EDA實踐教學(xué)清華大學(xué)電子系

EDA實踐教學(xué)

清華大學(xué)電子實習(xí)基地課程背景一EDA技術(shù)(電子設(shè)計自動化-ElectronicDesignAutomation)是電子信息技術(shù)發(fā)展的杰出成果,它的發(fā)展與應(yīng)用引發(fā)了一場工業(yè)設(shè)計和制造領(lǐng)域的革命。給企業(yè)帶來了巨大經(jīng)濟效益。EDA技術(shù)是以計算硬件和系統(tǒng)軟件為基本工作平臺,繼承和借鑒了前人在電路、圖論與拓?fù)溥壿嫼蛢?yōu)化理論等多學(xué)科的最新科技的成果，它旨在助電子設(shè)計工程師開發(fā)新的電子系統(tǒng)與電路、IC以及PCB產(chǎn)品時，利用計算機進行設(shè)計、分析、仿真、制造等工作，最大限度地降低成本、節(jié)省時間以及提高可靠性。因此EDA技術(shù)已成為理工科專業(yè)學(xué)生必備技能之一。EDA技術(shù)可以簡單劃分板級和芯片級，芯片級國內(nèi)現(xiàn)階段以FPGA/CPLD為主，著眼點在于微電子人才的培養(yǎng)。板級EDA技術(shù)國內(nèi)院校（包括本單位）一般以PROTEL軟件為基礎(chǔ)講授印刷電路板的計算機輔助設(shè)計，國際上也類似只是所使用的軟件有所不同。而對于板級EDA技術(shù)全程訓(xùn)練，限于學(xué)時和設(shè)備，僅有部分專業(yè)課程設(shè)計有所涉及，未能面向全體理工科專業(yè)學(xué)生，需要加以解決。

課程背景二可編程器件技術(shù)的發(fā)展1995

2002

2004印制板實物圖印制板多層板構(gòu)成電子產(chǎn)品設(shè)計流程(1)電子產(chǎn)品設(shè)計流程(2)EDA實踐課的目標(biāo)目標(biāo)：通過EDA實踐的全程訓(xùn)練過程，由學(xué)生完成從電路原理仿真驗證、印制電路板設(shè)計制造直到元器件檢測、焊接、安裝、調(diào)試的產(chǎn)品設(shè)計制造全過程，達(dá)到培養(yǎng)同學(xué)們創(chuàng)新精神和工程實踐能力的目的。EDA實踐課的內(nèi)容簡要介紹EWB系列的使用，主要由學(xué)生利用教材和教學(xué)站點上的資料自學(xué)；布置實驗任務(wù)并介紹規(guī)定電路，但建議學(xué)生通過實際產(chǎn)品完成全程訓(xùn)練參加競賽。利用Multisim電路仿真軟件由學(xué)生輸入規(guī)定或選作電路原理圖。利用Multisim電路仿真軟件的虛擬儀器等仿真功能自行判斷電路的正確性。利用Multisim的傳送功能，傳送網(wǎng)絡(luò)表至Ultiboard。原課程網(wǎng)絡(luò)表由教師提供。利用Ultiboard軟件完成印刷電路板布局、布線等工作。通過網(wǎng)絡(luò)上傳作業(yè)至教學(xué)網(wǎng)站。自制印制電路板或使用標(biāo)準(zhǔn)板進行焊接、安裝、調(diào)試。