电路的创新设计范例6篇

电路的创新设计

电路的创新设计范文1

【关键词】中职学校;电子电路设计;音响设计;创新教学

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)05(c)-0000-00

与中职学校的其他专业相比,电子专业对于学生的动手实践能力要求更高。因此在进行电子电路设计课程的教学中,应当充分将理论与实践结合起来进行教学。但是受教学资源和教学条件的限制,部分中职电子电路设计专业教学仍然以理论教学为主,只注重学生在CAD软件上的操作是否熟练,而忽略了电子电路设计的实际应用。以下笔者就结合自己的教学实践经验,来谈谈电子电路设计实用性项目的创新教学方法。

1、开展实用性项目教学的必要性

一般来讲,电子电路设计工作都是在CAD软件上制作完成的,因此现如今很多中职电子专业在教学中往往只将教学实践的重心放在培养学生的CAD制图能力上,也就是说,中职电子电路设计教学除了进行理论教学以外,就是对学生进行CAD软件应用能力培训,并认为这样就能够培养出优秀的电子电路设计人才。然而事实上却并非如此,很多学生在进入企业进行实际生产时,仍然不能在短期内掌握生产设计要领,实践能力很弱。

基于此,我们应当了解到,电子电路设计课程的教学内容不但要包括理论、CAD软件,还要包括一些实用性项目,也就是要培养学生对于PCB板的设计能力,包括对PCB板的布局和布线进行合理设计,从而使产品设计达到相关质量认证要求。

2、开展实用性项目创新教学实践的方法

通常在中职电子电路设计课程的项目式教学中,包含了绘制单管放大电路原理图、制单片机系统层次原理图、绘制元件原理图、单管放大电路PCB板设计、单片机系统PCB板设计、U盘PCB板设计和PBC封装设计几大项目。在本文中,笔者提出可以在此基础上增设一个新的项目,即音响电路PCB板的设计项目。

之所以要提出在电子电路设计项目中增设音响电路设计,是因为当前的电子产品基本上都会配备语音系统,而电子产品的发展又是趋势于轻巧、单薄的方向。也就是说,现代电子产品对电子电路板的密度要求越来越高,PCB板的密度大小、精度高低都直接决定着其性能好坏。而在PCB板的设计中,若布线过于紧凑,会出现严重的干扰,因此要增大密度,就必须要提高PCB板的抗干扰能力。为此,我们应当将音响电路PCBLAYOUT设计也作为电子电路板设计的一个重要项目内容。

3、基于实用性的音响电路设计项目实践

音响电路的PCBLAYOUT一般由集合数字电路、模拟电路和高频电路组成,在对其进行设计时应当充分考虑到电路板的使用稳定性。而影响其使用稳定性的主要因素有电源、接地和信号线处理等,这些因素对电路板的抗干扰性影响也较大。为此以下我们重点对这三个因素的实践处理方法进行探讨。

3.1电源的处理

在组合音响的使用电源种,运用到很多降压、稳压电路,所以在做线路图时就应当把他们分开。但是在选用降压呵稳压电路时,必须要考虑到承受工作的电流问题,在同一组电压给不同模块时应当将磁珠分开。

3.2地线的处理

在做组合音响的地线处理时,必须要考虑的就是电流问题。

我们都知道一个原理,那就是电源从哪里来,那么底线就要回哪里去。比如一个5v的电源,它给CD部分供电,那么CD部分的地也要回到5v电源的地上,如果这个5v电压是经过12V降下来的,那么它的地也就再回到12V电源的地线上,都是一级一级串起来的,最后到总电源输入的地上。

DA解码芯片的地线、FM音频输出的地、DECK的地、AUX输入的地、LINE IN输入的地都应该直接接入到功放的地线上。很多时候,我们画功放电路都会想到单点接地,都想把所有地都接入到滤波电源的电容上,认为这个地方的地是最干净的,其实还是有局限性。因为AUX输入的是音频信号,电压的幅度起伏不定,功放的电流波动也很大,也就造成功放的地不稳定。

喇叭的地要接到电源地上,不能放在功放的IC地上,众所周知,功放的IC地上是存在一定电压的,如果把喇叭的地接放到这里,不仅输出功率降低了,还相当于是吧喇叭的地与功放IC的地接在了一起,这样使得喇叭的地变得更加不稳定,电压相对也起伏加大了。

