电子设计种种（1）

电子产品设计师正面临着比以往更艰巨的挑战；如何更快地去设计更多的功能、更小的体

积、性价比更高的产品。从根本上讲，时间就是市场，是推动电子产品进步的最潜在因

素。当电子产品生产周期变得比ASIC设计周期还短的时候，设计师不得不倾向于选用FPGA

芯片和其它同样能进行快速设计和现场可编程的芯片，比如专用标准器件ASSP，它们正逐

渐成为电子产品的核心。

随着电子产品功能的增多，其实现将慢慢变得非常困难并呈现不稳定性。这样，在设计的

初期如何保证产品结构的正确性就成为关键的关键。对体系结构的探测就成为解决这方面

问题的最有效手段。从产品的总体设计开始，选定合适的硬件平台，CPU、内存、总线等

各种器件及相应的参数，并在这个级别上完成软件模型的构建和软硬件共同设计。

验证过程是电子产品开发中的瓶颈之一。这困难来自软件内容的增加，特别是在嵌入式系

统中，在硬件原型平台上调试软件本身就是一项费时费力的工作。为此设计人员转向软硬

件系统协同仿真，以此在硬件原型获得之前进行基于接口的验证。但当软件代码增加到一

定程度，软硬件系统协同仿真就难以进行下去。最好的解决方案是软硬件工程师必须在设

计的开始阶段就进行协作。而这只有通过软件／硬件共同设计来完成，从最早的体系构造

到具体设计，验证从始至终贯穿各个阶段。随着设计的深入，高速信号的危害日益突

出，它们的体现形式有很多种：失真的信号波形、时序问题、非预期的串扰、接地反射、

超强电磁辐射和电磁噪音。高速问题也是电子产品的另一个难题。

在工程项目组这个级别上，需要不同工种和学科的工程师从分散的工作方式集中到一起进

行共同设计，包括软件、硬件、机械、电子以及芯片、板级设计队伍。很多公司有位于不

同区域的专门工程的设计队伍，例如，软件开发在印度、内存设计在韩国，FPGA设计在美

国，PCB设计在中国台湾省等。这种新的开发队伍结构需要强有力的开发工具支持，以达

到数据的共享和项目组的沟通。

上述所有问题在设计中转化为两方面：第一，无法预期的设计复杂度超出了人力设计所能

控制的领域，这使设计师不得不站在高一层次上来观察问题。第二，设计各环节存在着巨

大的"间隙"，正是这种"间隙"给电子产品的设计带来了相当大的不确定性和各种技术问

题。比如，系统级设计自动化SLDA、电子设计自动化EDA、嵌入式软件工具EST和机械计

算机辅助设计MCAD是产品设计的各个环节，它们之间的协调以及对应学科工程师的交流

（如软硬件工程师、机械工程师、芯片或板设计工程师）在现阶段设计工具配合下都存在

着"间隙"。

如何解决这些问题?电子产品设计自动化(ePDA)是非常合适的方案。它是一个全新概念，

导引不同范畴的工具，如EDA、EST、MCAD和SLDA等协同工作。而这种新的解决方案满足的

是整个产品设计及验证过程的自动化，而不是仅仅面向一个或两个单独的流程，这是站在

一个更高层次的角度来观察问题。ePDA流程完整地再现了设计的全过程，它覆盖了设计各

环节或各阶段和各工程学科之间的"间隙"。设计问题解决后，所缺的就是单点工具和它

们的集成了。一般来说，系统设计重点应于体系探测，并使用行为级"C"语言来验证。

高质量ＰＣＢ设计

本人多年从事模拟和数字电路设计，本文为关于PCB图布线的部分经验总结，文中内容主要适