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摘要:本文從課程設置的角度出發,結合電子信息類專業人才培養的需求,進行《電子產品開發與制作》課程設計,構建新的課程內容體系,符合學生與企業的需求。
關鍵詞 :課程設置;電子產品開發與制作;課程設計
0 課程設計
隨著高職課程改革的不斷深入,高職課程越來越重視課程設計。以能力為本的人才培養目標符合基于工作過程的課程設計理念。課程設計中的“設計”二字,需要以課程實施的對象“學生”為前期準備。高職學生在認知上的特點是學生的思維呈現從一到多的發散式狀態,即對待問題的解決從“是什么”轉變為“可能是什么”,學生能假設一種或多種不同的情境并加以理解與思考,不一定需要親身經歷。對于具體的工作任務,學生能通過假想的思維想到不同的解決方法。課程設計包括基本的價值選擇、技術上的安排和課程要素的實施[1]。在職業教育中,通常將職業能力分為專業能力和關鍵能力,關鍵能力對培養未來的勞動者有著“關鍵作用”的能力。這里所說的關鍵能力需要通過課程設計來實施與完成[2]。
1 《電子產品開發與制作》課程設計背景
《電子產品開發與制作》課程面向電子制造業、電子服務業、電子開發業等行業領域,其對應的產業鏈和主要崗位分析如圖1 所示。
在高職教育中,《電子產品開發與制作》課程面向電子信息工程技術、應用電子技術、電子工藝與管理等電子信息類專業,其對應的崗位有工藝工程師、產線作業員、材料工程師等。課程的作用體現在培養學生的基礎職業技能和能力,即,淤電子產品制作工藝的相關知識;于常用元器件識別與檢測、常用工具、裝配準備工藝、焊接技術與工藝、印制電路板的設計與制作、整機設計與裝配工藝、調試工藝等;盂基本職業道德和素質。
2 《電子產品開發與制作》課程設計
2.1《電子產品開發與制作》課程開發步驟
《電子產品開發與制作》課程內容與實施與電子信息類產業發展聯系緊密,因此,課程開發主要圍繞新技術的發展、產業的發展和實際的崗位需求來進行,分為以下五個步驟。淤深入電子信息類企業調研,收集相關的信息;于分析本課程面對的專業的典型工作任務;盂提取與《電子產品設計與制作》課程相關的培養目標信息;榆設置本課程相關的工作任務;虞依據工作任務,分析知識點,設計學習任務單元。
2.2《電子產品設計與制作》課程的實踐性分析
在《電子產品設計與制作》課程設計中,充分體現本課程的實踐性,如圖2 所示。
2.3《電子產品開發與制作》課程的職業性分析
本課程內容以職業標準和專業核心能力課程的需要為依據,課程內容的選取和設計參照企業調研中收集到的實際職業崗位所需知識、技能和職業素質等基本信息,并且綜合考量專業核心能力課程中與本課程相關的要求。
3 《電子產品開發與制作》課程內容分析
3.1《電子產品設計與制作》課程內容選擇
根據高職學生的學習特點和專業人才培養目標,遵守理論知識夠用為度的原則,結合電子產品制作實際崗位的需求,選取了以下的學習內容,如表1 所示。
3.2 《電子產品開發與制作》課程內容的整合與優化
首先,根據學生的實際能力,整合課程內容,達到課程內容的有機結合。然后,根據學生能力形成的特點和職業崗位要求,優化課程內容。最后,結合校內外實訓室優化課程內容,如表2 所示。
4 結語
筆者根據學生和課程的特點,進行《電子產品設計與制作》課程設計,著眼于課程開發整合和學生綜合能力培養,符合高職教學的需要。
參考文獻院
[1]汪霞.課程理論與課程改革[M].安徽教育出版社,2007,11(179).
中圖分類號: TN710?34 文獻標識碼: A 文章編號: 1004?373X(2015)06?0129?04
Technology of electronic product development Based on Proteus VSM Studio
ZHOU Ling?bin
(Shaoxing Vocational& Technical College, Shaoxing 312000, China)
Abstract: The technology that the electronic products are rapidly developed with Proteus VSM (virtual system modeling) Studio is introduced. With the development of a simple voltmeter on this platform, including the detailed platform establishment, hardware circuit design, software programming, system co?simulation debugging and PCB design, the product will be fabricated successfully. This technology can realize “from emptiness to solid” modern high?effective EDA development of electronic products. The practice testifies it is a convenient high?effective tool to realize the electronic products development “from the concept to the product” .
