电子CAD设计过程

　　完成电子产品设计的任务，终是要给出一些文件:一是供产品内嵌处理器使用的程序代码;二是供ASIC制造的版图文件或供FPGA、CPLD的熔丝图文件;三是供PCB制造的版图文件;四是元器件采购清单，五是可能的测试方案。另外还可以包括产品维护、使用等等资料。

　　在计算机不介入设计过程的情况下，上述设计任务的完成过程是:根据设计任务和现有的条件设计电路，进行初步估算确定电路参数，搭试电路验证设计，根据测试结果修改设计。反复多次。集成电路的设计风险更大，产品设计周期很长。

　　利用电子CAD工具，可以在计算机中进行各个层次的仿真分析，使设计师可以在产品出世之前预知其特性，并可以进行优化设计。成熟的现代生产工艺确保设计结果的准确性。

　　在以前，产品设计常常是自下而上的。即产品性能、功能等由低层设计决定。比如，根据市场上现有的集成电路和生产工艺决定选用哪种电路，这些电路再组成系统。系统的特性是不能预先知道的。这时，设计师的经验在设计中很关键。

　　现在利用电子CAD工具进行产品设计，就可以采用自顶向下的设计方式，设计师直接在系统一级分析系统特性。软件工具和技术进步确保了仿真结果是真实可信的。

　　自顶向下的设计方式易于描述，设计师可集中注意力在系统功能上，利于产品技术水平的提高。当然，这种方式在数字系统中应用成功，在模拟系统中还有困难。

　　我们以设计一个脉冲拨号电话机为例，简单说明电子CAD设计的过程。

　　电话机由拨号电路、语音电路、响铃电路等组成。系统总设计师根据电信标准确定这个电话机的功能和电性能参数，将其分配到各个组成部分。

　　拨号电路设计帅根据系统设计师的要求，设计拨号控制电路，用数字电路进行设计。首先设计电路，再进行逻辑仿真。考虑到生产量大，选用ASIC。那么，根据ASIC生产厂家提供的数据作为约束条件，由工具软件对ASIC布局布线，然后再次仿真分析、验证，满意后将ASIC版图的文件交给IC工厂生产。

　　语音电路设计师根据给定参数设计模拟电路，对于电路的性能，可进行模拟仿真分析。通常是对所设计的电路进行各种激励。观察电路的响应，据此判断电路性能。还可以对批量生产情况进行仿真，进行灵敏度分析，坏情况分析等等。如果对电路特性不满意，可以改动设计，再次仿真分析。

　　响铃电路也是模拟电路，设计过程相同。模拟电路也可制作ASIC。

　　电路设计完成以后，进行PCB设计。将在电路设计和ASIC设计中生成的有关元件的封装参数和连接关系(网络表)，导入PCB设计工具软件，程序根据设计规期进行自动布局布线，生成PCB版图，经过设计师编辑满意后，将版图文件以及包含加工信息的文档交给PCB工厂生产。

　　生产车间根据电路设计文档和PCB设计文档提供的数据，可以采购元器件，制订装配工艺，从PCB生产厂得到PCB，从ASIC工厂得到IC，就可装配话机。

　　到此就初步完成了产品的电子设计过程，(这其中还有其他的设计和配合，比如设计机壳，也是重要一环)。

　　如果现有的电信标准很具体，这个产品涉及的技术比较成熟，总设计师的EDA工具和设计资源比较完善，那么在总设计师这层就可对产品的各项特性进行分析评估，在产品投入生产以前，就可同时进行产品的宣传准备，成本核算，以及与其他单位的合作等等。其结果是缩短了产品开发的时间，提高了产品的竞争力。

　　这个例子说明电子CAD的主要内容还是计算机辅助分析和计算机辅助版图设计。只是技术的进步使得这些工作可以让计算机做的更多了。仿真分析的进步是可以进行电路参效的优化，逻辑化简和优化等等;版图设计的进步是自动布局布线，PCB有各种自动布线工具，ASIC有布局布线工具.CPLD和FPGA的逻辑综合工具也有布局布线功能。

　　本书介绍几个软件工具的使用方法，包括了模拟分析和数字分析，包括了PCB布线和CPLD综合，除了高层次的系统级工具和ASIC以外，基本上可以体会电子CAD的设计过程。