集成电路设计方案范文1
关键词：电子科学与技术；本科培养方案；课程设置；办学特色
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）30-0070-02
21世纪被称为信息时代，电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用，必然导致电子科学与技术产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用，也对人才的培养提出了更高的要求。因此，本文从人才的社会需求出发，结合我校实际情况，进行了本科专业培养方案的改革探索，并详细介绍了培养方案的制定情况。
一、人才的社会需求情况
目前，我校电子科学与技术专业的本科毕业生主要面向长三角地区庞大的微电子、光电子、光伏和新能源行业，市场对专业人才的需求基本上是供不应求的。但是也应该注意到电子科学与技术产业的分布不均，分类较细，且发展变化较快。另外，电子科学与技术产业结构具有多样性，既有劳动密集型的大型企业、大公司，更多的是小公司和小企业；既有国有企业和私营企业，更有合资、独资的外企。因此，社会需求与本专业毕业生的供需矛盾还会继续存在。
二、专业的培养目标和定位
本专业培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识，熟练实验技能，能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能，有较强的工程实践能力，能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。并且结合我校“大工程观”人才培养特色，依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则，培养适应微电子和新兴光电行业乃至区域社会经济建设需求的工程技术型人才。
三、本科培养方案制定的思路
电子科学与技术专业培养方案参照工程教育认证的要求，以及专业下设微电子、光电子材料与器件两个本科培养方向的思路制定。注重培养学生的专业基础知识和实践工程能力，使毕业生能满足长三角地区微电子、光电子和新能源行业发展的需求。微电子方向的课程设置专注于电子材料与电子器件、集成电路与系统设计方面，光电子材料与器件方向则偏向于光电信息、光电材料与光电器件方面。
四、本科培养方案的改革探索
要实现电子科学与技术专业的培养目标，适应电子信息产业的不断发展，并结合我校学科发展方向和特色，对电子科学与技术专业本科人才培养方案进行了研究，并对省内外几所高校电子科学与技术专业的培养方案进行调研，最终形成了富有特色的电子科学与技术专业人才培养方案，主要内容如下：
1.培养方案的模块化设计。在设计电子科学与技术专业本科培养方案的整体框架时，根据“加强基础、拓宽专业、培养能力”和培养工程技术型人才的办学理念下，专业培养方案分人文与社会科学、专业基础和专业课三个模块，下设微电子和光电子材料与器件两个专业方向。学生在前两年学习相同的课程，到大三时根据自己的兴趣选择专业方向，选修各自方向的专业课。由于两个方向的不同培养要求，因此在专业基础选修课、专业必修课和专业选修课方面设置限选模块，每个专业方向必须修满相应的学分才能毕业。
2.改革专业基础课程。专业基础课程是为专业课程奠定基础，因此，在保留了原有电子信息类专业通常所开设的电子类课程外，增加了与专业相关的课程，如EDA技术、通信原理、数字信号处理、物理光学、应用光学、激光原理与技术等课程，删减了原先与物理类相关的一些课程，如物理学史、原子物理、热力学与统计物理学等，并删减了一些计算机软件类课程，如C++程序设计、计算机在材料科学中的应用等。专业基础选修课程分方向限选模块，两个专业方向对应有不同的专业基础选修课程。
3.优化专业课程。专业课程是整个专业教育中的主干部分，微电子方向的课程设置紧紧围绕半导体和集成电路设计方向，开设有集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析、半导体测试技术、现代电子材料及元器件、集成电路工艺与器件模拟等课程。光电子材料与器件方向围绕光电材料和光纤通信方向，开设光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤传感原理与技术、光纤通信技术等课程。另外专业课程里面还设置有专业实验，通过加强实验环节，训练学生的动手操作能力，增强学生的理论知识。
五、与省内外专业人才培养的区别
具有电子科学与技术专业的各大高校分布在不同的地区，服务于不同的区域经济，这就要求专业学生的培养具有区域化、差异化。我们分析了杭州电子科技大学、浙江工业大学、苏州大学、南京理工大学和徐州工程学院这五所不同地区、不同层次高校的电子科学与技术专业的培养方案。不仅使我们能学习到其他高校的先进办学理念、合理的课程设置体系，也可以发现与其他高校之间的差异。具体表现为以下几个方面：
1.专业定位。各个学校的电子科学与技术专业依据自身的师资力量、办学条件、区域经济要求确定专业的发展定位。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业依托1个教育部重点实验室、2个部级实验教学示范中心、3个省部级重点实验室，人才培养定位于能从事电子元器件、电子电路乃至电子集成系统的设计和开发等方面工作的工程技术人才。浙江工业大学的电子科学与技术专业主要培养光通信、电子电路系统、集成电路设计等方面的人才。苏州大学的电子科学与技术专业定位在培养能够在电路与系统、集成电路与系统等领域从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的高级工程技术人才。南京理工大学的电子科学与技术专业主要是突出光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合，以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的电子科学与技术专业主要定位在培养能从事光电子材料与器件开发的工程技术人才。而我校的电子科学与技术专业定位于服务长三角地区半导体和新能源行业，培养能从事集成电路设计与开发、光电子材料与器件的研发等工作的工程技术人才。
