验大气条件下放置48h，然后进行全面直观检查及性能检测，如果没有任何盐雾腐蚀迹象，样品试验合格。图1所示，盐雾试验样品为镁合金AZ91B，采用阳极氧化处理，可以抗连续盐雾试验48h。

防盐雾设计的原则是：①选用耐盐雾腐蚀性材料，金属一般选择合金为最佳；②元器件要有一定的覆盖层防护；③合理的结构设计。依上述设计原则，在结构设计方面主要考虑以下3点：

①优选耐盐雾腐蚀材料。由于工作环境恶劣，对讲机设计需要优选耐蚀性强的材料。相较镁合金，铝合金本身耐蚀性强，一般大气条件下，镁合金需要加保护层，而铝合金只有在严酷的大气条件下才加保护层[4]。如表2所示，铝合金和镁合金在不同的后处理方式下的抗盐雾试验时间对比，其中镀层厚度均为7μm。

②采用表面涂覆层保护。1）由于紧固螺钉的十字槽处易磨损，应使用奥氏体不锈钢，如：0Cr18Ni9（304）、0Cr17Ni12Mo2（316）并钝化处理，满足强度要求同时也可以通过中性盐雾试验48h无腐蚀；2）外露的充电触点选用黄铜材料，且表面覆盖层采用镀金方式，镀层厚度为3μm；3）铝合金LY12壳体可以采用阳极导电氧化磷化底漆喷褐绿色塑粉。

③设计合理的结构。考虑涂装和维修的方便，设计时尽可能采用简单、合理的结构方式。例如，前壳需要暴露在外，设计时采用开放式的百叶窗结构形式，可以避免残余水分积聚和灰尘积存，起到良好防护作用。

2.3 防霉菌设计 在湿热环境中，对讲机极易遭受霉菌侵蚀，因此，防霉设计是湿热环境下对讲机环境防护设计的重要内容。数字对讲机采用铝合金材料，霉菌试验仅作外观检查，试验周期28天。其具体测试内容：在温湿度交变环境下进行，每24h循环一次。植入试验要求菌种，试验结束时，立即检查样品表面霉菌生长情况，按表3评定试验结果。

由于工作环境的特殊性，数字对讲机在结构设计上的防霉菌措施是：①选用抗霉菌性能强材料。优选不易发霉的铝合金材料；②加入防霉剂和合理的表面涂覆。比如橡胶表面需要添加水杨铣苯胺的防霉剂，而金属外壳表面可以喷涂防霉漆，既美观又可以防霉；③防霉包装、密封。金属外壳密封前，零部件用强紫外线进行照射，同时密封的内腔充入高浓度的臭氧，防止和抑杀霉菌，能起到有效防护作用。

3 结论

三防技术是一项复杂且与结构设计紧密联系的系统工程，随着新技术、新材料、新工艺的广泛应用，“三防技术体系”得到逐步完善。结构设计师在设计产品时应考虑整机的三防设计要求，大大提升产品的环境适应能力。如今，随着人们对产品质量的要求越来越高，采用三防设计的数字对讲机逐步走进人们日常生活中。

参考文献：

[1]刘欣，刘继芬.三防技术分析与应用[J].电子工艺技术，2010，31（6）：354-357.

[2]王健石，胡克全，吴传志.电子设备结构设计手册[M].北京：电子工业出版社，1993.

篇(4)

近些年来，随着信息技术不断发展，电子技术也随着发展。电子产品更新频率不断加快，实现了电子产品的高集成、大容量和小体积开发。EDA技术的发展，创新了电子工程设计行业，为电子工程设计发展明确了新方向。21世纪将是EDA技术的高速发展期，EDA技术将是对21世纪产生重大影响的十大技术之一。文章主要阐述EDA技术的发展概念、发展过程，明确了EDA技术特点，分析该技术的作用。

关键词：

电子工程设计；EDA技术；电子技术

近些年来，随着电子技术日益发展、革新，应用逐渐实现了快速化和大容量发展，设计系统的数字化，由传统组合芯片转变为单片系统发展。可以说，EDA技术发展，实现了电子领域、电子系统开发的变革，是科技提高、发展的重要产物，对电子工程设计而言，EDA技术的研究、分析具有十分重要的现实意义。

