机械电子工程设计重点分析

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】文章首先介绍了EDA技术，找出了电子工程设计过程中存在的问题，并根据问题提出了技术要点，为我国在机械电子工程领域的设计技术要点的研究提供借鉴经验。
　　【关键词】机械电子;工程设计;技术要点;
　　1EDA技术
　　1.1EDA技术定义
　　EDA技术，就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后，由计算机自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。從广义角度来讲，它是半导体工艺设计自动化、可编程器件设计自动化、电子系统设计自动化、印刷电路板设计自动化、仿真与测试以及故障诊断自动化以及形式验证自动化的总体工程。
　　1.2EDA技术的应用
　　EDA技术的发展十分迅速，现阶段在科研、教学、设计以及制造等领域都发挥着巨大的作用。很多大公司和企事业单位也已经在领域内对EDA技术进行广泛的使用，比如，在飞机制造的过程中，从设计、性能以及特性直到飞行模拟，都需要用到EDA技术。
　　1.2.1在教学方面
　　现在几乎所有的理工科院校，尤其是电子信息专业都开设了EDA课程，就是为了能够让学生了解和掌握E-DA的基本概念和原理，从而掌握HDL语言编写的规范和逻辑综合的理论算法，并学会简单的系统设计，以达到学以致用的目的。
　　1.2.2在科研方面
　　科研阶段主要是通过电路的仿真工具来完成电路的设计，通过虚拟器来进行电子产品的调试，把OLI器件的开发应用到设备中。比如，当用到无线通讯系统CDMA时，为了区分不同的呼叫对象，CDMA就需要对每个手机和基站的编码进行合理的区分和识别，以找到不同的呼叫对象，这种判断依据是通过匹配滤波器的输出显示在输入数据流中的探调到特定的码序列，FRGA能够提供适合的滤波器，并完成数据处理的功能，体现了这项技术在信息通讯领域中的广泛应用。
　　1.2.3在设计和制造方面
　　不论是高科技成果下的微处理器，还是彩电、音响等家用电器，EDA技术都在这些领域留下了深深的烙印。它不只是作为前期的模仿和调试而受到广泛应用，同时还关系到PCB的制作环节、电子设备的研发阶段以及焊接电路板等重要环节。
　　2电子工程设计过程中存在的问题
　　2.1从整体的发展方向分析
　　2.1.1对成果缺乏一定的保护
　　我国的机械电子市场存在着大量的假冒伪劣产品以及盗用他人机械电子成果的现象，究其原因，一方面，是我国法律的不健全、不规范;另一方面，由于我国机械电子领域人员缺少这方面的法律常识，在不经意间就可能做出违法乱纪的事情。
　　2.1.2对人才缺乏特定的教育
　　从事机械电子工程设计行业的人员，相对来讲，知识掌握的程度比较宽泛，机械电子专业和其他专业的学生相比人数上也比较多，所以才呈现出了整体分散式的教育环境，大学生都只能够做到片面的理解，但是在现实应用过程中，往往需要高复合型和技术型的人员进行操作，教育门槛的低下和应用门槛的拔高，造成了我国缺乏真正意义上的电子人才。
　　2.1.3对发展缺乏系统的规划
　　在我国，大部分的机械电子工程互相之间都是独立的，无法做到有效信息的整合，长时间保持这样的现状，就会导致设计理念一直处在固有的阶段而无法进步。
　　2.2从具体的细节进行分析
　　2.2.1设计过程中的不认真态度
　　机械电子工程是一项精密度较高的操作工种，不可否认，经验会为这一项工作带来比较大的优势，但是很多失败的设计结果证明，经验并不是全部，有太多的例子能够反映出在进行实际操作时，需要的不仅仅是经验，还有对这份工作的重视。
　　2.2.2设计人员缺乏理论知识