2.课程体系。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子元器件、电子电路系统、电子集成系统的能力，在课程设置上开设了通信电子电路、EDA技术、薄膜物理与技术、电子材料与电子器件、电子系统设计与实践、集成电路设计、嵌入式系统原理和应用、现代DSP技术及应用等专业课程。浙江工业大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子电路系统、集成电路系统的能力，开设了电路原理、模电数电、通信电子线路、集成电路设计、光纤通信原理、光网络技术、数字信号处理等专业课程，以及电子线路CAD实验、单片机综合实验、通信原理实验、通信电子线路大型实验、微电子基础实验、半导体器件仿真大型实验、集成电路设计大型实验等实验类课程。苏州大学的电子科学与技术专业培养学生设计与开发电路与系统、集成电路与系统，从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的能力，开设了信号与系统、电磁场与电磁波、高频电路设计与制作、电子线路CAD、CMOS模拟集成电路设计、VLSI设计基础等专业课程，以及电子技术基础实验、信号与电路基础实验、电子线路实验、电子系统综合设计实验等实验类课程。南京理工大学培养学生从事光电子器件、光电系统和集成电路的设计、开发、应用的能力，开设了信号与系统、光学、光电信号处理、光辐射测量、光电子器件、光电成像技术、超大规模集成电路设计、光电子技术、显示技术、光电检测技术、数字图像处理、半导体集成电路、集成电路测试技术、微电子技术、光电子线路、电视原理等专业课程。徐州工程学院的电子科学与技术专业培养学生设计与开发光电子材料与器件的能力，开设有信号与系统、光电子学、光电子技术、激光原理与技术、光伏材料等专业课程，以及模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机原理课程设计等实践性课程。我校的电子科学与技术专业主要培养学生集成电路设计、光电子材料与器件的设计与制备能力，开设有半导体物理学、半导体器件原理、MEMS技术、微电子工艺原理与技术、薄膜材料及制备技术、工艺与器件可靠性分析、集成电路工艺与器件模拟、EDA技术、通信原理、数字信号处理、光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤通信技术等专业课程，以及近代物理实验、专业实验等实验类课程。
3.人才培养特色。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业的人才培养特色是注重集成电路设计、系统集成方面能力的培养。浙江工业大学的人才培养注重光纤通信、集成电路设计方面能力的培养。苏州大学的人才培养注重电路与系统设计、集成电路与系统设计方面能力的培养。南京理工大学的人才培养注重光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合，以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的人才培养注重光电材料与器件方面能力的培养。我校的人才培养注重电子材料与电子器件的设计与开发、集成电路设计方面能力的培养。
参考文献：
[1]陈鹤鸣，范红，施伟华，徐宁.电子科学与技术本科人才培养方案的改革与探索[A]//电子高等教育年会2005年学术年会论文集[C].17-20.
集成电路设计方案范文2
关键词：集成电路布图设计；独创性；反向工程。
1集成电路布图设计独创性
集成电路布图设计，简称布图设计（Layout Design），是制造集成电路产品中非常重要的一个环节。世界知识产权组织《集成电路知识产权保护条约》规定：布图设计是指集成电路中多个元件，其中至少有一个是有源器件和部分或全部集成电路互联的三维配置，或者是指为集成电路的制造而准备的这样的三维配置。三维配置可以体现独创性，按照我国《集成电路布图设计保护条列》第四条独创性是指“其创作者的智力劳动成果，并且在创作时，该布图设计在布图设计的创作者和集成电路制造者中不是公认的常规设计。”从这个定义可以看出满足独创性必须达到两个条件：1是在行为上，要求是其创作者运用自己智力的精心之作，即非抄袭的；2要得到业内人士公认不属于当时他们所认为的常规的设计。这两 个条件同时并存，后者是前者的结果。1
2 集成电路布图设计独创性的判断
美国发生过两起著名的布图设计侵权案例，Brooktree V Advanced Micro Devices案和Altera v. Clear Logic案。这两起案件对如何判断布图设计的独创性具有重要的指导意义。基本确立了“书面痕迹”和“实质相似”标准。在Brooktree案中原告Brooktree公司（以下简称B）称Advanced Micro Devices（以下简称AMD）公司剽窃了其布图设计中的核心单元，即带有 10 个晶体管的 SRAM，因此对 AMD公司提起侵权诉讼。AMD公司则认为只复制了上述掩膜作品的80%没有全部复制,并且其掩膜作品是在反向工程的基础上得出不构成侵权。在Alter案件中，Alter公司认为Clear Logic公司复制了其芯片中晶体管集群组件的位置布置。Clear Logic公司则认为芯片中晶体管集群组件的位置布置只是一种方法或概念，不受《芯片保护法》的保护，同时也以反向工程进行抗辩。