1EDA技术概述

EDA技术，实现了电子设计的自动化，CAM和CAE技术概念出现，逐渐产生了EDA技术，该技术以计算机为主要工具，集合拓扑逻辑结构、计算数学技术、数据库技术、数字优化技术、图形技术等学科，逐渐产生了最新理论结构，由微电子、信号处理分析、电路技术和信息技术的重要集合。现代化EDA技术特点较多，选择自顶向下方式设计程序，确保了设计方案整体性和优化性，加上该技术自动化程度较高，在电子工程设计时，可开展各类级别调试和仿真，对于电子工程设计者而言，可及时发现结构设计错误，防止设计工作浪费，防止细枝末节错误，在系统开发中能够投入更多精力，确保设计的高效率和低成本，缩短设计周期。同时，EDA技术能够并行操作，构建框架结构环境，可实现同步电子工程开发、设计。可以说，EDA是电子技术设计自动化，也就是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。该工具可以在电子产品的各个设计阶段发挥作用，使设计更复杂的电路和系统成为可能。

2EDA技术的特点

首先，在现代EDA技术的运用，大多选择“Top-Down”程序进行设计，保证设计方案优化性、合理性，防止“Bottom-up”的设计局部优化，避免整体结构缺陷。其次，HDL技术的设计优点，可实现语言的公开利用，保证语言描述范围，确保设计和工艺无联系，保证现场、系统编程，确保设计保存更为便捷，可实现在线升级。第三，自动化程度较高，在设计过程中，能够实现各级别仿真和调试，在早期结构设计时，设计者能够及时发现设计错误，防止设计工作重叠。另外，设计人员能够省略具体细节问题，在系统开发上能够集中精力，确保设计低成本和高效率。

3EDA技术的发展

在电子工程设计领域，随着EDA技术出现到发展，主要分为3个历史发展时期：首先，初级阶段。从1970年开始，EDA技术主要是采取CAD技术，集成电路具有小规模特点，在传统手工图设计时，因集成电路板、集成电路成本较大，周期较长，设计效率不高，主要依靠计算机技术进行设计印刷，选择CAD工具，可实现布图布线的二维设计和分析，代替了传统的高重复性工艺。其次，发展阶段。从1980年开始，EDA技术逐渐发展完善，集成电路规模也随之增大，电子系统的复杂化，开展软件开发研究，实现CAD系统集成，强化了电路功能设计、结构设计，EDA技术逐渐延伸至半导体芯片设计。第三，成熟阶段。EDA技术经过长时间发展，从1990年开始，微电子技术发展十分迅猛，一个芯片集成，就可达到几千万、上亿晶体管，对于该技术现状，对EDA技术要求也随之提高，促使EDA技术进一步发展。全球各大公司陆续研发EDA系统，开展大规模系统仿真，研究高级语言技术和综合技术。

4EDA技术软件研究

首先，EWB软件。该软件技术是基于PC电子软件设计，具有集成化、仿真分析、原理图、接口设计、文件夹设计等几个特点。其次，PROTEL软件。使用该技术，主要在PROTE199中广泛运用，立足电路原理图设计，采取印刷电路板设计和高层次设计技术。近些年来，EDA技术开发成为热门话题，得到迅速发展。在该领域，主要包含高层次模拟和硬件语言描述，是一种高层次综合技术。随着科学技术水平不断提高，EDA技术朝着更科学、更高层次设计技术逐渐发展。

5EDA技术作用

首先，使用EDA技术，可验证电路设计，保证方案正确性。确定设计方案后，通过系统仿真、结构模拟，对设计方案可行性进行验证设计，保证系统环节传递函数能够实现。推广系统仿真技术，在非电专业系统设计时，可确定某种新构思和新理论设计方案。待仿真后，可模拟分析系统各电路结构，对电路性能指标实现性、结构设计正确性进行判定。其次，使用EDA技术，可优化设计电路特性。对于元器件容差，加上工作环境温度变化，会影响电路稳定性。通过传统设计方法，难以全面分析这种影响，也难以完成整体优化设计。使用EDA技术，利用统计分析、温度分析功能，处于各种温度条件下，可分析电路特性，有利于最佳电路结构、系统稳定温度和最佳元件参数确定，保证电路优化设计。第三，使用EDA技术，可实现电路模拟测试。对于电子电路设计，在设计过程中，包含大量的特性分析、数据测试，由于受测试仪器精度、测试手段约束，存在较多测试问题，选择EDA技术，可实现功能的全部测试。