3.3信号线的处理

在模拟功放里信号线已经很少,一般只有声道。

在音频输入输中间要用地线隔开,最好音频线的两边要用地线包起来。

LR声道线上的滤波电容要离开得远些(在音频信号幅度很大的时候,这点影响很明显)。相隔太近,容易引起失真,串音。

在电流很大的信号线电源及地线上可增加露铜区,在过波峰焊的时候露铜的地方会沾上锡,从而减少铜铂上的阻抗,一般是在地线上,或者音频输出线上。

3.4音响产品的PCB工艺

贴片元器件基本上和MP3的工艺是一样的。音响产品使用到插件的物料很多,所以在焊接上可能还会使用到波峰焊,因此在一些插件元器件中和贴片是不一样的。

在一些大的焊脚上需要增加SOLDER缺口,以便过波峰焊的时候,不至于出现连锡,但是过波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。

3.5认证

我们都知道,音响产品不比MP3和U盘,它还多了一个需要认真的安规UL。所以在选用器件时,一定要选择过了UL认证的物料,还要选择在认证时变压器一定是没有被浸漆的,在做安规测试时要有耐压和过流保护作用的。如果选用好的变压器,那么耐压问题是不会出现的,在电路中增加保险丝,也是为了做过流的保护作用。

FCC,CE认证的处理方法基本上都是适用于音响产品的。此外就音响产品还有一种特殊的处理方法,就是在连接线上增加磁环。

4、结语

综上所述,在中职电子电路设计的课程教学中进行实用性项目教学的创新和改进是非常有必要的,也是未来社会发展对中职学校人才培养提出的新的要求。作为电子专业的学生,不但要能够充分掌握电子电路设计的理论知识和软件设计方法,还要能够与实际生产相结合,掌握生产中需要注意的设计要点。本文中提出在电子电路设计的项目教学中加设音响电路设计正是基于这种理论而提出的,希望能够为广大同行提供一些借鉴和参考,从而促进中职电子专业教学模式的改革和教学水平的提高。

参考文献

[1] 赵永杰,郭英. 项目教学在电子线路CAD教学中的探索与实践[J]. 吉林广播电视大学学报. 2010(05)

电路的创新设计范文2

关键词:电子设计;教学改革;大学生创新;考核机制;微课程

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)30-0126-03

Teaching Reform and Exploration of Electronic Design Course

MA Hong-xing, FAN Rong, ZANG Ling, DING Li-ming

(Beifang University of Nationalities,Yinchuan 750021,China)

Abstract:Electronic design course plays an important role in electronic information engineering, information engineering, automation and other professional, as well as the design and completion of electronic innovative projects of university students. Faced with the problems in the teaching process of electronic design, we have carried out reform and exploration in the teaching content, the arrangement of class hours and the examination system. These reforms make the course and the circuit, electronic circuits, digital circuits, SCM and other courses of theoretical teaching, and college students to declare the project and the completion of the project is more closely linked. From the view of the teaching effect, the electronic design courses after rescheduled not only promotes the related courses of study, but also helps the students' practical ability, innovation ability.

Key words: electronic design; teaching reform; college students' innovation; examination system; micro curriculum

1 引言

电子设计课程是电子信息工程、信息工程、电气工程及其自动化、自动化、测控等专业的一门必修专业课程,通过该课程的学习,学生可对电路、数字电路、模拟电路等课程的理论深入学习和强化,培养出学生电路设计中的分析能力和解决问题能力;同时,对诸如单片机、微机原理等其它后续专业课程的学习打下扎实的实践基础;另外,也是相关专业大学生创新能力培养中不可或缺的一门承上启下的课程,是学生由理论过渡到实践,再到创新的课程,可促进大学生创新能力的培养与提高;也为相关专业的学生从事电子系统设计和开发应用打下坚实的基础[1-5]。

2 当前电子设计课程教学存在问题

目前,电子设计课程中存在着诸如课程衔接不够,或者重复教学,或者滞后于实际需要等诸多问题,归纳起来,主要有下面这些方面。

第一,为了提高教学质量,培养学生的动手能力与创新能力,学院在电路、电子线路、数字电路的实践教学中安排有大量的实验器材、也投入了很多人力和物力,也曾在数字电路中做过相关改革,如在数字电路实验课程中加入电子作品制作等,但因诸如经费问题、课时问题、学生不易理解和掌握等问题而未坚持下来;电路与模拟电路的相关实验,因其特殊性,只能在实验室环境中进行相关实验,无法很好地加以拓展。