（一）实质相似标准。在Brooktree案中，地区法院在给陪审团的指示中写道：《半导体芯片保护法》不仅禁止对整个布图设计进行复制，而且禁止对布图设计的实质部分进行复制。最后陪审团根据地方法院指示的内容以及双方的争论、举证，认定了被告AMD的布图设计与原告Brooktree的布图设计实质相似，因此认定AMD构成侵权。法院还认为，盗用布图设计的实质部分就会构成侵权便会构成侵权，并不需要证明两个布图设计的每一个部分都相似。因此AMD的主张说只复制了80%，没有全部复制而不构成侵权并不成立。在Altera案件中，法院同样认为：“正如一个人抄袭了一本书的一章就能够构成侵权一样，一个人如果复制了一个布图设计相当重要的一部分也需要承担侵权责任。”Clear Logic的产品与Altera的三块集成电路布图设计构成实质相似，因此法院最后宣判Clear logic构成侵权。
(二) 书面痕迹标准。书面痕迹标准也称“辛苦和投入标准”标准，指在集成电路布图设计反向工程中对原设计进行分析和研究，并付出了大量的辛苦和投入并有自己的独创性智力劳动，那么这样的作品是受到法律保护。在Brooktree案中AMD指出，自己在开发过程中进行了很多投入，同时提供了书面痕迹来证明自己所进行的是反向工程而不是简单的复制，通过书面痕迹可以看出，AMD的却花费了很多的时间和精力来分析B的布图设计，但是并没有成功，AMD曾尝试设计过6个晶体管和 8 个晶体管结构的布图设计，但最终并没能正确分析出B布图设计核心单元使用的是10个晶体管的结构，AMD后来只是通过Brooktree另一家竞争公司的职员得知了这个结构。AMD在得知10个晶体管的结构后并没有进一步的实验便很快生产出与B实质相同的SRAM单元，法院最后认定AMD的确在某种程度上进行了独立的创作，但不能完全因此获得独创性，AMD并没有采取其他的可替代的晶体管配置，只是简单复制了B的布图设计，因此不能认定是反向工程不具有独创性。毫无疑问，书面痕迹对于被告来说确实是证明反向工程的最好证据，但是书面痕迹只能证明被告在研究、分析原告布图设计过程中所付出的辛苦和投入，如果过于注重书面痕迹，就会导致仅将反向工程的成立建立在被告所作的投入上。这样很有可能侵权者花费大量的时间和精力对先前布图设计进行了分析和研究产生了大量的书面痕迹，而目的只是为了生成在先布图设计的复制件，这与布图设计的立法保护目的是相违背的，立法目的在于促进竞争和科技创新，如果只是简单的进行了重复性的工作，没有自己的独创性劳动，这样的作品是不受到保护。因此书面痕迹只能作为分析和评价的证据，但是不能作为第二布图设计就具有独创性的这样一个结论。并且反向工程的目的是为了让竞争者提供第二来源的芯片，使与其在先的芯片兼容或者对现有的半导体技术做出改进。
(三)兼用标准。这种标准由Lee Hsu 提出，该标准在判断被控布图设计是否具有独创性时包含两个步骤。第一步，首先根据被告提出的文档和资料来判断被告在分析、评价先前布图设计中付出了多大的努力，如果被告不能提供资料和证据，那么他就不是在进行反向工程，反向工程不成立。第二步，如果被告成功证明了第一步，那么接下来还需要证明第二步，即证明自己的布图设计与原告的布图设计并不实质相同。也就是说要有设计者的智力创作劳动，与原设计有一点点的差异性，微小的差异性就能达到。这种标准实质相同的判断方法是：一个理性的专家站在被告的立场仅通过对原告的布图设计进行仔细分析便能够设计出在形状、功能上与原告布图设计兼容的布图设计，而不需要采用任何与原告布图设计实质相似的部分，那么这时如果被告采用了与原告布图设计实质相似的部分，则两个布图设计构成实质相同，反向工程不成立。2
这种标准的独特在于要借助专家证人的作证，法官不能独立判断，因为集成电路布图设计的产业特点，引入专家证人这是可取的，在专利侵权案件中也是经常引入专家证人才能更好的公正的解决案件。一方面对于集成电路领域的专家证人来说，在对原告的布图设计进行研究和分析之后，认为是否还有其他的途径来设计在性能，功能，和形状上相兼容的布图设计这是比较容易判断的，比完全从布图设计的元件摆放，连线来判断两个设计方面的差异来说，这方面的判断相对来说要容易得多；另一方面也减少了法官对集成电路布图设计专业领域不是很熟悉的困境，一般法官和陪审团对专业领域都不是很熟悉，这就需要借助专家证人的证词。
还有学者提出了性能优越标准和功能改进标准，这两种标准要求第二布图设计要比第一布图设计在性能上或者功能上更加优越或者有所改进，才能具有独创性。这种两种标准明显对反向工程提出了更高的要求，鉴于反向工程的一个重大目的是让市场提供与在先集成电路兼容的第二资源集成电路，从而使公众有所选择从中获益。而性能优越标准和功能改进标准对反向工程提出了更高的要求，部分违反了反向工程的立法目的。
王桂海 罗苏平 集成电路知识产权保护及司法鉴定探讨 [J]中国司法鉴定 2006（10）
2Lee Hsu: “Reverse Engineering Under The Semiconductor Chip Protection Act: Complications For Standard of Infringement”
集成电路设计方案范文3
【关键词】 输电线路 路径方案 选择
高压架空输电线路是电力系统的重要组成部分，决定着整个电力系统的安全、稳定、可靠的运行，而选择一个最优的线路路径对输电线路的安全稳定至关重要。
输电线路路径方案选择与铁路和公路相似，路径的选择不能单单只考虑长度，它不是一个单独的技术问题，而是整个线路工程设计的基础。不同的路径方案就可能决定了许多不同的技术方案，比如气象要素的组合、绝缘配置、地质、水文、杆塔型式、基础型式以及环境生态保护问题、社会问题等，从而影响整个工程的造价、安全及全寿命。一个工程的建设，不能仅考虑建设阶段工程本身的投资有多低，要全面长远的考虑，在保证安全可靠的前提下，既要做到资源节约、还要达到环境友好。