6EDA技术实现步骤

如上文所述，在现代电子设计领域，EDA技术是技术发展的重要方向，主要是一种硬件HDL描述语言，对硬件电路功能、信号连接、定时关系的语言描述。因此，EDA技术具有较高的自动化程度，能够实现并行操作，具有较广的语言描述范围，可实现语言公开利用，促使整体设计方案的优化设计。对于EDA步骤的实现，主要包含如下方法：首先，文本图编辑和原理图修改。通过图形编辑器，对文本、图形进行设计，可充分表达设计者的设计意图。其次，编译。通过编译器，对设计描述进行拍错编译，通过设计描述，直接转换成特定的文本形式。第三，综合。在该步骤中，可实现软件设计、硬件实现性的合二为一，由硬件电路代替软件设计，通过HDL综合器，促使网表文件生成。另外，以门级为出发点，可描述门电路结构。只要用硬件描述语言将数字系统的行为描述正确，就可以进行该数字系统的芯片设计与制造。第四，行为仿真。通过设计描述网表文件，实现功能仿真，对设计描述和设计意图是否一致进行判定。第五，适配。对于网表文件，利用布局布线适配器，针对某一目标器件进行逻辑映射操作，例如逻辑分割优化，布局布线，以及底层器件的优化配置，等到逻辑映射操作完成之后，EDA软件可形成多项结构，例如适配报告、下载文件。第六，功能仿真。在该步骤中，仿真精度非常高，和真实情况十分接近。第七，下载。如果上述6个步骤能够顺利实现，可将适配器文件下载，直接在目标芯片中转存。

7电子工程设计中EDA技术的应用流程

近些年来，EDA技术在各领域不断深入，涉及医疗、生物、航天、通信等领域，然而，EDA技术在电子工程设计中的运用最为突出，通过EDA技术，利用虚拟仪器进行产品测试，保证技术支持。可以说，EDA技术的运用，主要是电路特性优化和电路设计仿真。EDA技术在电子工程设计中的运用，主要应用流程如下：首先，源程序。在一般情况下，在电子工程设计时，主要是利用EDA器件软件，通过图形编辑器，展示文本、图形。不论是文本编辑器，或图形编辑器，均需依靠EDA工具编译、排错，方可实现文件格式转化，保证了逻辑综合分析。输入源程序之后，即可实现仿真器仿真。其次，逻辑综合。输入源程序之后，利用VHDL格式转化，即可进入逻辑综合分析流程，利用综合器，在电路设计过程中，通过高级指令，实现高级向层次较低语言转化，即逻辑综合。在逻辑综合过程中，可将其看作电子设计的目标优化流程，输入文件到仿真器后，实现仿真操作，确保功效、结果一致性。第三，时序仿真。逻辑综合适配后，进入到时序仿真环节，时序仿真是利用适配器、布线器，通过适当手段，将VHDL文件传输至仿真器内，逐渐开始部分仿真。因VHDL仿真器的使用，需考虑器件特性，在适配之后，时序仿真结果比较精确。第四，仿真分析。明确了电子工程设计方案，通过结构模拟、系统仿真方法，对方案可行性、合理性进行研究分析。通过EDA技术，可实现系统函数传递，建立数学模型开展仿真分析。使用该系统仿真技术，可应用到其他非电专业设计中，在理论验证、方案构思中能够正确运用。

8结语

综上所述，随着科学技术不断发展，现代技术逐渐革新，促使EDA技术领域朝着更高层次推广、开发，且成效非常显著。在本篇文章中，笔者详细分析、研究了EDA技术的基本信息。根据研究表明，在我国电子工程设计领域，EDA技术的运用是一种技术推动和变革，基于EDA技术的电子产品，其使用性能、专业化程度明显高于传统设计方案。因此，在电子工程设计领域，使用EDA技术，可明显提升工作效率，优化电子产品，拓展产品附加值，EDA技术发展方向的高层次自动化设计技术必将取得更辉煌的成绩。无线互联科技•设计分析

作者：陈瑾 单位：徐州工程学院

[参考文献]

[1]赵欢欢.电子工程设计的EDA技术研究分析[J].电子技术与软件工程，2014（3）：140.