重點在開放教學(xué)和全程訓(xùn)練。教材《電腦輔助電路設(shè)計--Multisim2001電路實驗與分析測量》：2002年7月，〈中國鐵道出版社〉，EDA實踐課教材。紙質(zhì)版208千字，電子版506頁(759千字)。電子工藝實習(xí)指導(dǎo)書(p62-67)內(nèi)部教材：EDA實踐補充教材-機器貓內(nèi)部教材：EDA實踐補充教材-多用充電器機器貓制板一機器貓制板二機器貓印制板參考圖印制電路板布局設(shè)計一般原則布局應(yīng)能滿足整機的機械（外形尺寸等）和電氣性能要求。元器件分布均勻、排列整齊美觀，盡量使元器件的質(zhì)量重心位于板的中心；印制線路板上的元器件放置的通常順序：放置與結(jié)構(gòu)有緊密配合的固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開關(guān)、連接件之類；放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發(fā)熱元件、變壓器、IC等；放置小器件。布局采用分區(qū)擺放和核心外圍的基本原則，同一電路單元的元器件應(yīng)相對集中排列，以便于調(diào)試和維修；有相互連線的元器件應(yīng)相對靠近排列，以利于提高布線密度和走線距離最短。對熱敏感的元器件，應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件布置；相互可能有電磁干擾的元器件，應(yīng)采取屏蔽或隔離措施；質(zhì)量過重的器件（大功率變壓器、繼電器等），不應(yīng)布設(shè)在板上；印制漏電路嘩板布押線設(shè)霜計一球般原季則在滿進足使窄用要朝求的陣前提拘下，菊選擇爆布線醉的順瘡序為蠅：單測層、體雙層跨和多汗層布逃線。印制難導(dǎo)線挑的布綢設(shè)應(yīng)餐盡可值能的階短，途在高易頻回領(lǐng)路中冠更應(yīng)紛如此怕；印圖制導(dǎo)場線的把拐彎申應(yīng)成減圓角子；當(dāng)逮兩面倍板布推線時否，兩國面的剝導(dǎo)線蕉宜相淋互垂爸直、把斜交誕、或茫彎曲控走線禮。印制貌導(dǎo)線屑的寬炒度：胖導(dǎo)線伸寬度救應(yīng)以暑能滿鼻足電昌氣性學(xué)能要化求而荒又便辭于生幸產(chǎn)為慈宜，謹(jǐn)它的盲最小筒值以條承受虹的電傳流大夕小而祝定，奇但最南小不堅宜小提于0.馬2m鼻m，在映高密卷度、漿高精皆度的霜印制路線路聽中，壞導(dǎo)線孩寬度綁和間挖距一膠般可含取0.姿3m此m；導(dǎo)逃線寬候度在牧大電盞流情秤況下弦還要驚考慮手其溫途升。在DI耍P封裝榮的IC腳間釋走線普，可奔應(yīng)用10－10與12－12原則陸，即掛當(dāng)兩獸腳間羞通過2根線嘉時，富焊盤穩(wěn)直徑弓可設(shè)期為50匯mi代l、線勉寬與占線距福都為10善mi槽l，當(dāng)街兩腳證間只乎通過1根線糞時，咸焊盤酒直徑崗可設(shè)昨為64鋒mi絨l、線辭寬與陽線距毫都為12善mi蘇l。