Keywords: Proteus VSM Studio; compiler; electronic design automation; co?simulation
0 引 言
Proteus是英國Labcenter公司開發的電子設計自動化軟件(EDA),為單片機及嵌入式系統(以下統稱為微控制器)應用開發提供了集設計、協同仿真調試和PCB設計為一體的完整的集成開發環境[1]。其突出優勢是能對微控制器應用系統(包括微控制器、電路及控制程序)進行動態、交互式的協同仿真,支持豐富的微控制器如51系列、ARM7、PIC、Basic Stamp、HC11、MSP430、AVR等,還有其眾多的元件仿真模型遠遠超過了同類軟件[2]。實現協同仿真,需要滿足兩個條件:有仿真模型[3?4],如上所述;有Proteus支持的程序調試代碼。而調試代碼必須由相應的匯編、編譯器生成。Proteus提供了幾種匯編器,有51系列的ASEM51,AVR系列的AVRASM、AVRASM32,PIC系列的MPASM、MPASM32和HC11系列的ASM11[5]。當有其他的微控制器如MSP430或用高級語言開發程序時,用戶首先必須解決的問題是安裝相應的匯編/編譯器或相關的集成開發環境,其次生成Proteus能執行的可調試代碼。Protues VSM Studio解決了這一問題。將眾多的匯編/編譯器與Proteus整合在一起,為用戶帶來極大的方便。
1 VSM Studio對硬軟件的整合
VSM Studio是一個完全免費的通用IDE(集成開發環境),專為編譯器與Proteus VSM仿真軟件整合而設計。VSM Studio的界面。左上角的工程窗口不僅包括源程序文件還有ISIS原理電路文件,即將軟、硬件開發環境整合在同一工程下,可以實現同時進行軟件硬件的設計修改。對工程下的文件左雙擊,即可打開進行編輯,如雙擊電路文件*.DSN,將打開ISIS電路編輯軟件。主要程序如圖1左側所示。
2 關鍵設置
2.1 VSM Studio的編譯器配置
編譯源程序需要相應的編譯器的支持,VSM Studio自動檢測、配置大量的數量不斷增加的編譯器,點擊菜單ConfigCompilers Configuration,彈出如圖2所示的編譯器配置框,框中第一列為VSM Studio支持的編譯器列表,此處已特別標明對所支持的編譯器要求的最低版本。第二列為編譯器是否安裝的信息,第三列為已安裝的編譯器路徑。
該框的底部各按鈕給出了配置編譯器的各種方法。系統啟動后會自動搜索本機已安裝的編譯器并自動配置。也可按底部第三個按鈕Manual進行手動設置。
<E:\王芳\現代電子技術201506\現代電子技術15年38卷第6期\Image\18t7.tif>
圖1 簡易電壓表系統設計、編譯、仿真、調試
<E:\王芳\現代電子技術201506\現代電子技術15年38卷第6期\Image\18t1.tif>
圖2 VSM Studio匯編/編譯器配置框
2.2 編譯、啟動仿真調試
點擊工具按鈕<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image3.png>就可以啟動VSM Studio內部編譯,可以輸出與Proteus VSM仿真格式兼容的代碼。若選擇了<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image4.png>,編譯生成調試格式的代碼。若選擇了<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image5.png>,編譯后生成燒寫格式代碼。調試菜單Debug下有兩個選項,當選擇<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image6.png>時,將在ISIS中打開該電路文件。若選擇<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image7.png>,則打開電路文件并啟動仿真。時鐘頻率和編譯器的輸出文件一起被裝載到ISIS的微控制器屬性中。
3 用VSM Studio進行簡易電壓表開發[8]
3.1 建立工程
工程的建立、打開、關閉、另存等操作都在File菜單下。點擊FileNew Project,彈出如圖3所示的新建向導對話框,選擇框左上角的None,建立一個空的工程。若工程中的電路文件已存在,可選擇框中None下的Design File<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image9.png>,打開已有的ISIS電路文件,與該文件同一路徑下的所有文件都會在圖2的框右側顯示出來,以方便進一步選取所需文件。
<E:\王芳\現代電子技術201506\現代電子技術15年38卷第6期\Image\18t2.tif>
圖3 新建工程向導首頁
點擊Next,彈出圖4所示的微控制器選擇框,選取類型,再選型號,設置振蕩頻率,最后設置匯編/編譯器。微控制器類型及其編譯器設定后不能更改。
<E:\王芳\現代電子技術201506\現代電子技術15年38卷第6期\Image\18t3.tif>
圖4 微控制器選擇