[2]许术利.电子工程设计的EDA技术[J].中外企业家，2014（12）：114.

[3]姚国雪.电子工程设计的EDA技术刍议[J].中小企业管理与科技(中旬刊)，2014（10）：214-215.

[4]许勇.电子工程设计中EDA技术的应用研究[J].福建电脑，2014（9）：106-107.

[5]潘松.电子设计自动化(EDA)技术及其应用(一)[J].电子与自动化，2000（1）：51-54.

[6]江燕.电子工程设计的EDA技术分析[J].电子技术与软件工程，2016（7）：125.

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1EDA技术的基本特征及发展趋势

EDA技术的基本特征是采用高级语言描述,具有系统级仿真和综合能力。具体而言,设计人员采用“自顶向下”的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,然后采用VHDL、Verilog-HDL、ABEL等硬件描述语言对高层次和系统行为进行设计,并通过逻辑综合优化工具生成目标文件,最后系统的电路由CPLD、FPGA或ASIC(专用集成电路)来实现。EDA技术的发展至今已有30年的历程,其大致可分为三个阶段。20世纪70年代为计算机辅助设计(CAD)阶段,人们用计算机辅助进行电路原理图编辑、PCB布局布线,这极大的促进了当时中小规模集成电路的开发和应用,使人们得以从繁杂的机械图的版图设计工作中解脱出来,这是第一代EDA技术。80年代,出现了以计算机仿真和自动布线为核心技术的第二代EDA技术,即计算机辅助工程阶段(CAE),其主要功能:原理图输入、逻辑仿真、电路分析、自动布局布线、PCB后分析,称之为“电路级设计”。90年代后,出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术。它采用的是一种“自顶向下”的全新设计方法,这种设计方法首先从系统设计入手,在顶层进行功能方框图的划分和结构设计,在方框图一级进行仿真、纠错,并用硬件描述语言对高层次的系统和行为进行描述,在系统一级进行验证,然后用综合优化工具生成具体门电路的网络表,其对应的物理实现级可以用ASIC来完成。由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的,也就有利于早期发现结构设计上的错误,避免了设计工作的浪费,极大地提高了系统设计效率,缩短了产品的研发周期。

2EDA技术的基本设计思路

2.1EDA技术的电路级设计

电路级设计工作的流程图如图1所示。设计人员首先确定设计方案,并选择能实现该方案的合适元器件,然后根据元器件设计电路原理图,接着进行第一次仿真,其中包括数字电路的逻辑模拟、故障分析等,其作用是在元件模型库的支持下检验设计方案在功能方面的正确性。仿真通过后,根据原理图产生的电气连接网络表进行PCB板的自动布局布线。在制作PCB之前,还可以进行PCB后分析,并将分析结果反馈回电路图,进行第二次仿真,称之为后仿真。其作用是检验PCB板在实际工作环境中的可行性。综上所述,EDA技术的电路级设计可以使设计人员在实际的电子系统产生以前,就“已经”全面了解系统的功能特性和物理特性,从而将开发风险消灭在设计阶段,缩短开发时间,降低开发成本。

2.2EDA技术的系统级设计

随着技术的进步,电子产品的更新换代日新月异,产品的复杂程度得到了大幅增加,以前鉴于电路级设计的EDA技术已不能适应新的形势,必须有一种高层次的设计方法,即“系统级设计”。其设计流程图如图2所示。基于系统级的EDA设计方法其主要思路是采用“自顶向下”的设计方法,使开发者从一开始就要考虑到产品生产周期的诸多方面,包括质量成本、开发周期等因素。第一步从系统方案设计入手,在顶层进行系统功能划分和结构设计,第二步用VHDL、Verilog-HDL等硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述;第三步通过编译器形成标准的VHDL文件,并在系统级验证系统功能的设计正确性;第四步用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网络表,这是将高层次的描述转化为硬件电路的关键;第五步将利用产生的网络表进行适配前的时序仿真;最后系统的物理实现级,它可以是CPLD、FPGA或ASIC。

3EDA技术在现代数字电子系统设计中的应用

3.1设计要求

设计一个四位二进制同步计数器。同步计数器是指在时钟脉冲(CP)的控制下,构成计数器的各触发器状态能够同时发生变化。该计数器带异步复位,计数允许,四位二进制同步计数器电路,如图3所示,其真值表如表1。