与发电厂和变电站的设计不同，输电线路的设计需要综合考虑沿线的地形及线路需要跨越的障碍。此外，进行输电线路工程时树木的砍伐，房屋的拆迁及走廊的清理等费用也是与线路路径选择方案密切相关的，因此，可以说输电线路路径选择的好坏将直接影响线路整体的工程造价。
1 内部收集资料、确定大方案和明确路径选择原则
在接到工程设计任务或路径方案选择任务后，设总和电气设计人员、测量人员根据线路的起止点收集线路可能经过地区的1/5万或1/10万地形图。如果该地区有已建线路，则尽量收集该线路的相关资料以及当年设计该线路时的所收集采用的资料。设总在室内组织相关专业的主设人、专工、总工等进行大方案初步选择和确定。对线路较长的大型工程必须要有两条以上的初步路径方案。
根据已选定的初步路径方案所经地区的情况和已收集到的资料明确路径选择的原则。通常的原则如下：在路径选择上应尽可能靠近现有的公路，平行已有的线路，以便尽可能的减少对沿线所经地区地方设施的影响，更有效地利用国土资源，尽量方便生产部门日后运行维护；线路应充分考虑城区、园区规划，符合规划选择路径走向；正确处理协议制约条件，充分考虑军用、公用、民用设施及弱电线路防护距离的要求，注意远离矿区、采空区、飞机场、无线电台等，在取得协议前提下，尽量缩短路径长度；注意环境保护，避让大片的树林和自然保护区的核心区、缓冲区；尽量避开较大的沙丘、沙地；尽量避免发生成片民房拆迁，个别小规模、建设标准不高的民居或设施影响路径时，通过技术经济比较后再确定拆迁与否；所选择的路径需征得地方政府相关部门的同意。
2 进行现场实地踏勘并进一步收集资料和落实路径协议
在内部收集资料、室内确定方案和明确路径选择原则之后就要由设总组织电气、土建、技经、测量、水文、地质等相关专业人员进入现场沿所选定的各个方案进行详细的实地踏勘，并进一步同沿线相关部门收集资料和具体落实路径协议，与路径有关的部门大概包括政府、规划、国土环保、林业、农牧业、文化、广播、公路、水利、气象、民航、军事、铁路、地矿、石油化工、民用炸药库、自然保护区、地质公园等，根据工程的具体情况，有的需要了解收集资料即可，有的必须要报送书面的路径协议文件，并要取得回文。如果和其它已建、拟建、规划和在建的设施发生冲突，则要协商处理或现场调整路径，以确保所选择的路径方案在技术上可行。之后即可对原定的多个路径方案进行修改，并在此基础上提出推荐的意见提交最终设计评审。
3 采取的具体方法和手段
3.1 室内选线阶段的具体方法
对室内的路径方案进行初选时应首先利用1/5万或1/10万地形图并结合高清晰的卫星图片进行线路路径的选择和优化，卫星图片虽然不是实时的，但是反应的现场情况的还是比地形图准确得多，可以初步对明显障碍物进行躲避，同时要注意合理选择交叉跨越位置，保证“以位正线、线中有位”进而确定最优的初选方案。
3.2 根据现场踏勘修正路径方案的具体方法
在室内完成输电线路路径的初选后，即可进行现场路径方案的勘查工作。在现场各个专业就要将了解到的线路沿线的各种情况，发现的问题，进行相互沟通，电气专业应总结各专业的意见及时调整路径走向，以达到满足各专业的最优路径方案。将选择好的多个路径方案整理后，由设总主持在室内组织相关专业的主设人、专工、总工等进行评审，结合初步的技术经济比较，选择出推荐的路径方案编制成报告，提交评审机构进行审查。
4 输电线路路径选择的注意事项
进行输电线路路径选择时应坚持“以线为主、线位结合”的原则，主要在以下几个方面进行体现：（1）进行输电线路路径选择时应以线路本身为主，首先选择合理的线路路径走向，不要因为个别杆塔的不合理布局而对输电线路走向进行改变；（2）当输电线路路径选择遇到特殊地质情况和微气候地形时，可以对路径进行适当的修正；（3）在对输电线路路径进行比较时，若两方案在地形及路径分布上难以取舍，则可通过比较两方案杆位的优化设计程度来综合比较其经济性，进而选择出更合理的方案。
5 结语
大量的工程实践证明，输电线路路径选择是综合的技术问题，会影响整个工程的技术方案。选择合理的路径不仅可以优化投资，而且对电力系统的安全稳定运行也至关重要。输电线路路径的选择是一项复杂的工作，应该综合各种因素，进行多方案技术经济比选，从安全可靠、经济合理、施工、运行维护方便等通盘考虑，此外从应该从全寿命的角度去衡量路径选择的合理性，做到具体问题具体分析。
参考文献：
[1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册（第二版） [M].中国电力出版社，2003.
[2]中华人民共和国国家标准，110～750kV输电线路设计规范，GB 50545-2010.
集成电路设计方案范文4
智能汽车作为当今科技时代下的新兴产物,集中运用了计算机、现代传感、信息融合、自动控制、人工智能及通讯等现代科学技术,是未来汽车发展的重要方向。本文详细介绍了基于摄像头传感器的智能竞速汽车控制器的设计方案,分别介绍了智能车的硬件组成、路径的检测识别方法和智能车的控制策略。利用摄像头传感器采集、识别道路信息,规划最优路径,采用PID控制算法控制电机和舵机实现自动控制。
关键词:
摄像头；智能汽车；设计方案
本设计是基于MK60DN512ZVLL10单片机开发实现的,该系统采用摄像头采集、识别道路两旁或者中央的引导线,在此基础上利用合理闭环的算法控制智能车运动,从而实现智能车快速稳定的寻迹行驶。
1智能车整体结构的选型与设计
1.1图像传感器的选择
图像传感器,即数字摄像头。目前市场主流的两种摄像头传感器:以金属氧化物半导体元件为感光材料的CMOS摄像头和以电荷耦合元件为感光材料的CCD摄像头。综合两种摄像头解析度、灵敏度、成本、功耗比、模块电路、体积、重量,CMOS摄像头可以满足于4米/秒速度以下智能车行驶,并且CMOS摄像头功耗低,工作电压只需3.3V-7V,完全可以由智能车稳压后得到,稳定经济,所以选择CMOS摄像头中的OV7725摄像头。