　　这点刚好对应前文人才缺乏的问题，当对一个门禁系统进行设计时，设计人员往往会把该系统简单的理解为对于人员的管制系统，却忽略了其应该具有的记录和报警功能。还有把系统中的防破坏功能简单的理解为防止遭到物理破坏，实际则应是延伸为破坏之后，相应其他出口能否做到有效的启动，对于知识理解上的偏差将会导致制造出的产品在质量上存在重大差异。
　　2.2.3电子工程中的不确定因素
　　大部分机械电子工程的设计过程，都是依照相应的理论基础进行设计的，不过也有少数设计要根据具体的实际情况来进行完善和修复，把看似死板的工作做得灵活化，现实中则增加了不少难度。
　　3电子工程设计过程中的技术要点
　　3.1仿真分析
　　对于机械电子工程而言，在完成之前需要经过仿真实验，来确定该产品是否具有现实意义上的可行性，以确保之前的设计计划能在之后的批量生产中广泛应用。在进行仿真分析时，提供数据支持的技术当属EDA，通过它可以根据每个电路环节中的函数来分析之后，实现数学建模，并对该模型进行仿真分析，这项技术能够准确的检测出产品的实践性，并且还能够依照产品的参数特性进行推广，大大地提高了行业内对于机械电子生产过程中的便捷性和准确性，无疑也是会在未来整体提升我国机械电子工程行业仿真分析的高度。
　　3.2优化设计
　　拿到一个完整的设计方案时，由于不确定这个方案的稳定性和可行性，就要对其进行优化设计，这种设计能够在最大程度上保证容差。实际工作中，传统的电子工程设计原则无法满足电子系统容差和环境的全面检查，更不能勘测到内部的电件环境，这样就会导致方案中存在设计漏洞，从而影响整个设计过程。通过EDA技术，就能够有效的解决这一问题，因为它能够直接对环境进行精确的计算，以此来找到原件在实际环境中需要的温度、压力等数据，并把这些数据进行合理的分析，优化电子工程方案，保证产品能够完全的投入到稳定工作中，加强了机械电子工程设计中的安全性。
　　3.3防静电设计
　　机械电子产品主要是根据当初设计者规定的设计程序进行工作。面临如今科技飞速发展的大前提，集成电路的设计工作已经越来越呈现复杂化，同时，也为更好的防静电设计提出了挑战。现实中，静电对于整个设备的破坏非常巨大，强力电场能够对周边的电荷进行吸引，以此来破坏绝缘体以及降低元件的灵敏度，甚至有可能出现电路烧毁的情况，直接让之前进行的所有工作化为乌有，可见静电对于电子产品的影响之大。所以，这就要求工作人员对防静电区域进行合理的划分，以保持其清洁，以减少静电发生的几率。
　　3.4电路特性的有效性分析
　　电路特性的有效性分析环节，是EDA技术的重要内容。在设计电子产品时，完善的数据和特性分析之后，才能进行理论分析，所以，就要保证数据和特性的正确度，通过传统的电子产品设计方法会有很多限制，无法做到数值高准确度的特性，也会对实际的电力测试造成比较大的影响，甚至会导致整个设计过程失败。EDA技术的全面测试功能，就可以很好的保证数据的准确性，防止设计方案出现结构性的差异，以确保整个设计过程的整体性和合理性，最终达到提高行业水平，让机械电子行业能够有一个平稳的发展势头。
　　4结语
　　综上所述，可以发现机械电子工程对于当下科技的进步和经济的发展有着重要的推动作用，现阶段，越来越多的学者都加强了相关行业的研究与学习，为的就是实现机械电子行业的进一步发展。不过眼下我国的机械电子工程在设计的过程中还有很多不足之处，需要专业人员在实际工作中进行改进。
　　参考文献：
　　[1]周广文.机械电子工程方向课程设置体系浅析[J].吉林工程技术师范学院学报，2003，（5）：57-58.
　　[2]文东云.机械电子工程设计中的技术要点探讨[J].电子技术与软件工程，2015，（6）：142.
　　（作者身份证：132527198012026019）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14951132.htm