第二,电子设计课程在培养方案中是安排在大二第二学期和大三第一学期,此时学生已经将电路、电子线路、数字电路等相关课程修完,初步具备了电路设计的基本知识,但是学生在学习这些课程的时候,由于受课时限制等原因,这些课程基本上都属于理论教学,学生设计与仿真电路的环节很少,或者几乎没有。因此,在电子设计课程教学过程中,还要花费较多的学时做一些基本电路的仿真,但由于这些课程开设有前有后,在实际教学过程中发现学生已经对自己所学的电路、电子线路、数字电路等课程的内容有所遗忘,再次讲解又会耽搁教学时间,实际教学效果不好。

第三,学校在大二已经开展大学生创新项目申报工作,由于学生在申报之前接触的电子基础知识的欠缺及电子作品制作流程的不了解,学生比较困惑于创新项目的申报与完成,最终导致学生所申报的创新项目题目要么比较简单,要么比较难于实现,要么不切实际,严重影响了大学生创新的积极性,导致创新项目质量不高,创新力度不够,学校陷入投入经费虽然大,产出却很小的困境。

3 电子设计课程教学改革

O置电子设计课程的目标是使学生在学习电路、电子线路、数字电路的基础上,掌握电子电路系统的分析与设计的方法和流程,熟悉现代电路系统设计过程中常用的辅助工具及其使用方法,培养学生电子电路系统的设计能力和创新意识,促进大学生电子类创新项目的申报、制作和完成,提高大学生的创新能力。因此,要根据电子设计课程的目标,在其课时安排、授课内容、考核机制、教学模式等方面进行改革与探索。

3.1 课时安排

目前,电子设计课程教学课时为32个课时,涉及的内容有两大块,第一为电子电路的仿真,包括电路、模拟电路、数字电路、单片机电路及综合电路的设计与仿真;第二为电路板的制作。

但在实际教学过程中发现,在做电路、模拟电路、数字电路时,由于电子设计课程安排在电路、模拟电路、数字电路之后,学生在设计与仿真电路时,已对原理不甚清楚,特别是综合电路设计时,电路设计原理掌握不到位,电子设计课程的任课老师还得安排一些课时来使学生继续学习电路方面的基础知识,严重影响电子设计课程的教学任务,达不到学生在电路设计方面技能的提高,实际教学效果不是很好。另外,电子设计课程最终要锻炼学生的电路设计能力,因而在实际教学过程中会加入一些综合电路的设计,由于课时及经费问题,都流于电子设计软件中电路的仿真与PCB制作,并有形成实物,也与大学生创新项目关系不大。

由此可见,电子设计课程一方面要达到教学目的,提高教学质量;另一方面要与大学生电子创新项目的完成相辅相成。因此,可将电子设计课程的内容分解为多个部分,将每一部分都嵌入到相关课程中,如表1所示。

这些课时安排也不要绝对,可根据实际需要来适当调整,但实际教学中,最终的电子设计课时不能少于14学时,否则达不到教学目的。

3.2教学内容

由于电子设计课程更加侧重于电路的设计与仿真,注重实践,因而实际电路设计与理论有些出入,可由于电子设计的基础内容为电路、电子线路、数字电路,这些课程教学过程中由于理论授课课时紧张,而实验又以最基本的实验为主,不会或者很少加入电路设计与仿真,致使学生基本处于电路的理论分析阶段,对电路的设计与仿真理解与掌握不够,因此在电子课程教学过程中又要花费大量的课时来对电路、电子线路、数字电路中的一些基础电路再次进行仿真,最终影响电子设计课程的其它内容教学。

授人以鱼,不如授人以渔,针对这种情况,在实际教学中,我们对其内容进行下面的修改。

第一,结合表1中的课时安排,我们对电子设计课程的相关内容做了相应调整,将基础电路的设计与仿真嵌入到相关课程的理论教学中,使得学生在理论学习的教程中,注重实际电路的设计与仿真,从而将电子设计课程的基础电路设计与仿真溶入到其它课程的理论教学中,使得学生理论与实践学习同时进行,并使电路仿真来促进各门课程的理论学习是,从而达到实践与理论相互促进,学生的电路设计与仿真不在囿于课时限制,变成一种自主学习行为。