1.2起跑线检测传感器选择
起跑用的是发车灯塔控制方式,发车灯塔不仅发出起跑信号,而且发出终点信号。我们使用基于使用HS0038B传感器的基础电路作为接收灯塔光信号一个基础电路,OUT口接MK60的C5。
1.3速度检测传感器选择
一个完整的控制系统是闭环控制的,所以需要测速装置,用以精准反映智能车实时速度。我们采用了由欧姆龙公司研制的一款200线的小型编码器。
1.4车模选型
本次设计采用由飞思卡尔半导体公司赞助的G768型车模,即为竞赛中的C车模。
2智能车硬件电路设计
2.1硬件设计方案
本设计方案采用模块化方式完成总设计,模块化设计使思路清晰,在使用出现错误时容易修理。
2.2电路设计方案
本次设计将智能车系统电路分成两个主要部分,以MK60N512ZVLQ10为核心的控制电路和以电源为核心的驱动电路。考虑到MK60最小系统电路板比较大,所以将整个系统电路分为两块规则PCB板(主控板和驱动板)。
2.3控制电路
以MK60为核心的单片机系统的硬件电路设计主要包括以下几个部分:电源电路、时钟电路、JTAG接口、复位电路。
2.4驱动电路
因为本次比赛摄像头组使用的电机是RS-380SH直流电机,小车驱动芯片决定选用集成的高电流半桥电机驱动应用BTN7971B,它的输出电流足以带动电机转动并且较稳定。
2.5电源模块
比赛使用飞思卡尔专用电池,2000mAh的镍镉电池1块,标准电压7.2V。
3智能车软件算法设计
3.1软件控制整体设计
本次设计所用的软件调试工具支持C语言和汇编语言混合编程的IAREmbeddedWorkbench软件,由于C语言操作简单,可修改和移植性强,所以本次软件设计大部分程序都使用C语言编写,只有在某些地方加入了汇编语句。
3.2主程序结构
在系统初始化方面,我们所用到的底层硬件资源进行初始化和上层模块初始化。在方案选择及参数设定上,我们在主板上设置了一组四位的拨码开关和三个按键结合OLED显示屏实现的方案和参数的可调,以在比赛时对车作适当地调整。在图像获取上,对于Ov7725数字摄像头,使用场中断加高速DMA传输的方式来获取图像。图像处理则采用黑线提取和中心线提取。
3.3控制算法
控制算法是智能车的灵魂,为了使小车能以稳定的速度通过跑道,精确的速度控制是关键,采用速度闭环控制方案。
4智能车开发与调试
4.1软件开发环境
系统编译下载是在IARIDE开发环境下完成的,EmbeddedWorkbenchforARM是IARSystems公司为ARM单片机开发的一个集成开发环境,这一开发环境使用方便、入门容易和代码简明紧凑。此外,由于在IAR软件中进行编写,调用,修正函数比较复杂繁琐,所以使用了Sourceinsight3软件进行辅助编写小车程序。
4.2硬件开发环境
本次毕业设计所用的硬件开发平台为著名硬件开发公司Altium公司的AltiumDesigner10,这已开发环境在板级设计特性、软设计特性、数据管理特性、通用特性都较有优势。
4.3软件调试
软件调试主要包括:程序在线仿真调试,上位机调试。在线调试主要使用的是IAR中的调试器IARC-SPY。上位机调试主要是通过蓝牙模块将智能车运行过程中的状态和SD卡采集的图像及时地反馈到PC机上。
4.4现场调试
现场的调试包括摄像头调焦以及固定、PID参数整定、速度控制算法的参数整定、智能车运行状态等方面的调试。
5结语
集成电路设计方案范文5
【关键词】三人多数表决器 电路设计 Multisim10仿真
在组合逻辑电路设计的学习环节中，将学习过程中接触到的电路设计题目通过整理分析，不难发现有这样的两个特点，其一，对于同一题目电路的设计，可采用基本逻辑门、译码器、数据选择器、加法器等不同的设计方案。学习者通过多种设计方案的整理和分析，可加强对电路的理解，掌握更多的设计思路，这些设计思路将所学知识联系起来，通过以点到面的学习方式达到系统掌握知识的目的。其二，对于不同题目的电路设计，可采用相同设计方案。如果不同题目根据其电路功能写出来的真值表相同，就意味着可以采用相同的电路来完成其功能，通过把这种类型的设计题目搜集和归类，可以节省大量的电路设计时间，对学生学习效率的提高和知识的综合应用都会起到很大作用。
本文以三人多数表决器电路设计为例，从两方面探讨和总结了电路设计题目的特点，希望学习者能够借鉴这种学习方法，达到综合掌握知识的目的。
1 三人多数表决器电路设计举例
假设题目要求设计一个三人表决器电路[1]，当表决某个提案时，多数人同意，则提案通过，少数人同意时，提案被否决。
由组合逻辑电路设计步骤[2]，首先定义变量，设三个人分别用A、B、C表示，同意提案时用1表示，否则用0表示，提案表决结果用Y表示，Y为1表示提案表决通过，Y为0则不通过。其次，写真值表，根据上述定义，把题目设计要求的文字信息转化为数字信息的真值表，具体见表1所示。最后， 由表1所示真值表得到逻辑函数表达式为：
表1 三人表决器真值表
输入 输出
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
2 “一题多解法”在电路设计中的应用
所谓“一题多解法”是指在设计同一个电路时，采用不同的设计方法。由于数字电路是用0、1代码表示特定含义的电路设计，任何题目在设计是都要把文字信息转换为数字信息，即用真值表的数字信息来体现电路的功能。根据这个特点在电路设计时，我们除采用传统的用与或非实现电路设计外，还可以采用各种中规模集成块来实现电路设计，只要设计出来的电路经过测试，得到的真值表和题目要求的真值表相同，那么就可以实现题目的要求。这种采用不同思路设计电路的做法，对学生思维扩展和知识综合应用方面起到了积极的作用。下面以三人多数表决器电路设计为例，介绍不同设计思路在电路设计中的应用[3]。