若微控制器相應的編譯器沒有安裝,系統會自動檢測并提示。點擊OK彈出保存工程框<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image11.png>,為維持VSM Studio的文件保存結構,選中框左上角的<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image12.png>選項,在文本框中輸入工程名,點擊Brows按鈕,選擇保存路徑,再點擊OK,工程保存為*.vsmp,同時新建的該工程出現在工程窗口,在工程窗口右擊,對工程添加電路、程序等文件。如圖1所示,創建名為AD的工程文件,并對其添加名為55.c的程序文件和名為55_AD0808.dsn的電路文件。若借助系統范例新建工程,選中圖4新建工程首頁的<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image13.png>,后繼的步驟同上,然后在圖2左下角的工程窗口進行修改,對工程中的文件進行添加、刪除、更名等操作。
3.2 設置工程
點擊<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image14.png>,或操作菜單Project<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image15.png>,彈出如圖5所示的工程選項框。左上角可選擇工程編輯方式,它與編譯按鈕<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image4.png>右側的選擇一致。若設為Debug,編譯后一般文件名為Debug,后綴為調試格式,如經Keil編譯后的調試文件為Debug.omf。若選擇Release時,則生成燒寫代碼文件Release.hex。該框右上角的編譯器不能更改。在該框的第一個選項Controller中呈現的是創建工程時設置的信息。
控制器類型不可更改,型號可改,但要與電路中的一致。在該框的第二個選項Compiler中,如圖6所示,可選擇編譯工具Tool為CC (編譯器)、LD(鏈接器)或ASM(匯編器)。進一步可從Option選項下選取更多的編譯選項,并通過最右側各按鈕添加、刪除、移動各選項?;螯c擊Defaults恢復到系統默認設置。各選項的詳情請參考各編譯器用戶手冊。
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圖5 工程選項-控制器
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圖6 工程選項-匯編/編譯器
3.3 簡易電壓表的設計
設計要求:將電位器的電壓量(0~5 V)經系統處理后實時顯示在兩位數碼管上。原理電路見圖7,主要程序如圖1左側所示。
3.4 簡易電壓表的仿真調試[9]
點擊工具按鈕<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image3.png>進行編譯,結果顯示在窗口左下角,如圖1所示。編譯正確后點擊<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image20.png>之一,啟動Proteus的ISIS并打開電路文件,進行仿真調試。在ISIS中可單步、斷點、全速運行,也可觀察變量、各存儲器的內容等。
3.5 PCB 設計及產品裝配、調試
仿真調試正確后可直接點擊ISIS工具欄中按鈕<c:\program files\founder\founderfx2011\plugins\v12pluginwordtranslator\wordimage\cf18-222\image22.png>進入Proteus ARES,進行電路板PCB設計。它還提供PCB設計板的3D仿真視圖,可縮放、正、反全方位轉動觀察。使得在未制板前便可預覽產品的布局情況,及時修改不理想之處,節省時間、人力、資金。圖8左側是用Proteus設計的電壓表的PCB圖及其3D視圖,右側為在左邊的PCB圖手工制作出的PCB板子上安裝調試成功的作品。
<E:\王芳\現代電子技術201506\現代電子技術15年38卷第6期\Image\18t8.tif>
圖8 簡易電壓表PCB圖及其3D預覽、實物作品
3.6 仿真與實測比較
按照圖1對0通道輸入的模擬量及其對應的數字量進行測量,并記錄三個關鍵量及其附近量,如表1所示。根據轉換計算公式[VINVts-Vz=DxDMAX-DMIN],計算出ADC后的理論數字值[Dx]。仿真、實際、理論三者極為接近,仿真的誤差最大約0.4%,實際最大誤差約0.8%。說明仿真設計是正確可靠的。
表1 A/D轉換仿真與實物測試數據(Vcc=Vref+=4.96 V,Vref-=0)
4 應用限制與注意
(1) 由于測試和配置要求,目前只支持編譯程序;
(2) 只支持單目標,不支持多核;
(3) 全局編譯,不能編譯單個源文件;
(4) 不能直接建庫;
(5) 編譯器選定后不能再更改;
(6) 不支持硬件編程接口。
5 結 語
Labcenter公司將多種編譯器與Proteus整合為一體成為VSM Studio,是一個高集成度的EDA系統。在這一個軟件平臺上就可以完成多種硬、軟件設計及仿真調試,避免了在開發不同類型的單片機&嵌入式應用系統時使用不必用的軟件集成開發環境的麻煩。通過電壓表的設計案例說明在Studio中完成電子產品的整個EDA開發過程及關鍵技術,從而實現電子產品的高效開發。
參考文獻
[1] 周靈彬,任開杰.基于Proteus的電路與PCB設計[M].北京:電子工業出版社,2010.