第二,根据第3学期的大学生创新项目申报工作,在实际教学内容中加入创新项目申报讲座内容,重点讲解如何进行创新项目的选题,申报,注意事项及电子作品制作流程。通过这样的讲座形式,使得学生知道在后续课程中会有相关课程来引导创新项目的完成工作,不在困惑于创新项目的申报,从而选题更合理,申报更有目的性,创新质量更高。

第三,电子设计课程中,增加综合电路的设计与仿真制作。该项内容重点围绕学生的创新项目,包括电路的设计、仿真、PCB制作、电子作品实物等。

通过教学内容的改革,使得电子设计课程教学不再是因教学而教学,更注重于实际、并将所学课程前后连贯起来。通过这样的教学,使得学生学以致用,提高了学生的学习积极性。

3.3考核机制

原有电子设计课程的考核以课堂考勤及期末课堂考试为主,不注重学生的学习过程。考核机制改革后,更注重学生的学习过程,过程分值参见表1所示,其各分值又根据情况细化,如表2所示。

通过考核机制改革,学生的学习成绩取决于整个课程的学习态度及学习过程,考核方式由最终的考试为主,转向学习过程考核,杜绝了一部分学生临阵磨刀的作法,在一定程度了更体现出了以人为本的思想,使得考核更为客观,公平。

4 课程改革效果及不足

通过上述教学改革,选取两个行政班进行电子教学改革实验,一个班为普通教学班,一个班为改革班,教学效果如表3所示。

通过上表,可以看到,普通教学班在电路、电子线路、数字电路等课程的教学过程中,成绩平均分要低于改革班,究其原因是,在这些课程的学习教程中,由于加入了仿真实验课时,促进了学生的学习兴趣,一部分学生会额外增加学习时间,理论与实践相互促进。更为关键的一点是,在大学生创新项目的申报工作中,学生的创新项目题目难度适中,并且都能完成最基本的功能,几乎没有撤项的情况出现,而在普通班的创新项目完成度不是太好,有部分项目完成不了,需要撤项。

5 结论

电子设计课程在电子信息及其相关专业中扮演着重要的角色,更在大学生电子类创新项目的完成中起着重要的作用。面对电子设计课程实际教学过程中存在的问题,在教学内容、课时安排及考核机制方面进行了改革与探索,使得电子设计课程的教学过程与电路、电子线路、数字电路、单片机等课程的理论教学相结合,并且与大学生创新项目的申报与完成的联系更为紧密,有助于大学生的实践能力,创新能力的培养。

参考文献:

[1] 刘颖,侯建军,黄亮.“电子技术课程设计”精品课程建设与改革实践[J].电气电子教学学报,2008.30(2):3-4.

[2] 杨志忠.电子技术课程设计[M].北京:机械工业出版社,2009.

[3] 王波,张岩,王美玲,等.电子技术课程设计教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2013(10):380-382.

电路的创新设计范文3

现代信息技术http://以计算机技术为基础,分为软件技术和硬件技术。在硬件技术中,集成电路技术则是最为重要的核心技术。早在20世纪70年代末,美国就曾有人断言:"像现在opec(石油输出国组织)左右世界一样,将来掌握了半导体技术的国家将左右整个世界。"正因为如此,各国对于集成电路的开发都给予了足够的重视。但与此同时,也有一些厂商采取非法手段获取他人技术秘密或者仿制他人产品,以牟取暴利。我国政府曾积极参与起草世界知识产权组织《关于集成电路的知识产权条约》(以下简称条约),并努力促成了该条约通过。中国加入世界贸易组织后,《与贸易有关的知识产权协议》(以下简称trips)就对中国有了约束力,其中也包括集成电路知识产权的法律保护。

一、条约的主要内容

1、保护对象

保护对象为集成电路布图设计。受保护的布图设计必须具备原创性。条约中所规定的原创性不同于著作权法中的原创性,条约就此作了专门解释。具有原创性的布图设计,即"该布图设计是创作者自己的智力劳动成果,并且在其创作时在布图设计的创作者和集成电路制造者中不是常规设计"。