2.1采用基本逻辑门设计
在采用组合逻辑电路现实时，根据表达式（2）的特点，采用1个异或门、一个或门和两个与门就可完成电路搭建和测试，具体设计电路如图1所示，笔者用Multisim10仿真软件进行测试[4]，其结果完全和表1相同，达到了三人多数表决器的设计要求。
图1 基本逻辑门实现三人表决器功能仿真界面
2.2采用译码器设计
译码器74LS138是根据三个地址输入端的输入情况，在同一时刻输出其中一个Yi，译码器是组合逻辑电路设计中很重要的一个中规模集成电路，根据74LS138的工作原理，我们将表达式（1）化为：
由表达式（3）和译码器工作原理可设计出图2所示电路，经测试结果与表1数据一致，由此可见采用译码器也能实现三人表决器的功能。
图2 译码器实现三人表决器功能仿真界面
2.3 采用数据选择器设计
数据选择器是根据地址码的特点，从多路输入数据中选择其中一路输出的中规模集成器件。当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址输入变量个数相同时，将变量和地址码对应连接，就可以用数据选择器实现逻辑函数的功能。
根据上述工作原理，将八选一数据选择器74LS151的D3、D5、D6、D7接高电平，D0、D1、D2、D4接低电平，控制端G接低电平，按图3所示连接，即可实现三人多数表决器功能。经笔者用Multisim10仿真软件进行测试，其结果和表1相同，因此，采用数据选择器同样可以三人表决器的功能。
图3 数据选择器实现三人表决器功能仿真界面
2.4采用全加器设计
由于一位二进制全加器的进位输出端Ci=∑m（3，5，6，7），与三人表决器的真值表中Y的输出完全一样，所以只需将A、B、C对应接到全加器集成块CT74HC183的Ai、Bi、Ci-1端，输出Y接到Ci端，即可用全加器实现三人表决器的功能，采用全加器实现三人表决器功能非常简单，此处不再论述。
3 “多题一解法”在电路设计中的应用
“多题一解法”是指不同功能的电路设计题目，可采用同一个电路来实现。在电路设计过程中，只要设计题目真值表相同，其设计出的电路也就相同。学习者如果善于总结这种规律，当再次遇到真值表相同的设计题目时就可以直接使用原来的电路，这样可以节省大量的电路设计时间，从而提高学习效率。
通过笔者的搜集和归类，发现许多不同功能的电路设计题目，都可使用相同电路来实现其功能。例如，题目要求设计一个火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感三种不同类型的火灾探测器，为了防止误报警，只有当两种或三种探测去发出探测信号时，报警系统才会产生报警信号。
假设烟感、温感和紫外光感三种火灾探测器分别用个A、B、C表示，发出探测信号时用1表示，否则用0表示，报警信号用Y表示，其中Y为1表示有报警，Y为0表示没有火灾报警。
在此定义下的得到该报警系统的真值表和表1完全一样，这也意味着火灾报警系统的电路设计和三人多数表决器一样，可使用相同的电路来完成其功能，当然也可采用上述所讲的四种方案来实现报警系统的功能。由此看来把不同类型、不同功能的电路设计题目进行归纳和总结，对比各电路真值表的特征，就可以将具有相同真值表的设计题目归为一类。这样的学习方法既提高了学习效率，又增强了学习兴趣，最终达到了深入理解知识，灵活应用知识的目的。
4 结论
通过“一题多解”和“多题一解”学习方法的总结和归类，一方面可以让学生以点学面，把所学知识系统的联系起来，通过各知识点的相互渗透，达到全面理解知识的目的。另一方面，可以为学习者节约大量的电路设计时间，对学生电路设计思想和兴趣的培养方面都会起到积极的作用。
【参考文献】
[1] 杨志忠.数字电子技术[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2] 丁业兵，谭学琴，等.基于 Multisim 的组合逻辑电路设计与仿真[J].价值工程，2013，6（8）63-64.
集成电路设计方案范文6
关键词：集成设计 选型 校验 系统模型
pivotal words: Integrated Design,Select and verify equipment type 、Constitute Power System model
一、引言：
在工程电气设计领域中，电力系统的设备选型计算、校验计算无疑是最复杂和最烦琐的一件工作。问题复杂性在于电力系统运行的可靠性要求，必须将所有设备：如高压、低压配电设备、变电、输电线缆等设备全部计算选型校验，要考虑各种运行状态下的设备安全可靠运行，短路时可靠动作。由于设备多、回路多、系统复杂、校验项目多，造成了工作烦琐。目前国内尚无模拟电气工程师思路进行自动选型、校验计算的软件，以代替部分工作，把电气工程师真正从烦琐的计算和绘图中解放出来。我公司最新科研成果------供配电系统集成设计软件正好填补了这一空白。
二、详述：
电气设计的目标
我们只有了解了电气设计最终实现目标才能进行更明确的工作，为了详细说明一个变配电所的所有电气内容，通常需要出的图纸有：
1．1 电气主接线图或高压系统图
1．2 低压系统图
1．3 平面布置图、剖面图
1．4 配电柜立面图
1．5 电缆清册
1．6 设备材料表
1．7 电气计算书
1．8 二次控制原理图
1．9 二次外部线路图
以上图纸中最复杂的图纸，工作量最大的莫过于高低压系统图，因为他们占用的计算工作量大。过去我们也提供一些计算工具软件，但大都是零散的，不系统的，比如负荷计算、电压损失计算、短路计算等，用户对整个系统的认识，一直停留在修改旧图，反复的计算-填写表格-替换设备-删除-复制等低级的劳动中，造成了劳动效率无法大幅度提高。而且由于缺乏整个供-配电系统结构的认识，往往上一级开关调整以后，没有改下一级开关，或上一级开关整定变了，没有跟着调整配线，造成许多前后不对照的错误图纸和问题工程。旧图中大量的图元各自独立并没有共性，所以难以大规模的一次性修改成功。旧图修改重复劳动特别多，反复的重复删除、复制、替换、文字、移动等命令，容易造成笔误。特别是当前工程设计周期被业主大幅度缩短，怎样提高设计、绘图效率就成为了一个关键性的问题。
