電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化大作業(yè)

1、第 1 頁(yè) 共 4 頁(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 命題教師 教研室(系主任審核(簽字裝訂線裝訂線以內(nèi)不準(zhǔn)作任何標(biāo)記2012/2013學(xué)年第一學(xué)期考試題(卷課程名稱電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化考試性質(zhì)考查 試卷類型 A使用班級(jí) 電子090103電信090102 考試方法 閉卷人 數(shù) 140題 號(hào) 一二三四五六七 八 九十總 成 績(jī)成 績(jī)一、查閱相關(guān)資料,說(shuō)出常用的EDA 工具軟件分為哪幾類?并寫出每一類常用的軟件名稱及其特點(diǎn)。(15分。目前常用的EDA 工具軟件:multiSIM7(原EWB 的最新版本、PSPICE 、OrCAD 、PCAD 、Protel 、Viewlogic 、Mentor 、Graphics 、

2、Synopsys 、LSIIogic 、Cadence 、MicroSim 等等。一般可用于幾個(gè)方面,例如很多軟件都可以進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真,同進(jìn)還可以進(jìn)行PCB 自動(dòng)布局布線,可輸出多種網(wǎng)表文件與第三方軟件接口。SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis :是由美國(guó)加州大學(xué)推出的電路分析仿真軟件,是20世紀(jì)80年代世界上應(yīng)用最廣的電路設(shè)計(jì)軟件,1998年被定為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。1984年,美國(guó)MicroSim 公司推出了基于SPICE 的微機(jī)版PSPICE (Personal-SPICE ?，F(xiàn)在用得較多的是PSPICE6.2

3、,可以說(shuō)在同類產(chǎn)品中,它是功能最為強(qiáng)大的模擬和數(shù)字電路混合仿真EDA 軟件,在國(guó)內(nèi)普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以進(jìn)行各種各樣的電路仿真、激勵(lì)建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數(shù)據(jù)輸出、并在同一窗口內(nèi)同時(shí)顯示模擬與數(shù)字的仿真結(jié)果。無(wú)論對(duì)哪種器件哪些電路進(jìn)行仿真,都可以得到精確的仿真結(jié)果,并可以自行建立元器件及元器件庫(kù)。multiSIM (EWB 的最新版本軟件:是Interactive Image Technologies Ltd 在20世紀(jì)末推出的電路仿真軟件。其最新版本為multiSIM7,目前普遍使用的是multiSIM2001,相對(duì)于其它EDA 軟件,它具有更

4、加形象直觀的人機(jī)交互界面,特別是其儀器儀表庫(kù)中的各儀器儀表與操作真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際儀器儀表完全沒(méi)有兩樣,但它對(duì)模數(shù)電路的混合仿真功能卻毫不遜色,幾乎能夠100%地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果,并且它在儀器儀表庫(kù)中還提供了萬(wàn)用表、信號(hào)發(fā)生器、瓦特表、雙蹤示波器(對(duì)于multiSIM7還具有四蹤示波器、波特儀(相當(dāng)實(shí)際中的掃頻儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、失真度分析儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀和電壓表及電流表等儀器儀表。還提供了我們?nèi)粘３Ｒ?jiàn)的各種建模精確的元器件,比如電阻、電容、電感、三極管、二極管、繼電器、可控硅、數(shù)碼管等等。模擬集成電路方面有各種運(yùn)算放大器、其他常用集成電路。數(shù)字電路方面有74

5、系列集成電路、4000系列集成電路、等等還支持自制元器件。MultiSIM7還具有I-V 分析儀(相當(dāng)于真實(shí)環(huán)境中的晶體管特性圖示儀和Agilent 信號(hào)發(fā)生器、Agilent 萬(wàn)用表、Agilent 示波器和動(dòng)態(tài)邏輯平筆等。同時(shí)它還能進(jìn)行VHDL仿真和Verilog HDL仿真。MATLAB產(chǎn)品族:它們的一大特性是有眾多的面向具體應(yīng)用的工具箱和仿真塊,包含了完整的函數(shù)集用來(lái)對(duì)圖像信號(hào)處理、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等特殊應(yīng)用進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。它具有數(shù)據(jù)采集、報(bào)告生成和MATLAB語(yǔ)言編程產(chǎn)生獨(dú)立C/C+代碼等功能。MATLAB產(chǎn)品族具有下列功能:數(shù)據(jù)分析;數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖;控制系統(tǒng)設(shè)

6、計(jì);數(shù)字圖像信號(hào)處理;財(cái)務(wù)工程;建模、仿真、原型開發(fā);應(yīng)用開發(fā);圖形用戶界面設(shè)計(jì)等。MATLAB 產(chǎn)品族被廣泛應(yīng)用于信號(hào)與圖像處理、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通訊系統(tǒng)仿真等諸多領(lǐng)域。開放式的結(jié)構(gòu)使MATLAB產(chǎn)品族很容易針對(duì)特定的需求進(jìn)行擴(kuò)充,從而在不斷深化對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)同時(shí),提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力。二、查閱資料,簡(jiǎn)述EDA技術(shù)的發(fā)展過(guò)程及趨勢(shì)。(15分EDA技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)從目前的EDA技術(shù)來(lái)看,其發(fā)展趨勢(shì)是政府重視、使用普及、應(yīng)用文泛、工具多樣、軟件功能強(qiáng)大。中國(guó)EDA市場(chǎng)已漸趨成熟,不過(guò)大部分設(shè)計(jì)工程師面向的是PC主板和小型ASIC領(lǐng)域,僅有小部分(約11%的設(shè)計(jì)人員工發(fā)復(fù)雜的片上系統(tǒng)器件。為了與臺(tái)灣和美國(guó)的