3.2用VHDL(VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)来设计

其设计代码如下:LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYcountAISPORT(cp,clr,en:INSTD_LOGIC;Qa,,qb,qc,qd:OUTSTD_LOGIC);ENDcountAARCHITECTUREcountAOFcountAISSIGNALcount_4:STD_LOGIC_VETOR(3DOWNTO0);BEGINQa<=count_4(0);Qb<=count_4(1);Qc<=count_4(2);Qd<=count_4(3);PROCESS(cp,clr)BEGINIF(clr=1)THENCount_4<=“0000”;ELSEIF(CP‘EVENTANDCP=1)THENIF(en=1)THENIF(count_4=“1011”)THENcount_4=“0000”;ELSEcount_4=count__4+1;ENDIF;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;ENDexample;

3.3系统功能仿真

即验证系统设计模块的逻辑功能。设计人员可以利用EDA工具,运用测试平台的方法来进行验证。测试平台可以实现自动地对被测试单元输入信号测试矢量,并且通过波形输出,文件记录输出或与测试平台中的设定输出矢量相比较,验证仿真结果。本系统输入CP,CLR,EN三个信号,可以得到其输出波形。经验证,系统逻辑功能正确。(注:一般较简单的系统也可忽略这一步)。

3.4逻辑综合与优化

所谓逻辑综合,即是将较高抽象层次的描述自动地转换到较低抽象层次描述的一种方法,目前的EDA工具提供了良好的逻辑综合与优化功能。它利用综合器对VHDL源代码进行综合,优化处理,并将设计人员设计的逻辑电路图自动转化为门级电路,并生成相应的网络表文件。一般的逻辑综合过程如图4所示。

3.5系统时序仿真

即验证系统设计模块的时序关系。本系统在输入CP、EN、CLR三个信号下,可以输出时序波形图。从时序波形图可知,系统的延迟时间符合设计要求。(时序图略)3.6编程下载经过以上几个设计步骤以后,设计人员在确定设计系统基本成功以后,即可通过编程器或下载电缆下载数据流进行硬件验证。最后物理实现级通过ASIC形式实现。

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关键词：电子信息产品；产品安全质量；监督抽查

一、我国现阶段电子信息产品存在的安全质量问题

（一）我国电子信息产品现阶段最主要的问题就是安全质量问题，电子信息产品的安全问题有以下几点：1、电子产品在使用过程中产品过热发生火灾事故，2、电子产品在使用过程中产品漏电造成触电事故，3、电子产品在使用过程中产品因产品外观结构设计不合理造成使用者人身伤害，4、电子产品使用者在使用过程中产品因自身质量问题造成产品发生爆炸事故。以上4点是近年来我国电子信息产品出现最多的安全质量问题，没见全国各地都会发生很多起因电子信息产品质量问题造成人民财产损失和人身伤亡事故，这样的现象如果不加以控制，会使我国电子信息产业收到严重的冲击，造成我国电子信息产业发展的困局，使我国的电子信息产业停滞不前。

（二）我国有很多无证企业生产电子信息产品也是造成我国电子信息产品存在安全质量问题的重要因素，现阶段我国很多地区都有一些黑心企业生产一些假冒伪劣产品，使用有问题的材料和零件来生产电子信息产品，之后再打着我国知名企业的名号到市场上贩卖，这样的做法不仅仅给这些知名企业带来了经济损失和名誉损失更火给我国居民带来严重的电子信息产品使用隐患，让我国的居民更加的不信任我国的电子信息产业，让我国的电子信息产业承受损失。

（三）现阶段有些进入我国的知名企业也存在着电子信息产品安全质量问题，这些知名企业由于自身的知名度和信誉度就生产一些有质量问题的产品，还有就是这些知名企业由于自身的疏忽等问题，使用了一些有问题的电子信息产品零件（例如：手机电池等电子信息产品零件），造成了我国居民在使用过程中发生了严重的安全事故，给居民带来了财产损失和人身伤害，这些问题不仅损害企业的名誉，更给我国居民带来了永久的伤痛。