绘图计算软件的现状
目前国内电气设计软件提供这部分的主要偏向于绘图功能。绘制高低压柜的一次方案，许多家厂商生产的软件都包含了这部分图库。我们绘图主要集中在插入相应的图块进行绘制，然后填写定货图表格。计算则是分开的。
也有个别软件对高低压系统提供了部分计算，但大都是零碎的，不是对系统整体的计算，或是对其中一个回路、某一种负荷类型（如电动机）进行计算，其他回路或负荷类型无法计算，也无法作到上下级配合选型，也没有全面的综合校验电气设备所有技术参数，没有用电需求表，和实际工程需要的设计过程相差太多等等。所以在设计变配电所过程中，大部分工作仍集中在修改旧图，重新计算，选型上。计算机的辅助设计功能没有什么提高。
电气设计的过程分析
选型统一规定
很多设计院在一个工程的协同设计过程中都采用了一种选型方案，比如高压配电柜选用KYN28，低压柜采用抽屉式MNS，主断路器采用CM1，电缆采用 VV 系列，等等，这个选型方案在同一工程中都是相同的。也可以应用到下一个工程中。
用电需求定义
水、暖、工艺等上行专业提供的用电需求,主要内容是用电设备的编号，设备名称，安装位置，额定电压，负荷等级，场所属性，负荷性质等对电气设计的要求。
现在随着计算机普及，很多设计院已经使用EXCEL互提资料。
负荷分配
确定配电设备（配电箱、盘、柜）的位置，把每一个负荷分配到配电设备上。
负荷计算
对每个配电设备进行负荷计算。主要采用需要系数法。
分配电中心计算选
分配电中心（如某层的配电间、竖井、或机房的配电间）的配电柜供给下联的配电盘或箱。对这些配电盘、箱、柜进行选型。
变配电中心计算选
变配电中心对分配电中心供电。对变配电中心的所有设备包括母线、高压电缆、高压柜、低压柜、低压抽屉组件、低压出线等进行选型。
短路计算
选型完成以后，查表得出各组件和线缆的阻抗，并设定短路点，计算每个短路点的三相和单相短路电流。
校验计算
对于高低压设备进行短路校验、电压损失校验、电机启动校验以及灵敏度校验等。校验不合适的值，要重新进行选型。直到校验通过。
绘制系统图
根据系统模型，绘制系统图。
排列柜子。
根据平面情况，布置柜子。并绘制立面图、剖面图。
根据柜子布置情况分别调整系统图抽屉柜位置和编号以及进线柜、母联柜位置
回路库和设备库符号库
高低压柜的一次方案是厂家样本提供的。在CAD绘图中要调用这些方案，必须将这些方案组织成一个回路库。每个回路都是由很多组件组成的。这些组件的电气属性（技术参数）则在设备库中定义。符号库是规定了这些组件对应的图例。以上三者在选型绘图过程中必不可少。
为了应对众多的厂家和不同的型号规格产品，我们符号库、设备库、回路库都是开放的。用户可以新增设备系列，新增回路方案等等。
符号库采用新国标图例。回路库和设备库也采用了最流行最先进的高低柜型号，特别是中国建筑标准所出的《统一技术措施电气设备选型卷》和电力出版社出的最新版《工厂常用电气设备手册》上下册以及上下册补充本。
回路库结构中每个回路都可以设定盘内组件的型号规格和数量或额定电流、控制电机功率，这样完全按照样本提供的内容录入，对选型提供了“电子样本”。
统一规定设定
在做某一工程前，由电气专业项目负责人确定的设备选型的基本方案。该基本方案中将所有电气设备划分为供电、输电、配电、用电几类，用户只须对以上设备进行初步选型，确定设备的系列号以及相关参数。其它参数都可以自动选型。
用电需求定义表
用电需求表是用户自行录入的工程中所用到的所有用电设备列表。用户需要录入用电设备的安装位置、名称编号，设备容量，负荷性质等内容。可以从EXCEL中将水暖工艺提来的资料导入该表中，也可以将输入好的用电需求表导出到EXCEL中编辑。安装位置提供了一个很好的管理所有设备的结构，非常直观方便。
系统模型的建立
本软件设计宗旨和最终目标就是要实现电气设计的目标。即绘制出符合要求的图纸。而绘制图纸前就必须建立供配电系统。此前的设计软件都没有提出过集成设计的概念。
4.1所谓集成设计，就是面向供配电系统整体的电气设计，他包括了统一规定初步选型，用电需求表定义，用电负荷的分配，负荷计算、选型计算、短路计算、校验计算等一系列综合复杂的设计过程。它可以建立供配电系统模型，并能详细的列出模型上每个供配电-输电-用电设备的工作（运行）属性、短路属性、电气属性。
任何一个供配电-输电-用电设备都有三种属性，工作属性、短路属性、电气属性。
工作属性是指当前选定的设备的工作电流、设备容量、工作电压、功率因数等情况。短路属性是指当前选定设备的短路阻抗、短路电流等情况。电气属性是该设备的出厂铭牌的电气型号规格和电气技术参数等。
集成设计的流程是：用电负荷被人工添加到配电柜上。然后进行负荷计算，并自动选择配电柜内元件型号规格，选定短路参数可以进行短路校验。如果短路校验不通过，重新进行选型计算。
4.2系统模型的建立：要想实现对变配电所设备的整体选型校验和设计，必须建立整个工程的配电系统模型，才能够实现对所有设备的选校。
一个好的系统模型首先比较直观，操作简单。上手快。组织严密。由于电气系统的树状结构和WINDOWS资源管理器的树状结构的相似性，我们完全可以利用WINDOWS资源管理器类似结构的树状系统来搭建一个模型，实现简单的配电系统。
电力系统中最常用的电气连接关系就是串联和并联。所有的复杂的网络最后都可以看成是电气设备串联和并联不断组合搭建成的。从下图中可以看出，树节点上从左到右的组件名称关系就组成一个串联的电路：低压配电室(电源)à电缆à负荷开关à变压器à母线à进线柜 ……..