2、布图设计权利人的有关权利

(1)复制权

复制受保护的布图设计的全部或其任何部分,无论是否将其结合到集成电路中。

(2)进口、销售或者以其它方式供销

为商业目的进口、销售或者以其它方式供销受保护的布图设计或者其中含有受保护的布图设计的集成电路。

3、布图设计权利人的有关权利的限制

(1)合理使用

为私人目的或为了分析、评价、研究或者教学而复制受保护的布图设计,或者在此基础上创作出新的具有原创性的布图设计的行为不视为侵权,也不需要权利人许可。

(2)反向工程

第三者在评价或分析受保护的布图设计的基础上,创作符合第三条第(二)款规定的原创性条件的布图设计(拓朴图)("第二布图设计(拓朴图"))的,该第三者可以在集成电路中采用第二布图设计(拓朴图),或者对第二布图设计(拓朴图)进行第(一)款所述的行为,而不视为侵犯第一布图设计(拓朴图)权利持有人的权利。

(3)非自愿许可

《关于集成电路知识产权条约》规定,任何缔约方均可在其立法中规定其行政或者司法机关有可能在非通常的情况下,对于第三者按商业惯例经过努力而未能取得权利持有人许可并不经其许可而进行复制、进口、销售等行为,授予非独占许可(非自愿许可)。

(4)善意侵权

《条约》规定,对于采用非法复制的布图设计(拓扑图)的集成电路而进行的该款所述的任何行为,如果进行或者指示进行该行为的人在获得该集成电路时不知道或者没有合理的依据知道该集成电路包含有非法复制的布图设计(拓扑图),任何缔约方没有义务认为上述行为是非法行为。

(5)权利用尽

《条约》的权利用尽条款规定,任何缔约方可以认为,对由权利持有人或者经其同意投放市场的受保护的布图设计(拓扑图)或者采用该布图设计(拓扑图)的集成电路,未经权利持有人的许可而进行该款所述的任何行为是合法行为。

4、国民待遇原则

即任何一个缔约国在布图设计的知识产权保护方面给予与国国民待遇,也同样给予其他缔约国的国民。

5、布图设计保护期限

条约规定保护集成电路布图设计的最低期限为8年。

6、保护形式

缔约国可以通过专门法律或者通过关于著作权法、专利法,禁止不正当竞争的法律,或者通过上述法律的结合来保护集成电路布图设计。

7、争议的解决

通过协商或者其他方式使有争议的缔约国之间达成和解,若不能和解,则由缔约国大会召集专家小组,由该小组起草解决争议的参考性报告,大会基于小组报告和对条约的解释,向争议各方提出建议。

8、保留

条约第13条规定:对本条约不得做任何保留。

二、trips有关集成电路布图设计的规定

与条约相比,trips对集成电路布图设计的保护更加严格,主要表现在以下几个方面:

1、保护范围扩大

缔约方应将未经权利人同意而进行的下述行为认作是非法行为 ,即为了商业目的而进口、出售、或销售受到保护的布图设计,一种采用了受到保护的布图设计的集成电路,或者一种采用了上述集成电路的产品,只要它仍然包括一个非法复制的布图设计。

2、善意侵权要付费

善意侵权人接到足够清楚的通知,被告知该布图设计是非法复制的之后,侵权人对于在此之前已经获得的库存件或预定件可以进行上述行为中的任何一种,但是却有义务向权利所有者支付一定的费用。

3、保护期限延长

布图设计的保护期限不得短于自注册申请日起或者自在世界上任何地方进行的首次商业性使用之日起的10年。

如果缔约方不要求以注册作为提供保护的条件,对布图设计的保护期限不得短于自在世界上任何地方进行的首次商业性使用之日起的10年。

三、集成电路布图设计不能用专利法、著作权法保护的原因

1、集成电路布图设计不能用专利法保护的原因

无论在哪个国家,其专利法都要求受保护的技术方案必须具备实用性、新颖性和创造性。集成电路产品对于实用性和新颖性要求都不会有太大问题,问题的症结在于创造性。

(1)集成电路的制造者和使用者,在通常情况下最为关心的是集成电路的集成度或者集成规模的大小,如果就这种产品作为一个整体去申请专利,未必都能通过创造性审查。

(2)在集成电路设计中常常采用一些现成的单元电路进行组合。而在专利审查中,组合发明要通过创造性审查,必须取得对该发明创造所属技术领域的普通技术人员来说是预先难以想到的效果。

确实具备创造性的集成电路产品仍可申请专利以寻求保护。

2、集成电路布图设计不能用著作权法保护的原因

用著作权法保护集成的电路布图设计的难度有:

