电子产品网络自动化设计方法与应用技术思路构建

文建军

摘要：电子产品的设计环境在当代科学技术飞速进步的背景下得到了优化与完善，由原先的单机设计演变成为如今的网络化联机设计，在此基础上还采用了由上向下的设计方法，更好的维持了系统的性能、设计周期及成本之间的平衡。通过对电子产品的自动化设计系统运行环境中的电路仿真、网络管理与CIMS中的设计方法进行联合应用，使企业的产品设计速度、质量及创新都得到大幅度提升，促进企业的市场竞争力及效益的提高。

关键词：电子产品；网络自动化设计；应用技术随着科学技术的快速发展，工业产品的设计与制造也逐渐离不开计算机的辅助。如今，工业产品设计与制造的计算机辅助技术成为世界范围内的热门技术。CAD技术与CAM技术正是相关计算机辅助技术的杰出成果，它们的发展和应用引领着工业设计与制造方式的大变革。本文主要探讨研究了CAD技术中EDA电子设计自动化这一技术在企业产品网络化设计中的应用思路，以及利用电子线路的计算机辅助设计环境（Protel99）设计电子产品或者电子线路系统的方法技术。

1.电子线路的自动化设计发展及应用概况电子线路的设计从产生到如今的日渐成熟，主要经历了三个发展阶段：人工设计与调试阶段；各设计者独立进行计算机辅助设计的阶段；计算机网络联合设计阶段。人们通常将前两个设计发展阶段称为传统电子线路设计阶段。

目前大多数工业企业的电子线路设计还处于计算机独立辅助设计阶段，仅有极少的企业开始使用计算机网络化联合设计。

传统的设计方法是采用自下向上的设计方法，即第一步对基本的功能单元电路进行设计及调试，第二步则将单元电路进行组合以实现产品的功能。如果在组合基本单元电路时出现问题，则返回设计起点进行重新设计及调试单元电路。因此，传统的电子电路设计方法对设计人员的要求较高，它要求设计者足够了解单元电路的所有功能及特性，并在总设计中考虑到这些性能会对产品性能产生的影响。所以这种方法需要有丰富经验的设计者人工完成，并且每次设计的修改都会耗费大量的时间，不能达到高效率、高精度的目标，难以满足当今的电子线路设计需求。而计算机网络化联合设计采用了自上向下的设计方法，可以最大限度的平衡设计周期、成本及性能这三者的关系。这种层次化的设计思路，可以从整体上对电路进行设计，考虑各种相关因素对系统的影响，保证电路系统的工作性能良好，完成设计方案。设计中的模拟和调试是在设计早期进行，有利于及时发现结构设计中存在的问题，避免设计的浪费，减少后期的工作量。自上而下的设计可以将整个项目进行系统的划分和管理，减少不必要的工作，提高设计的成功率，缩减了设计周期及成本，同时提高了电路系统的性能。

2.Protel99的环境功能Protel99先前的设计系统环境是单机设计环境，现如今Protel99在设计环境中开始使用网络技术，使电子产品的设计、调试及生产等工序能够同步进行，大大缩短了产品的设计生产周期和降低了生产成本。

Protel99的设计系统包括：原理图的设计系统、电路仿真系统、编程逻辑设计系统、印刷电路板的设计系统、信号分析系统。原理图的设计系统主要可以进行层次电路图的设计，完成电路原理图的绘制，提供自上而下或自下而上的设计方法，并能输出多种格式的网络图表，为各种制板设备或插件设备提供需要的文档资料。

Protel99中配置了具有完整功能的电路仿真软件，能够便捷地帮助用户进行电路仿真，使用户在设计原理图时能够随时正确的分析电路的工作使用状况，判断设计的合理性，并根据仿真状况对电路的参数进行及时的优化，提高设计电子线路的工作效率。

印刷电路板的设计系统能够设计制作印刷电路，拥有三种布线功能——手动布线、半自动化布线、全自动布线。依靠这个印刷电路设计系统可以完成多种多样的特殊设计要求。

Protel99结合的网络管理技术能够进行密码的设置，提高其安全性。设计工程的数据库密码属于最高级别，只有管理者拥有这个密码。管理者能够决定设计人员的数量以及设计人员所具备的查阅文档的不同级别的权限。这个功能既能保证每位设计者在进行电子产品设计时能够获取各自需要的数据，又能保障设计数据库的安全，完善工程数据库的安全管理。

3.应用EDA设计系统Protel99进行电子产品自动化设计的方法在市场经济和人民生活不断发展进步的背景下，电子产品已经从过去的大批量的生产、长生命期逐渐转变为如今的小批量生产、短生命期及个性化的产品生产，并且个性化的产品逐渐成为电子产品的设计主导。计算机信息技术的高速发展使得网络管理技术应用到电子产品的设计中，利用计算机辅助设计系统进行电子产品的自动化设计及生产（如图1）。

图1计算机辅助电子产品自动化设计生产流程层次化设计是指将系统和设计分解成级别更小的部件和设计环节，在进行综合设计，并且在每一层的电路分析和优化是一致的。由于电路特别是模拟电路，其拓扑结构变化复杂，在这部分内容进行设计时，应该使各相关部门的人员参与设计，为设计者提供需要的信息，以便利用已有元件或低成本元件实现设计需求。采用各部门并行协同的工作方式可以缩短产品的设计周期，降低其生产成本。

在进行层次图仿真时，符号模拟或者数值模拟都可以完成模拟验证，优化设计结果。如果验证结果不能满足设计要求，那么就要重新选择拓扑结构以及优化参数。这样的环节虽然会增加一定的工作量，但是避免了将错误带入下一层中，有利于自上而下的设计能够顺利的一次完成，提高设计的成功率及效率。

在实际的设计环节中，各层次的模块不一定会严格划分，有可能进行模块混合去选择电路及系统的拓扑结构。所以，在进行单元文件构成时，需要将各层次的模块都设置在同一层中，便于模块的选取。对于各模块来说，其功能介绍应该是一一对应的，但实现这些功能的结构组成可以是多种多样的。

具备丰富的设计经验的技术人员应该配置有先进的相关自动化设计及生产设备，结合上述的设计方法进行企业的新型电子产品设计开发，可以大大提高企业的市场竞争力及经济效益，实现企业的发展目标。

4.结语世界发达国家已经通过CIMS技术在制造领域获得了巨大的竞争力，我国的一些先进企业也已经开始利用CIMS技术进行企业生产。实践证明，通过CIMS技术的使用，企业的竞争力得到大幅提高，使我国的产业发展迅速。本文探讨的电子产品自动化设计方法就是CIMS技术的具体应用。工业企业在生产中应多引进先进的技术和优秀的人才，使先进的设备与电子产品的自动化设计相结合，增强企业的快速开发、生产新型个性化的电子产品的能力，使企业得到长远的发展。

参考文献：[1]苏锡锋.电子产品网络自动化设计方法与应用技术探索.[J].黄河水利职业技术学院学报.2005.（1）：44-46.[2]夏路易.电路原理图与电路板设计教程.[M].北京希望电子出版社.2002.