印制憂電路第板布虧線設(shè)頃計一念般原垂則印制乳導(dǎo)線千的間綢距：趟相鄰腎導(dǎo)線調(diào)間距滋必須是能滿恨足電餡氣安超全要盡求，哈而且種為了呆便于各操作咳和生屬產(chǎn)，洋間距津也應(yīng)雜盡量趙寬些壩。最殃小間藏距至叛少要收能適宮合承怒受的釀電壓今。這避個電源壓一鐮般包群括工累作電否壓、閘附加互波動副電壓政以及瞧其它魂原因匹引起尊的峰霜值電縫壓。類在布哲線密活度較芒低時毫，信托號線喂的間邊距可寨適當(dāng)輝地加君大，稿對高饞、低盼電平訴懸殊慕的信倡號線培應(yīng)盡棍可能補地短看且加樣大間活距。雙面限板上筒的公慶共電河源線潛和接地地線竿，盡銳量布坦設(shè)在弦靠近晃板的廢邊緣納，并弱且分宿布在筒板的顫兩面堪。多業(yè)層板浩可在已內(nèi)層節(jié)設(shè)置炕電源豎層和東地線燃層，奇通過賠金屬寬化孔億與各納層的停電源企線和值接地州線連死接。大面持積敷舟銅：送印制忽線路搭板上聞的大歐面積離敷銅蠻常用斜于兩蘇種作候用，愁一種掉是散掃熱，否一種漢用于肥屏蔽熊來減場小干飽擾，衫初學(xué)天者設(shè)私計印哲制線煩路板核時常避犯的輪一個雪錯誤狠是大雙面積氧敷銅儀上沒賣有開美窗口息，而歌由于輪印制易線路鋸板板鳳材的家基板腿與銅燒箔間屈的粘千合劑膜在浸籠焊或備長時除間受急熱時輛，會柴產(chǎn)生須揮發(fā)開性氣嚇體無肚法排筋除，刑熱量旗不易巖散發(fā)災(zāi)，以芝致產(chǎn)批生銅兆箔膨凡脹，暑脫落雨現(xiàn)象眠。因稱此在污使用什大面索積敷盯銅時雨，應(yīng)敢將其臣開窗錢口設(shè)肉計成資網(wǎng)狀潤。印制異電路掘板布耗線設(shè)畫計一逼般原德則焊盤儉的直獻徑和診內(nèi)孔王尺寸割：焊己盤的喊內(nèi)孔遷一般獄不小瞇于0.居6m側(cè)m，通梳常情猾況下谷以金抽屬引趟腳直聰徑值心加上0.壞2m嶄m作為左焊盤障內(nèi)孔只直徑址，如暑電阻堤的金請屬引橡腳直富徑為0.潑5m筋m時，純其焊竄盤內(nèi)碼孔直芬徑對岔應(yīng)為0.冰7m暢m，焊眉盤直劇徑取郊決于規(guī)內(nèi)孔鞠直徑裝，采直徑撤小于0.感4m戰(zhàn)m的孔?。篋／d＝0.脾5～3；直每徑大描于2m停m的孔飼：D／d＝1.催5～2；式材中：番（D－焊凡盤直聞徑，d－內(nèi)炒孔直釘徑）球?？缃犹峋€的傍使用客：在希單面歪的印科制線傾路板鬧設(shè)計球中，夏有些個線路臣無法臣連接憂時，雙常會際用到伍跨接租線，均在初癥學(xué)者破中，焦跨接社線常預(yù)是隨悼意的儀，有號長有俊短，嘗這會第給生監(jiān)產(chǎn)上邪帶來鄰不便禮。放琴置跨從接線叫時，共其種仗類越殼少越椒好，摸通常露情況群下只塔設(shè)6m調(diào)m，8m蛙m，10初mm三種屆。印制恩電路準(zhǔn)板布脹線設(shè)抵計一宣般原誕則板材擠與板銳厚：腳印制起線路稱板一武般用騙覆箔叔層壓害板制譜成，尺常用淘的是畜覆銅毅箔層隔壓板什。板融材選贏用時送要從閑電氣不性能出、可商靠性批、加醬工工斬藝要四求、佩經(jīng)濟傘指標(biāo)塘等方益面考饒慮，歇常用愿的覆伍銅箔饞層壓悔板有慘覆銅穩(wěn)箔酚穴醛紙江質(zhì)層枝壓板悉、覆坦銅箔丟環(huán)氧行紙質(zhì)導(dǎo)層壓西板、破覆銅埋箔環(huán)拳氧玻欣璃布阻層壓溜板、彼覆銅柜箔環(huán)左氧酚彎醛玻難璃布希層壓蒼板、胃覆銅產(chǎn)箔聚喂四氟訴乙烯冠玻璃督布層盤壓板毯和多井層印金制線坊路板幻玉用環(huán)肅氧玻冊璃布菜等。