(1)集成电路布图设计的价值主要体现在实用功能上,这已超出著作权法所保护的范围。

(2)著作权法对所保护的对象没有新颖性和创造性要求,这种保护模式不利于技术进步和创新。

(3)依照著作权法,实施"反向工程"的行为将被禁止。未经著作权人同意,任何人不得随意复制他人作品。

3、集成电路布图设计不能用其它知识产权法保护的原因

在现有的知识产权法框架中,还有实用新型法、外观设计法、商标法、反不正当竞争法、商号或企业名称保护法、原产地名称保护法等,在现有的诸多知识产权法律门类中,实用新型法虽然是保护技术产品的法律,但是绝大多数国家和地区(法国、澳大利亚等国除外)的法律都要求受保护的实用新型都必须是具备固定形状或者结构的产品;有的还要求实用新型也必须具备创造性。而集成电路产品的创新点往往并不体现在产品的外在结构和形状上,故从总体上看实用新型法似乎并不适合集成电路的保护。

外观设计法所保护的是产品的新颖外观。外观设计法的保护对象决无任何技术成分可言。

电路的创新设计范文4

本届年会以“创新与做精做强”为主题,突出集成电路设计及其产业化,强调产品自主创新和精品意识,倡导行业上下游合作和国内外合作。会议得到了国家、省市政府相关部门的大力支持,出席高峰论坛的主要嘉宾有工业和信息化部电子信息司丁文武副司长、规划司规划处霍振武处长,国家发改委高技术产业司新兴产业一处伍浩处长,科技部高新技术发展及产业化司信息与空间处王春恒处长,美国工程院院士、中国科学院外籍院士支唐教授,台湾工研院指导委员会主席虞华年教授,台湾工研院董事长、台湾清华大学科技管理学院院长史钦泰先生,全球半导体产业联盟、GSA亚太区领袖议会委员谢叔亮博士,中国半导体行业协会理事长江上舟先生以及厦门市人民政府叶重耕副市长、政协副主席江曙霞女士。“核高基”科技重大专项总体专家组及高端通用芯片实施专家组成员、国内外有关专家、国家集成电路设计产业化基地代表、集成电路设计企业及IP服务厂商、EDA厂商、晶圆代工厂商、封装测试厂商、系统厂商、风险投资公司和有关媒体代表共700余人参加了会议。

高峰论坛―主题鲜明、高瞻远瞩

12月2日上午,大会开幕式在热烈的氛围中隆重召开,由厦门市科技局徐平东副局长主持,中国半导体行业协会江上舟理事长为大会开幕式致词,他指出,2008年受国际金融危机的影响,全球半导体产业出现了大幅下滑,中国的集成电路产业也首次出现了0.4%的负增长,在此情况下,我国的IC设计业却保持了较好的增长。根据中国半导体行业协会的跟踪统计,设计业在2009年前三季度的销售收入同比增长10.2%,这表明国内半导体产业正在逐步走出低谷。

本届年会以“创新与做精做强”为主题,工业和信信息化部电子信息司丁文武副司长认为这是当今形势下很好的一个会议主题,他对大会的胜利召开表示祝贺,并对IC设计年会历年来的成功举办给予了充分肯定。他表示,“十五”期间,在国家有关政策的扶持以及业界同仁的共同努力下,我国的设计业取得了快速发展,但与发达国家相比还存在很大的差距,具体表现为产业规模小、创新能力弱、高端人才缺乏。在金融危机的影响下,全球的集成电路产业格局正在进行较大调整,这将为我国的IC设计企业提供一个新的发展契机,我们应该充分利用两化融合这个平台,把握3G移动通信、数字电视、计算机和网络以及信息安全市场的不断繁荣给我们带来的巨大市场空间和产品空间。

为重点支持我国集成电路设计业的快速发展,工信部将努力做好以下四项工作:一是要优先发展IC设计业,重点支持量大、面广的产品开发和产业化推进,形成一批具有核心技术的企业和具有自主知识产权的产品;二是进一步支持企业做大做强,继续推动国内企业通过技术改造、企业间的联合和合作的方式来培育具有国际竞争力的企业,来提高企业的集成度;三是要强化自主创新能力的建设,抓好“核高基”重大专项的组织实施,通过国家重大专项来提升我国集成电路产业,尤其是设计业的市场竞争力与自主创新能力。鼓励产学研结合,在技术创新的同时,探索机制和体制的创新,同时做好电子信息产业发展基金和集成电路研发专项的组织实施;四是要努力为IC设计企业的发展提供良好的政策环境和法制环境,在原18号文的基础上,目前正在加紧制定进一步鼓励软件和集成电路产业发展的延续政策,同时还要努力加强集成电路公共平台的建设。