二、我国电子信息产品安全质量问题的解决方案

（一）我国政府机构应该加大对电子信息假冒伪劣产品的打击力度，应该成立专门的机构来受理我国居民反映的电子信息产品安全质量问题，讲这些问题重视起来，并且应有专门的人员对这些问题进行整理和分析，并将这些整理好的问题数据上报给我国国家质监局，由质监局对居民反映的重点电子信息产品安全质量问题进行分类，将这些反映的问题作为今年的监督抽查的电子信息产品，对市场上现有的电子信息产品进行抽检，对不合格企业进行处罚，让那些抱有侥幸心理的企业受到应有的惩罚。

（二）在我国进行监督抽查时，应该重点抽查那些无生产许可证和自身生产有问题的企业，以前出现过问题的企业是必须抽查的对象，对以前出现过问题的产品进行二次抽查，如果第二次抽查还有安全问题的企业，应该对企业进行更大的处罚，严重者应该吊销生产许可证。抽查时也不应该仅仅重视那些无生产许可证和以前问题的企业，对那些知名企业也要定时进行抽检，杜绝这些知名企业的侥幸心理，生产不合格产品，营造安全和良好的电子信息产业环境。

（三）我国居民也应该提高自身对电子信息产品安全的认识，严格按照产品使用说明书使用电子信息产品，各地也应该加大对电子信息产品安全使用的宣传力度，让我国居民更加重视电子信息产品安全问题，减少电子信息产品安全事故，减少居民的财产和人身伤亡，这样我国的电子信息产业才能越来越好，发展的才能越来越顺利，只有拥有这样的电子信息产业，我国的经济结构才能健康的发展，发展成为世界级电子信息产业强国。

（四）我国的知名电子信息企业也应该起到带头作用，经常召开电子信息产品研讨会，对自身在生产过程中遇见的问题进行讨论，寻找解决办法，利用研讨会上讨论的结果来减少自身在生产过程中可能出现的问题。国家检测机构也应该向企业提供帮助，为企业解读我国最新出台的电子信息类检测标准，让企业可以更好的理解最新的检测标准，让企业少走弯路，这样可以让企业在生产过程中找到减少生产伪劣产品的数量，让企业更加的有信心生产出国家省心，居民放心，自身开心的电子信息产品。

三、结语

我国现阶段电子信息产品安全质量问题严重，全国各地电子信息产品安全事故频发，每年造成的经济损失超过亿元，人身伤亡超过千人，给我国的电子心产业带来严重的伤害，虽然我国电子心产品安全质量问题严重，但我对我国的电子信息产品的安全质量的未来充满希望，我国也越来越重视电子产品的安全质量问题，是我国的电子心产业发展越来越好，我国的电子信息产品安全质量环境越来越健康。

参考文献：

[1]雷斌.浅谈电子产品质量管理[J].商业文化（学术版），2009（6）.

[2]江淑惠.家用电子产品的安全设计与研究[J].科技资讯，2009（28）.

[3]陈尾英.电子产品质量监督系统的设计与实现[J].科技经济市场.2015（08）.

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关键词：EDA技术；应用；发展趋势

中图分类号：TN4 文献标识码：A

随着微电子技术的迅猛发展，现代电子产品的性能提高、集成度和精密度不断的增加，电子产品更新换代的节奏越来越快。采用传统的电子设计方法设计电路越来越困难，EDA技术提高了电路的设计效率和可靠性，减少了劳动强度，给电子系统设计带来了革命性的变化。

1 EDA技术

EDA是电子设计自动化（Electronics Design Automation）的缩写，EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理技术及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。

EDA技术的发展经历了三个阶段：①20世纪70年代，交互设计，解决晶体管级版图设计及PCB布局布线；②20世纪80年代初，功能包括逻辑图设计输入、仿真、自动布局布线和难，设计层次从版图级上升到原理图级，设计效率提高了10倍以上次；③20世纪80年代后期，增加了VHDL硬件描述语言输入、仿真和逻辑功能综合（RTL级），EDA技术从电路级上升到系统设计。

随着系统变得复杂和庞大，EDA系统设计工具的出现为系统设计师们提供了优越的环境和有力的保障。EDA技术与传统电子设计相比在产品设计理念、设计方式、系统硬件构成和知识产权等方面更具优势。图1对EDA设计与传统设计流程进行比较。

