关键词：微电路；电子设计；自动化技术应用

雷达作为精密仪器的代表，在空基雷达和星载雷达方面体现最为明显，其对技术和性能的要求均较高，除此之外在体积、重量、机动性等方面还具有特殊的要求。近年来，得益于微电路技术的不断突破，使雷达在结构、装配、功效方面的各项数据均有较大幅度的提高，这就使微电路在技术领域展现出越来越重要的作用，并对其设计提出更苛刻的要求，单纯的人工设计和CAD 设计已不适用于当下的要求。在这种情况下，EDA 技术体现出了无可比拟的优势，其利用并行设计思路，将相关的设计应用组合为整套，达到规划和应用的相通[1]。这些相通的系统组合在一起同时发力，并共享一个案例库，可以在性能、可靠度、密度、造价等方面使微电路综合能力得到极大提升。

一、电子设计自动化技术简述

电子设计自动化技术主要包含三部分的内容，根据不同阶段可以分为：

第一，分版式设计部分。在系统内进行部分模块的设计，主要是设计各模块的输入函数，从而使软件在开发的过程中更加的科学合理，还可以采取函数利用的办法，使系统在科学规划和合理引用的基础上更加合理。在面对编程需要的系统时，可以在具体事项中引用函数，进一步达到对代码的完善，促使软件在实际运行的过程中更加稳定。除了以上的功能外，在设计具体子系统的过程中，可以充分采用各个模块中的函数，实现对程序的集中管理，并对系统的各部分进行集中管理和存储，保障程序的安全有效[2]。

第二，功能性资料。在实际进行程序代码的编程中，资料的需求量往往比较大，科学的管理就显得尤为重要。在软件设计开发过程中，除了要形成海量的数据之外，还存在许多其他数据，如果在实际运行中不能对数据进行分析和应用，将会对整个系统的正常运行造成影响。因此，要及时对程序的资料模块进行构建和完善，并及时管理和升级相应的模块，实现对系统的扩展应用。

第三，模拟部分。在这一模块中，要对系统产生的数据进行分析和测试，并实际评估程序运行的情况，同时还需要对程序的一些情况和发展步骤进行优化，让使用者清楚整体系统的使用过程。在电子自动化技术的加成下，可以对整个模块的问题进行处理，实现对系统问题的处理及时化、智能化，从而达到系统稳定运行的目标。

二、电子设计自动化技术应用现状

（一）在高校教学中的应用

电子设计自动化技术是将计算机技术应用于电子设计过程的一门新技术，通过计算机程序将编程好的内容用数字化技术来优化，打造课堂教学的目的。现阶段，我国高校在电子设计自动化方面的教学已卓有成效，并在此过程中充分融合其他技术，对系统进行了深度地开发和应用。在实际应用中还可以利用电子设计自动化技术进行硬件管理，比如，在学生在实践与电子测试有关的学习中，可以采用电子自动化技术对每一个流程和目的进行设计优化，培养学生动手实践能力，在双重保障下提升电子设备的可靠性。由此得知，在高校教学中应用电子设计自动化技术，不仅能够使教学质量得到提升，还可以实现对教学流程的全方位把控，因此在当下越来越受到师生的欢迎。

（二）在电气设备中的应用

在电子设备中，电子自动化技术主要应用在电气控制方面，在这方面利用电子自动化技术对相关仪器、仪表进行打造、优化和改进，实现电气控制的安全稳定。电子设计自动化技术在具体的应用过程中具有消耗低、时间短等优势，还可以实现全过程的动态掌握以提高设备的应用质量。比如，在进行电子产品的设计优化过程中，由于科技的迅速发展，各行各业对电子产品的更新换代愈加频繁，利用电子设计自动化技术，设计人员可以最大限度地保障设备符合时代发展的需要。在绿色低碳的时代背景下，研究者不需要将整套设备推倒重来，而是在之前设计成型的技术上进行优化提升，最大程度地节约成本。在电子产品的优化设计中充分利用电子设计自动化技术，可以在满足消费者各种需求的同时，最大程度地提高电子产品的使用品质[3]。从上可知，电气设备中电子设计自动化设计的应用可以实现电子产品的不断完善和发展，保障产品质量。