中国半导体行业协会集成电路设计分会王芹生理事长为大会做了题为“沉着应对挑战,积极主动调整,努力再创辉煌”的主旨报告。她指出,21世纪是信息产业大有可为的时代,是集成电路技术面临新的革命的时代。中国的集成电路设计业是一个植根于本土的产业,是一个拥有庞大市场需求的产业,是一个有所作为、也应该有更大作为的产业。针对产业现状以及新兴市场应用,王芹生理事长为集成电路设计企业在以后的发展提出了几点建议:一、要勇于创新,这不仅仅是技术的创新,更要注重技术加产品加品牌加商路的综合创新;二、应用是创新的重要推动力;三、要特别重视“应用专利”;四、企业做强优于做大;五、要努力打造产业经济链;六、要充分利用国家的政策和专项资金加速设计企业做强做大的步伐。王理事长富有激情的报告感染了会场的每一位与会代表,给予了行业同仁极大的鼓舞,并为我国IC设计业今后的发展指明了方向。

全球最大的晶圆代工企业台积电,全球三大EDA软件供应商SYNOPSYS、CADENCE和Mentor,国内著名设计服务企业芯原微电子,国内知名芯片设计企业同方微电子以及知名的整机企业万利达等企业的高管围绕产业现状、机遇与挑战、调整与创新、合作与共赢等相关议题,和与会代表分享了各自的观点。

专题论坛―内容丰富、形式多样

专题论坛是集成电路行业信息沟通与技术交流的重要平台。第二天的会议以四个分会场同步的形式举办了八场专题论坛,包括IC设计与EDA软件、集成电路前沿技术、FOUNDRY与工艺技术、绿色IC与汽车电子、IP与IC设计服务、全球金融危机下的两岸集成电路产业发展机遇、IC设计与封测服务、芯片与整机联动,精彩内容使得会场座无虚席,让参会代表受益匪浅。

“全球金融危机下的两岸集成电路产业发展机遇”是本次年会的特色专题之一。会议采取特邀嘉宾讨论和观众提问相结合的方式,探讨在全球金融危机下的两岸集成电路产业发展机遇。通过嘉宾和观众的互动形成自由、轻松的交流氛围,对金融危机下的我国集成电路设计产业发展环境及两岸进一步合作与发展等问题进行深入的讨论和交流。

“芯片与整机联动”专题也吸引不少IC设计企业和整机企业的参与。论坛以对话的形式探讨如何推动国产IC的应用,并对IC产品的热点应用、发展方向及系统整机应用国产IC等问题进行深入的讨论和交流。

企业展览―精彩纷呈、交流热烈

此次年会的专业展览吸引了台积电、SYNOPSYS、CADENCE、MENTOR、华润上华、芯原、联创、日月光公司等超过50家国内外知名企业参展,向业界展示了他们的最新技术与产品。

会议在由厦门市政府举行的招待晚宴中拉下了帷幕,代表们一边举杯同祝,一边欢声畅谈,在现场热烈的交流氛围中,集成电路设计分会常务副理事长魏少军教授宣布了下一届年会将在无锡举办,并由厦门市政府和无锡市政府举行了会旗交接仪式。

电路的创新设计范文5

关键词:机电工程 Protel DXP 技术 问题 措施

0 引言

随着科技的进步,以及集成电路向超大规模发展,EDA软件已经成为人们进行电子设计不可缺少的工具。目前,众多软件公司开发了大量EDA软件。其中,Protel DXP当之无愧排在前列。因此从事电子专业的相关人士必须要对Protel DXP的应用具有清晰的认识,并且对其在应用过程中出现的问题进行总结,从而为电子专业的进一步发展提供更好的服务。

1 Protel DXP软件的概述

Protel DXP为电子学设计带来了全新的理念,集成了世界领先的EDA特性和技术,极大地提高了电子线路的设计质量和设计效率,有效减轻了设计人员工作的复杂度和劳动强度,为电气工程师提供了便捷的工具。同时,Protel DXP是一款基于Windows XP操作系统的设计软件,它集成了FPGA设计功能,从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计集成在一起。Protel DXP以其强大的设计输入功能为特点,在FPGA和板级设计中同时支持原理图输入和HDL输入模式;同时支持基于VHDL的设计仿真、混合信号电路仿真和布局前后信号完整新分析。Protel DXP的布局布线采用完全规则驱动模式,并且在PCB布线中采用了无网格的Situs TM拓扑逻辑自动布线功能,同时将完整的CAM输出功能的编辑结合在一起。而且,Protel DXP打破了传统的设计模式,提供了以项目为中心的模式,包括强大的导航功能、对象管理、源代码控制、设计变量和多通道设计等高级设计方法。