印制截線路臥板的誕厚度歲應(yīng)根卸據(jù)印利制板上的功饒能及駝所裝席元件咽的重壯量、帽印制左板插乞座規(guī)餡格、披印制對板的份外形墾尺寸飛和所搬承受精的機佳械負(fù)艘荷來過決定券。多壯層印長制板狗總厚阿度及殿各層茫間厚膽度的仍分配瞧應(yīng)根梁據(jù)電懸氣和貧結(jié)構(gòu)嫂性能排的需秘要以邊及覆額箔板濃的標(biāo)廢準(zhǔn)規(guī)炸格來蜘選取坐。常朗見的僵印制扮線路曲板厚沾度有0.笑5m隱m、1m野m、1.叨5m鴨m、2m狐m等。信號狗完整晶性（SI）分爽析隨著殖主頻犬的提仍高，貞布線燈密度暖的增街加，屑以及槳大量膊數(shù)模淹混合妥電路脾的應(yīng)餅用，思對PC妻B設(shè)計速的要忘求越導(dǎo)來越繭高。石高速陶數(shù)字吧和模構(gòu)擬電械路的雄設(shè)計咬需要較對信澆號失房誠真給較予特盟別的餅關(guān)注咐。反展射、寄串?dāng)_腸、傳差輸時園延、遭地/電層浮噪聲括等，岡可以絲式嚴(yán)重?fù)溆绊懙吭O(shè)計梁的功唯能正浪確性便。此膠外，墊設(shè)計濱的復(fù)畫雜性賄和規(guī)劣模，端如果約不用ED狼A軟件斤的幫慣助，字對于竭工程踢師來勒說已聾經(jīng)沒鹿有辦界法徹塌底解鹿決信全號完撞整性國問題港。傳遍輸時曉延、縫串?dāng)_茄噪聲進以及傍由阻診抗失兼配引勵起的紀(jì)反射赴等問媽題，熊讓設(shè)副計人遇員非腎常頭卡疼，練并導(dǎo)蠢致產(chǎn)肯品上場市周徐期的靠延長綠和增屆加產(chǎn)壤品售椒后服焰務(wù)的離費用僵。電磁仙兼容件性（EM繼I電磁節(jié)干擾繞）分栽析由于迎電子瞞產(chǎn)品臭大量戶用于份日常張的計悅算、牛通信母和娛扔樂，拍電磁裳兼容鐮問題雷和電標(biāo)磁干肆擾問胳題已友經(jīng)得晨到廣世泛的清重視炸。EM場I可以考嚴(yán)重殲影響流設(shè)備墾的性森能甚棒至可聰以使見設(shè)備沿癱瘓頃。因械此，弟許多椅電子債產(chǎn)品享必須北符合EM川I標(biāo)準(zhǔn)石。由岔于很屠多無魯線和貓高頻徹電子廚設(shè)備勿的應(yīng)光用，EM挑I問題益將會窄越來胖越嚴(yán)盞重。電磁跪兼容疫性（PI電源拉完整搞性）奶分析隨著PC層B設(shè)計智功能敢越來幸越多謹(jǐn)，復(fù)掉雜度娛越來股越高泛，使厘用的危頻率邊也就襪越來磁越高暮。隨襯著功懲能和懂速度客的增羨加，靈瞬態(tài)方電流處也就傍增加奪。大憲面積殊的電課源和確地平舍面就扭是為岸了滿即足這厚個需樣要而綁設(shè)計匙的。偵但是排由于斗設(shè)計叮的復(fù)經(jīng)雜性出，例收如多筐種電抓源和寫多種怖地需融要同鑼時使掃用，諸使得進地電材平面呀被分萬割而圈成為歉有缺軍陷的凱平面代。由巾此可緊能會殿產(chǎn)生步感應(yīng)鵝噪聲筒，當(dāng)紅這種枝噪聲典大到銅一定挪程度溝時，拜會影慚響集樓成電察路的濾功能口和性歌能。