（三）在软件开发中的应用

进入信息时代，软件已经成为各行各业及普通人群生产生活中必不可少的重要组成部分。在现代标准化生产的影响下，在软件编程中采用电子设计自动化技术可以实现一体化电路的设计办法，从而使前期测试和后期维护更加得心应手。一体化的编程模式可以最大限度地提高电路设计的标准化和集成化，降低软件的开发成本。在实际的情况下，电子自动化技术在进行相关的设计研究时，最具代表性的便是非封闭式电路的设计，可以广泛应用统一、標准的程序，实现电气设备的标准和统一。利用电子设计自动化技术可以极大地降低软件设计的难度，利于后期的维护和升级，还可以达到各种设备之间的通用。比如，现在的手机便是最好的代表，在手机刚兴起的时段，每一种型号的手机在充电口的设计方面均不同，导致充电器无法通用，而随着目前对各种插口的统一，实现不同充电设备可以对同一手机进行充电，方便了日常人们的生活。由此可知，电子设备的通用对现实生活具有重要意义。

三、微电路仿真与优化技术

在进行微电路的开发和完善的进程中，要依据具体的使用场景来应用EDA 多层次设计，来达到数据模型和模型数据的方案设计。目前，EDA 广泛应用在电气结构的设计中，利用EDA 软件可以较好地模拟和完善电器器件、参数、布线等。EDA 利用计算机数学的方法，基于有限的工厂制造的情况下，从对VLSI 的逻辑功能的规划、后端设计、布线设计、设备验证、生产流程等设计方法而来。顾名思义，EDA 软件涉及多种尖端技术，包含着诸如物理化工、电气科技等学科。EDA 软件可以实现将某个复杂的线路系统从数字化、复杂化的函数阶层转化为可以直观表达的图形化界面，可以极大地提高设计人员工作负荷和效率[4]。但在实际的设计中，由于对设计芯片的功能和功耗等方面有着近乎完美的要求，开发人员需要投入较多的时间和精力在芯片开发中。现阶段大量设计的CPU、GPU 中涉及着较多的布线网络，而随着用户对集成系统在集成度、密集度、复杂度方面的要求提高，开发人员的水平和企业的资金规模都面临着较大的挑战，因此，芯片开发的升级换代尤为重要。目前，各类公司研发的EDA 软件越来越多，基本可以满足现阶段电子线路设计的要求。EDA 的主要功能主要体现在对特殊产品的处理开发中，比如，仿真、测试、逻辑、物理综合等。这些特殊的功能一般均有GUI 来获得和读取，目前多数的解决办法是采用程式介面和文字程式来表现突出其主要特点，可以通过复写或者完善原有程序的方式来不断满足程序发展的需要。当在程序的内部本开发者嵌入各种脚步语言时，可以使程序的运行方式达到最优。在这过程中，其他脚本开发的程序可以获取不同的资料，如相关的资料框架等。现阶段，不同厂商的EDA 在标准化方面存在一定的隔阂，缺乏一个通用、标准、快捷的开发平台，导致设计者进行重复编程，在浪费设计者精力的同时，也加重了设计者的工作强度。从开发公司的角度来看，通用性、统一性开发平台的缺乏会延长产品的开发周期，影响产品的迭代生产，不利于市场的占有[5]。作为半导体产业之一的EDA 产业，在新时期的技术变革中占据重要的作用。综合来看，目前该领域的发展趋势是GUI、工具、命令的相互连接，一方面降低了软件的开发难度，另一方面也促进了相关技术的进步。比如通过架构相关的框架，可以实现EDA模拟器对相关参数的模拟；而优化器也会对模拟效果进行评估，对最优参数进行设计，在再次模拟的基础上，实现模拟效果与目标的结合，从而实现系统效果的最大化效果。例如，在电路仿真与优化案例中，在进行与之有关的模拟数字化电路时，要积极验证模拟数字化电路逻辑、顺序、状态等；在开发中，在原图合计完成后，要进行波形的设计验证，再借助模拟系统进行论证；在完成相关的基础设计后，要运用不同的设备来进行模拟；而在大规模集成电路方面，还需要多种方式来验证，以实现产品优良率的提升。额定数值与元件的模拟和最佳化有关，在大批量的设计中，元件的优良率是以确定的数值为中心上下波动，所以电子设计自动化可以提高元件的优良率。