2 在电子线路当中Protel DXP的应用探讨

2.1 在设计原理图中的具体应用

原理图的设计流程包括:启动Protel DXP原理图编辑器、设置原理图图纸大小及版面、元器件放置、布线、调整元器件位置、电气检查和保存并输出。Protel DXP可以直接建立原理图文档,但是为了设计的连贯性,一般在一个PCB项目下进行。穿件完成PCB项目文件后,在项目文件中追加一个原理图文件,然后按照设计要求设置图纸参数,加载元器件库,放置各种元器件及各种非电器的电路组件,根据元器件的电器链接关系放置导线,最后进行电器检查并保存、输出电路原理图。在原理图设计过程中,各种元器件等电器组件的放置过程都必须综合考虑各种因素,另外对非电气组件的使用也要注意和电气组件区别。对于复杂电路的原理图,在工程上往往是首先设计一个系统总框图,并对整个电路进行功能划分。总框图主要由功能方块图来组成,以显示各个功能单元电路之间的电气关系,然后再分别绘制各个功能电路图。

2.2 在设计元器件库中的具体应用

新建一个新元器件必须在原理图的元器件编辑状态下进行,原理图的元器件编辑器主要用于编辑、制作和管理元器件的图形符号库,其操作界面和原理图的编辑界面基本相同,不同的是增加了专门用于制作元器件和进行库管理的工具。制作一个新的元器件一般需要以下几个步骤:打开库元器件编辑环境,创建一个新元器件,绘制元器件外形,放置引脚,设置引脚属性,设置元器件属性,追加元器件的封装模型和保持元器件等。

2.3 在设计印制电路板中的具体应用

用Protel DXP设计PCB的基本设计流程有以下几步:设计电路原理图,设置PCB设计环境,PCB布局,布线规则设置,自动布线,手动调整布线,保持文件并输出。在设计制作PCB时,首先要学会PCB文档的创建、打开和保存等基本操作。利用Protel DXP创建一个新的PCB文档方法有很多,推荐使用的方法是根据PCB向导创建新的PCB文档。在用Protel DXP设计PCB的过程中,环境参数的正确设置也是非常重要的,包括对图纸参数的设置和编辑器参数的设置。

2.4 在设计PCB元器件库中的具体应用

用Protel DXP设计元器件的封装基本流程包括PCB库的创建和保存、项目元器件库和集成元器件库的创建等操作。在元器件库创建了之后,用户除了能够使用PCB元器件向导来创建元器件封装外,还可以选择手工创建PCB元器件封装。在手工绘制元器件之前,需要收集该元器件的封装信息,包括元器件的封装形状、尺寸大小、引脚数量等。

3 结语

Protel DXP在电子线路设计中的应用,有效的把电子设计人员从传统的设计工作中解放出来。利用Protel DXP,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量的工作可以通过计算机完成,并可以将电子产品从电路设计、性能分析、器件制作到设计印制电路板的整个过程在计算机上自动处理完成。随着科学技术的不断发展,利用Protel DXP设计电子线路必然会得到进一步的应用。

参考文献:

[1]刘刚,彭荣群.Protel DXP 2004 SP2原理图与PCB设计[M].电子工业出版社,2011.

[2]郭勇.Protel DXP 2004 SP2印制电路板设计教程[M].机械工业出版社,2009.

[3]李雪梅,白炽贵.Protel DXP 2004基础与实训[M].电子工业出版社,2014.

电路的创新设计范文6

关键词:电子科学与技术;实验教学体系;微电子人才

作者简介:周远明(1984-),男,湖北仙桃人,湖北工业大学电气与电子工程学院,讲师;梅菲(1980-),女,湖北武汉人,湖北工业大学电气与电子工程学院,副教授。(湖北 武汉 430068)

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0089-02

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用,是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1,2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题:

第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

(1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

(2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

(3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

(4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和部级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

参考文献:

[1]刘瑞,伍登学.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索,2004,(5):6-9.