从“3母线”节点下面所接的“3母线à抽屉柜2à抽屉柜3à抽屉柜4à抽屉柜5”是母线并联所连的若干个抽屉柜。
这样搭建成的系统模型，具有形象直观、搭建简单、组织严密等特点。完全可以实现变配电所系统设计的所有功能。附图1对应的供配电系统如附图2所示。
附图1
附图2
4.3系统模型的功能
立系统模型是从工程中的配电中心（配电间、配电室）建立。 统模型可以直观看到开关柜一次方案图形。以方便选型 统模型可以对用电需求进行统一分配。确定所有用电设备的电源位置 4、系统模型可以对每个设备都能进行负荷计算。统计总负荷
5、系统模型可以对电源进行全厂负荷统计，和无功补偿计算
6、系统模型可以进行短路计算。短路计算包括无限大容量系统和有源系统的短路计算。搭建的任何模型都可以自动进行计算。短路阻抗数据库可以扩充。
7、模型在负荷计算、短路计算、和初步选型方案基础上进行自动选型计算
8、系统模型选型计算后对参数进行校验计算，包括高低压设备、配电干线等所有设备都可以按照规范要求进行校验。
统模型可以直观的看到配电中心内配电系统上任何一个设备目前的工作电流，短路点短路电流以及设备技术参数情况。 10. 可以自动输出高低压系统图，主接线图，设备材料表，电缆清册，计算书，和抽屉柜排列图等一系列图纸。完成辅助设计全过程。
软件实现流程图
软件实现过程实际上就是对电气工程师设计过程的模拟和抽象。该流程深入体现了第三节所述的电气设计的全过程，模拟设计思路进行电气辅助设计。
常用设备选型校验方案（部分） 压器选型:负荷分配->负荷计算->选型 低压母线选型
负荷分配->负荷计算->按正常工作电流选型
效验内容如下：
电机启动压降计算 电压损失计算 3、过载保护效验
4、热稳定效验
电缆导线选型
负荷计算->按正常工作电流选型
1、效验电压损失：
2、效验经济电流密度：
3、效验热稳定
4、效验过载保护
低压开关选型
负荷计算->按照正常工作选型：1、选择壳架等级电流 2、选择脱扣器额定电流 3、根据回路保护设置要求，进行短延时，瞬时，长延时三个脱扣器额定电流的选型。
1、效验极限分断能力
2、效验开断电流
3、效验灵敏度
4、上下级配合效验
5、过载保护效验
高压开关选型
负荷计算->按正常工作电流选型 1、选择额定电流
效验开断电流或开断容量。 效验最高工作电压、效验动稳定、效验热稳定。
10、集成设计软件的优点
1．实现了真正意义上的供配电系统模型，是面向整体电力系统的电气设计软件。不同于以往零散的孤立模块，这样的好处是比较直观清楚的让电气工程师知道每个电气元件在电力系统中的位置，作用，运行状态和短路状态以及所有电气属性等。
i.进行负荷计算、短路计算、选型计算和校验计算。集四大计算于一体，更加清晰明了选型结果。
2．成设计便于负荷调整，回路替换，设备技术参数的修改。并提供一系列智能检测系统，保证前后上下级联关系正确，确保电气回路的参数的正确性。
集成设计便于输出管理电缆表，设备表。
集成设计提供了可扩充的回路库和设备库，完全仿照设备样本，全部开放。用户可增添新设备。
集成设计提供给用户最方便直接的查询功能，点击任何一个系统模型上设备元件，都可以看到该设备的电压，流过的电流，功率等运行情况。也可以看到在该点短路时的短路阻抗，短路电流情况，甚至可以查询其他点短路，在该点的短路电流情况。
集成设计的界面采用资源管理器式界面，只要会windows的人都可以建立一个系统模型。不需要另外增加学习时间。操作也是类似与资源管理器，极其容易上手。
集成设计提供了很多常用供配电设备的选型，校验计算方法。用户可以采用某种方法进行校验，也可以都采用，根据需要进行校验。非常灵活。
集成设计是面对电气设备的cad电气设计软件，不象以前那样需要一点点绘制图块，复制粘贴，电气工程师考虑的只有电气设计需要考虑内容，其他有关绘图的命令和操作和任何线条图元，一概不需要考虑。这才是真正意义上的电气设计专家系统。
集成设计完全参考最新版的电气规范、设计手册、统一技术措施和强制性条文以及最新版电气设备手册。紧跟时代步伐。
三、结论
变配电所的负荷计算、短路计算、选型、校验计算是电气设计中最复杂的内容之一。我们应用CAM/CAD软件辅助设计实现这一专家系统，是电气设计行业一次最初步的尝试，具有重要的历史意义和广阔的实用价值。意味着国内电气设计CAD将突破原来偏重于绘图，而轻辅助设计的趋向，向着更加智能化的电气设计专家系统迈出了可喜的一步。
参考书目：
《工业与民用配电设计手册》第二版，中国航空工业规划设计院等编水利电力出版社
《建筑电气设计实例图册》，北京照明学会设计委员会编中国建筑工业出版社
《工厂常用电气设备手册》兵器部第五设计院编中国电力出版社
《民用建筑电气设计手册》湖南电气情报网编中国建筑工业出版社
《低压配电设计规范》GB50054-95中国计划出版社
《供配电系统设计规范》GB50052-95中国计划出版社
