电子系统设计课程概述.pptVIP

第一章 电子系统设计导论 1.1 电子系统概述 1.2 电子系统的设计 1.3 电子系统设计步骤 1.4 线性电源设计 1.1 电子系统概述 当今电子产品的两大特点： 1.产品的复杂性加深，根据Moore定律IC的复杂性大约 每6年增加10倍; 2.产品的上市时间与市场寿命减小,竞争加剧； （硬件工程师） 系统定义 电子系统定义 复杂结构的电子系统 电子系统、网络、电路的区别和联系 电路也称为电网络。研究抽象规律采用网络，讨论具体问题则为电路。 一般系统是比网络或电路更复杂、规模更大的组合体。有时简单的网络或电路可以称之为系统，因为我们可以采用研究系统的方法和观点来研究它们。 例：RC电路 网络分析： 研究各支路、回路电流/电压 系统分析： 研究如何构成微积分运算器（系统） 电子系统类型(了解) 实例-通信系统 实例-DVD系统 实例-计算机系统 子系统基本类型 复杂电子系统结构层次: 5种子系统基本类型: 1.模拟子系统 2.数字子系统 3.模拟,数混合子系统 4.微处理器子系统 5.DSP子系统 1.2 电子系统设计方法 自顶向下或从上到下 具体描述 设计人员首先根据对设计要求的理解及系统可能的工作方式、结构等知识，构成系统总体框图； 根据设计要求及指标，规定每个子系统的性能指标，并对总体框图中的每一个方框(子系统) 进行分析及设计； 对于复杂的子系统还可以继续分解、细化，直到每个方框（功能模块）都可以用一种或一种以上的方法加以实现； 每一个功能模块都落实到通用中大规模集成电路层次，同时规定一些关键器件的指标以保证该子系统的性能指标的实现。 优点 尽量运用概念（抽象）描述，分析设计对象，不过早考虑具体电路、元器件和工艺。 抓主要矛盾，逐步细化、分解 遵循原则 （1）正确性和完备性原则 （2）模块化，结构化原则 （3）问题不下放原则 （4）高层主导原则 （5）直观性、清晰性原则 自底向上或从下到上 特点 自底向上的缺点： 部件设计在先，设计系统时将受这些部件的限制，影响： 系统性 易读性 可靠性 可维护性 自底向上的优点： 在系统组装和调试过程中有效 可利用前人的设计成果 自顶向下与自底向上相结合 设计过程 自顶向下设计过程： 系统设计的一般原则 任何一个系统设计应遵循一定的原则、标准和规范，电子系统设计的原则如下： （1）兼顾技术的先进性和成熟性 电子系统的设计要适应技术发展的潮流，是系统保持长时间的先进性和实用性，同时兼顾技术的成熟性，缩短开发周期。 （2）安全、可靠和容错性 采用成熟的技术、器件和部件，保证系统的可靠、稳定和安全，同时系统具备一定的容错性，能适应各种不同的应用和操作环境。 系统设计的一般原则（续） （3）实用性和经济性 满足系统基本功能和性能指标的前提下，具有良好的性价比。 （4）可扩展性和易维护性 设计的单元电路模块化、系列化，使系统进行升级时，能保护原有资源，降低系统维护的复杂性，提高效率。 1.3 电子系统设计步骤 1.行为描述与设计 2.结构描述与设计 3.物理描述与设计 设计步骤（续） 1.行为描述与设计 描述系统的各项功能、各个单元的输入输出关系、各种技术指标 举例： 移动电话的功能:通话功能,来电显示,存储,时钟,网络,传真,声控录音,游戏,MP3等 性能指标:接收/发射频率,调制方式,待机时间,连续通话时间,电池电压 ,尺寸重量等等 设计步骤（续） 2.结构描述与设计 描述各单元之间的互连关系或协议 1)系统的结构设计 确定系统与外部系统的互连方式与协议. 2)子系统,模块级的结构设计 功能框图 电路图 文字说明 3)模拟仿真验证 设计步骤（续） 3.物理描述与设计 实现结构的具体形式,技术,工艺 1)传统的PCB电路板 2)PLD逻辑器件 3)VLSI 版图,外形尺寸,材料,散热 传统设计步骤 1.审题 2.方案选择与可行性论证 3.单元设计,计算和元件选择 4.组装、调试 5.编写设计文档,总结报告 电子系统设计EDA技术 1.EDA技术的发展 EDA技术是从二十世纪集成电路问世起（60年代），经历了CAD（70年代），CAE（辅助工程，80年代）发展阶段，到90年代进入EDA阶段。 EDA技术汇集了计算机应用科学，微电子结构与工艺学和电子系统科学必威体育精装版成果的先进CAD技术，它是计算机工作平台上开发的一套电子设计系统软件。 比较著名的EDA公司有：Matlab(信息处理