图1 传统电子设计与EDA设计流程的比较

EDA系统设计采用的是自上而下的设计方法，符合设计人员的设计思路，从功能描述开始，到物理实现。系统设计者逐步从使用硬件转向设计硬件、从单个电子产品开发转向系统电子产品开发。EDA技术集设计、仿真、测试于一体，配置了系统设计自动化的全部工具。系统设计者可以利用EDA工具在计算机上自动完成电子产品的电路设计、性能分析到设计印制电路板的整个过程。

传统电子设计采用自下向上的设计方法，设计者利用现有的IC通用器件构成系统最底层的电路模块，然后根据主系统的要求，组合成更大的功能块，自下而上组合成一个新的系统，直至完成整个目标系统的设计。相对复杂的电路系统的原理图可能是有几千张甚至上万张，这么多的原理图使阅读、修改和使用极为不方便。

2 EDA技术的应用

随着电子技术的发展，电子产品市场的需求，设计人员不断尝试新的EDA工具及解决方案。现在对EDA的概念或范畴用得很宽，EDA技术应于机械、通信、电子、航天、矿产等各个领域。

2.1 教学方面

电子技术的飞速发展，需要大量新技术和新设备的投入，同样需要掌握这些新技术的人才。几乎所有的高校电类专业都开设了EDA课程，让学生了解EDA技术的基本概念及原理，掌握HDL语言编写规范，掌握逻辑综合的理论及算法，能够从事简单电子系统的设计。学校通过EDA实验教学，加快了EDA人才培训的速度，建立了EDA技术人才基础，并为学生今后从事相关专业的工作奠定基础。

2.2在科学研究和新产品开发方面

利用电路设计和仿真技术，利用虚拟仪器对产品测试，将CPLD和FPGA器件的开发应用到仪器设备中，有利于早期发现结构设计上的错误，避免设计工作的浪费，提高了设计效率和灵活性，缩短了产品的开发周期和提前产品的上市时间从而使产品占据市场竞争优势。

2.3 产品设计与制造方面

利用EDA工具大量的电子系统设计工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、系统极模拟及测试环境的仿真到设计出IC版图或PCB版图的事个过程在计算机上处理完成，而且在电子设备的研制与生产、PCB的制作、电路焊接等等方面有着重要的作用。

3 EDA技术的发展趋势

随着半导体技术、集成技术和计算机技术的迅猛发展，EDA技术给电子系统设计带来了革命性的变化。EDA工具及技术的进步与电子及半导体产业快速发展息息相关，目前，EDA产业正面临一个关键的转折点，必须随着客户、电子及IC设计产业的需求而进行调整、改变与创新。

3.1 IP技术

IP（Intellectual Property）即知识产权产品，在IC设计中，IP是指可以通过知识产权贸易在国际上各设计公司之间流通的完成特定功能的电路模块，IP作为设计者或设计单位的设计成果，应用于不同的产品设计中，做到成果的再利用。一般来说IP内核的生命周期要比IC的工艺周期长的多，IP复用技术的出现极大推动了SOC的开发，SOC也越来越依赖于IP复用技术。

3.2 适应市场趋势，专注技术创新

随着半导体工艺进入纳米时代，设计公司面临许多设计挑战，包括信号完整性、可制造性设计、时序收敛及低能耗设计，设计公司寻求新的EDA设计工具应对当今市场的激烈竞争。根据市场需求，EDA技术创新的重点放在系统验证及DFM两大领域。

3.3 加强客户合作，共赢

EDA供应商不应只提供EDA技术的工具，应该与其客户建立真正的伙伴关系，理解客户具体的垂直应用市场设计所面临的挑战，与客户共同解决这些设计问题，降低设计的风险，成为提高客户生产率的得力助手。

3.4 我国EDA技术的发展

随着我国半导体市场的迅速发展，政府重视EDA产业，积极招商引资，EDA市场已经逐渐成熟。EDA软件开发方面，主要集中在美国，日本、韩国都有ASIC设计工具，但不对外开放，各国也在努力开发相应的工具。中国也有IC设计软件，但功能不强。我国先后建立了同所设计中心，推动设计活动以应对亚太地区其他EDA市场竞争。

随着EDA技术的发展，EDA技术的广泛应用，电子产品的更新日新月异，EDA技术已成为现代电子设计的核心。我国的EDA市场日趋成熟，电子从业人员掌握及普通EDA技术，将对我国电子技术的发展具有深远意义。

参考文献