7、設(shè)計(jì)工程師形成更有力的競(jìng)爭(zhēng),中國(guó)的設(shè)計(jì)隊(duì)伍有必要購(gòu)入一些最新的EDA技術(shù)。在信息通信領(lǐng)域,要優(yōu)先發(fā)展高速寬帶信息網(wǎng)、深亞微米集成電路、新型元器件、計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、第三代移動(dòng)通信技術(shù)、信息管理、信息安全技術(shù),積極開拓以數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的新一代信息產(chǎn)品,發(fā)展新興產(chǎn)業(yè),培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。要大力推進(jìn)制造業(yè)信息化,積極開展計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD、計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE、計(jì)算機(jī)輔助工藝(CAPP、計(jì)算機(jī)機(jī)輔助制造(CAM、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM、制造資源計(jì)劃(MRPII及企業(yè)資源管理(ERP等。有條件的企業(yè)可開展“網(wǎng)絡(luò)制造”,便于合作設(shè)計(jì)、合作制造,參與國(guó)內(nèi)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。開展“數(shù)控化”工程和“數(shù)字

8、化”工程。自動(dòng)化儀表的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的測(cè)試技術(shù)、控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)進(jìn)一步融合,形成測(cè)量、控制、通信與計(jì)算機(jī)(M3C結(jié)構(gòu)。在ASIC和PLD設(shè)計(jì)方面,向超高速、高密度、低功耗、低電壓方向發(fā)展。外設(shè)技術(shù)與EDA 工程相結(jié)合的市場(chǎng)前景看好,如組合超大屏幕的相關(guān)連接,多屏幕技術(shù)也有所發(fā)展。中國(guó)自1995年以來(lái)加速開發(fā)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),先后建立了幾所設(shè)計(jì)中心,推動(dòng)系列設(shè)計(jì)活動(dòng)以應(yīng)對(duì)亞太地區(qū)其它EDA 市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。在EDA軟件開發(fā)方面,目前主要集中在美國(guó)。但各國(guó)也正在努力開發(fā)相應(yīng)的工具。日本、韓國(guó)都有ASIC設(shè)計(jì)工具,但不對(duì)外開放。中國(guó)華大集成電路設(shè)計(jì)中心,也提供IC設(shè)計(jì)軟件,但性能不是很強(qiáng)。相信在不

9、久的將來(lái)會(huì)有更多更好的設(shè)計(jì)工具有各地開花并結(jié)果。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)顯示,中國(guó)和印度正在成為電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展最快的兩個(gè)市場(chǎng),年復(fù)合增長(zhǎng)率分別達(dá)到了50%和30%。EDA技術(shù)發(fā)展迅猛,完全可以用日新月異來(lái)描述。EDA技術(shù)的應(yīng)用廣泛,現(xiàn)在已涉及到各行各業(yè)。EDA水平不斷提高,設(shè)計(jì)工具趨于完美的地步。EDA市場(chǎng)日趨成熟,但我國(guó)的研發(fā)水平沿很有限,需迎頭趕上。三、下面給出的共射晶體管放大電路原理圖,如圖1所示,要求如下:(1對(duì)電路的直流工作點(diǎn)分析;(2對(duì)電路進(jìn)行瞬態(tài)分析,并分析輸出波形是否失真;(3若電路輸出波形出現(xiàn)失真,如何改善電路波形失真;(4測(cè)試電路的fL和fH。(本題20分第 2 頁(yè)共 4 頁(yè) 第

10、 3 頁(yè) 共 4 頁(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 裝訂線裝訂線以內(nèi)不準(zhǔn)作任何標(biāo)記Q 12N2222R 12.0k o hmR 32.0k o hmR 2500o h mR 54k o h mR 410k o h mC 110u FC 310u FC 2100u FV 1100m V 1000Hz 0DegV 312V四、利用Protel99SE 軟件畫出DSP (TMS320VC33系統(tǒng)原理圖,并輸出元器件列表,若元件庫(kù)中沒(méi)有的元件,需要手動(dòng)建立元件庫(kù),然后,根據(jù)原理圖設(shè)計(jì)PCB 圖,給出設(shè)計(jì)圖的信息。(本題共25分五、分別用Multisim2001和Max-PlusII 軟件分析十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器和數(shù)碼顯示電路功能,對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行截圖放置在Word文檔中。(本題共25分本題提示:在Multisim2001系統(tǒng)中可采用74LS161、74LS47和七段顯示譯碼電路組成并顯示結(jié)