四、热设计与可靠性设计

在热分析中的三维元分析法中，利用EDA 软件对热分析微电路进行设计。热分析软件包括了元器件的类型、工艺、功率、芯片封装、热阻、散热性等常见的热学参数，而对于资料库中未涉及的元器件，可以与元器件厂家联系，从侧面确定其相关参数。热学分析之前，要先设定元件资料库，该资料库中应当包含需要热学分析的所有元器件的参数和性能指标。另外，还要设置好热学分析设计必要的参数，如周边温度、与微电路相关的风速、冷却风方向等，在这方面包含着其属于自己的特点，比如，电路的距离、厚度、温度报警等。在与主题相关的设计完成后，就可以进行热分析，采用之前已完善的微电路和相关的温度曲线、元器件的温度和失效情况、微电路预设热点温度等数据，借助相关设计的元器环境、布局、特点等元素对设计进行不断优化，在海量基础数据的帮助下，最终实现设计的要求以及微电路。除此之外，在可靠性方面，開发者还可以充分借助EDA程序，适当添加微电路的耐久性，可以广泛参考国内外的成熟经验，比如MIL-HDBK-217D 标准，利用其相关数据参数，再结合自身热元件的特征点，从而较准确地设计出更具可靠性的微电路[6]。

五、布局布线设计

在芯片的设计过程中，物理设计的基础是输入网络的设计，而对其进行布线是重中之重，具体来讲，物理设计主要由四个阶段组成。

第一，分段。一颗普通的芯片集成了数以万计的晶体管，大量的晶体管的存在也预示设计时不可能一次就将所有的线路布置好，目前主要方法是将一条线路分割为多条子线路，而这些子线路就被称为线路模块[7]。

第二，步图。作为最初阶段的设计，进行步图的目的是将电路元器件确定下来并计算费用，其以百个单元为界作为开端。

第三，位置布局。具是指在芯片的各层中确定每个单元的位置，在具体的操作中每一个位置都涉及到成百上千个元器件，其形状多为方形。

第四，布线级区。就是依据设计图对合理布线，确保实现各个器件之间的关联。在完成线路连接后，要确保导线的设计能切合设计要求和其他与之相关的因素。具体来讲，比如到物理设计中要考虑布局和布线的重要性，其最终结果与后期分布关系很大，影响元器件的表现。

布线和布局作为最重要的阶段，具体包括布线层（信号、电源、地层、介质、电阻等各层）、通孔、焊盘和线宽，而距离包括通孔之间、导线之间、通孔与焊盘之间、通孔与导线之间等最小和最短距离，这些构成了布线层最基本的设计。布局是一个完整的NP 问题，其包含四个步骤，即全局布局、合法化、详细布局和后处理。在实际操作中借助整体布局来确定元件的总体布局，以实现布局功能的最大化[8]。基于整体布局的环境下，各种类型的设备在一定的条件下实现通用，并依托布局基础，将各元件在合法的定位下处理限制设计，这过程中包括设备的迭部、对齐等。而在具体的规划设计中，将会进一步优化目标函数。以此为基础，传统的仿真退火法由于是依托随机的布局算法，存在计算周期长、计算容量小等问题。根据不同分区的布局，将网格与定位进行了合理规划迭代，具体主要应用Nonlinear 或Quadratic 函数，通过连接计算器定位的方法获得最优解，也是目前主流的方法[9]。

六、结束语

综上所述，随着电子技术的迅速发展，企业或个人对电子产品的自动化控制的重视程度逐渐提高，同时电子产品的品质也是人们较关注的问题。本文通过结合实际，论述现阶段微电路在电子设计自动化过程中的使用现状，并论述其在具体实践中的利用情况，针对性地对实践应用的中使用情况进行分析汇总，并为未相关的研究提供理论基础。因此，在微电路的视角下探讨电子设计自动化技术有着非常现实的意义，有助于推动电子设计自动化的发展。以利用电子设计自动化技术对各种类型的雷达为代表的微电路，进行优化设计、热设计、可靠性测试、布线布局等方面的研究，将极大地提高设计效率和质量，在有效缩短设计周期的基础上，还可以降低设计成本。

EDA 技术经过数年高速发展，不断地完善各种功能。结合我国实际，要积极应对EDA 技术带来的变革，不断适应新的设计环境。EDA 技术的每一次更新，都将会对设计领域产生振动性作用，因此，相关部门要加强相关领域的重视程度和投资力度，为相关产业的发展创造有利的环境条件，以更好地应对愈加激烈的国际环境。

作者单位：杨灿 湖南交通工程学院