玻這種妄噪聲梢是指De鑄lt村a-醉I、地味彈或換瞬態(tài)戰(zhàn)交換境噪聲辭。EW行B系列骨軟件摟介紹Mu貞lt媽is肚im電路金仿真窄器是仁一完驢整的級系統(tǒng)如設(shè)計挨工具扮，它乳結(jié)合SP為IC德E、VH青DL、Ve廁ri謹(jǐn)lo中g(shù)共同膏進行典模擬警和數(shù)議字電寨路仿民真，緞并提肥供高住階RF設(shè)計推功能倘以及面利用VH直DL或Ve凈ri憑lo勒g設(shè)計本與仿乓真FP院GA選/C甩PL傘D組件能合成章，可就以利券用齊窄全的鈴虛擬支儀器攜對電閱路進秧行測榜試及吐分析跑。在《電路醋分析》、《模擬相電路》、《數(shù)字恒電路》等電高子實腿驗課步中充何當(dāng)虛瞎擬實竟驗平閘臺，點將電謊子實菊驗搬濾到計骨算機隸屏幕卷上來駱做。灘同時謎由于Mu殃lt話is苗im和Ul冬ti口bo聚ar扶d的有爺機結(jié)唐合，艘為在ED逗A實踐組課中唱進行極從原匠理圖蔽設(shè)計扎到印憑制板瞞制作夢的板族級ED僻A全程沃訓(xùn)練勾提供貼了條痕件?；緫{任務(wù)爛：信摩號發(fā)務(wù)生器學(xué)生糾作品半：二滴階雙忘二次訪帶通黨濾波普器學(xué)生銀作品眉：三士角波艦矩形摟波發(fā)隙生電從路學(xué)生樓作品悄：機器踢貓原落理圖學(xué)生糧作品完：立密體聲隨放大觀電路機器句貓成錯品機器悼貓印池制板續(xù)尺寸印制千板外優(yōu)形：82弟mm羅*5防5m拒m無定盯位孔線寬12綿-3局0m喚il焊盤亦外徑62心-8暑0m宮il清華畜大學(xué)是電子頑工藝育資源祖站ht鴿tp禍:/座/1沈66曠.1鍋11戒.5揚2.春17妨3/概況斥：為凝了適匪應(yīng)我柱校建肺成世糕界一某流大蠅學(xué)的先長遠(yuǎn)超發(fā)展驚方向型，實頃現(xiàn)培在養(yǎng)”令高素泡質(zhì)、乳高層咱次、鑰多樣運化、溝創(chuàng)造椒性”呆人才劉的總廣體培誘養(yǎng)目宏標(biāo)，毛增強細(xì)和培皆養(yǎng)學(xué)幫生的忙工程修實踐絹能力碼、創(chuàng)坡新能載力。筐清華命大學(xué)眼電子多工藝倒教撫研組末建立酬電子勒工藝?yán)苯虒W(xué)陸資源徐站，喊充分持發(fā)揮撥網(wǎng)絡(luò)頁的優(yōu)鬼勢，件利用WE輛B、FT怠P、BB份S等手閃段為園學(xué)生拔提供環(huán)從元搭器件皂資料碑、印須制板殖的設(shè)鏈計方臺法到嬸制造理工藝局的大扇信息談量資桃源，陽爭取趟成為捷進行討電子去設(shè)計眉制造罪的工芳具性政資源網(wǎng)絡(luò)供教學(xué)-清華袍大學(xué)侮電子傷工藝粥資源棍站ht扯tp養(yǎng):/余/1賭66乖.1劉11馳.5稅2.棵17堅3/內(nèi)容區(qū)：電子磚工藝掠課程依和創(chuàng)鉗新實泳驗室憐介紹電子縮慧工藝挺課程敢答疑橫及電去子技沒術(shù)討膜論區(qū)FT斑P下載哀站，呆為ED槐A實踐隨課提幕供網(wǎng)兼上教蘋學(xué)服蜂務(wù)SM噸T工藝