[2] 張靖武,周靈彬.單片機系統的Proteus設計與仿真[M].北京:電子工業出版社,2007.
[3] 周靈彬,張靖武.創建Proteus原理圖仿真模型的制作技術[J].現代電子技術,2008,31(4):9?11.
[4] 周靈彬,張靖武.創建Proteus動態器件仿真模型的技術[J].現代電子技術,2009,32(14):152?154.
[5] 張靖武,周靈彬.單片機原理、應用與Proteus仿真[M].北京:電子工業出版社,2008.
引言
在汽車電子系統中,CAN總線通信技術不僅減少了線束減輕了汽車重量從而提高了效率,更重要的是它實現了汽車電子網絡的信息共享和數據傳輸,利用它可以把某項應用按照功能分拆在不同的組件中實現,這樣在實現各個功能子系統時非常靈活,系統中組件的使用更廣泛更充分,單個組件可以在多個功能系統中被應用??梢哉fCAN總線的出現更好地體現了網絡復用的特點。藍牙技術在消費電子領域中的成功運用經驗推廣到汽車電子領域后,其開發與測試遇到了一定的挑戰,筆者結合為某整車廠商開發的一款基于CAN總線及藍牙技術的車載信息娛樂設備,介紹基于CAN總線及藍牙技術的汽車電子產品開發及測試中的關鍵技術。
產品開發
該產品是一個集成usB音頻播放、藍牙免提、藍牙音頻流播放等功能于一體的汽車電控單元(以下以USB-BOX來表示),通過CAN總線與車內音響系統組合為一體,實現播放普通u盤內音樂文件(MP3、WAV、wMA等),同時可以通過藍牙功能實現免提接聽、撥打電話及播放流媒體音樂等。音響系統包括液晶屏、收音機、方向盤和USB-BOX,其中液晶屏用于實現歌曲文件信息、電話相關信息以及電話本的顯示等功能,收音機實現CD音樂播放及控制等功能,收音機和方向盤上帶有按鍵控制接口,實現對USB-BOX的音樂控制和免提操作,系統結構如圖1所示。
在這個CAN網絡汽車音響系統中,收音機和方向盤CAN節點提供人機操作接口控制USB-BOX,而USB音樂播放和藍牙免提功能相關的液晶屏顯示頁面則由USB-BOX來控制。USB-BOX的程序設計采用基于有限狀態自動機的軟件架構,將整個控制流按照功能分解為若干并發的子狀態機,每個狀態機被實現為一個任務,在子狀態機中將該功能實現的過程節點做為子狀態,以過程的推進作為狀態機的跳轉,這樣使得整個系統構架清晰,簡化了實現,便于系統調試和后續功能擴展。
在狀態機的實現中,關鍵跳轉條件是CAN幀和藍牙信號,CAN幀方面主要是標識符的管理,標識符是指當前液晶屏應該顯示什么樣的頁面。提供什么樣的顯示信息和導航選擇,在該頁面下收音機和方向盤按鍵操作對應哪些控制命令,可以實現哪些選擇性的操作(選擇、退出、向上向下導航、向前向后導航),由USB-BOX和收音機共同管理。而藍牙信號涉及到不同手機在同一功能上的不同差異,信息組合不完整,次序不固定,這就會帶來一定的兼容性問題。下面以電管理為例描述一下狀態機的設計。
首先根據整個來電管理的過程設計Ready、IncomingCallEstablish、ActiveCall三個狀態,USB-BOX默認起始狀態為Ready,當手機來電時,手機把藍牙信號CALL SETUP IND(呼叫過程提示)、RING IND(來電響鈴提示)和CALLER_ID_IND(來電號碼)等來電信息傳給USB-BOX,USB-BOX進入IncomingCallEstablish狀態。通過CAN幀將響鈴提示信息發送給管理功放音響的收音機,把來電號碼發送給液晶屏,這時收音機播放鈴聲,同時液晶屏上彈出顯示頁面。包括該電話號碼,并提供是否接聽的兩個可導航選項,這個頁面的標識符便是來電管理標識符。這時可以利用收音機上的導航按鍵選擇是否接聽,在導航到接聽按鍵上按下選擇鍵時,收音機會把接聽來電命令發送給USB-BOX,USB-BOX通過藍牙信號把接聽來電命令發給手機,手機接聽來電,通話建立后手機把藍牙信號CALL IND=1(呼叫建立)發送給USB-BOX,USB-BOX進入ActiveCall狀態,在該狀態下,在收音機上按下選擇鍵時,USB-BOX接收到該按鍵操作命令,發送CAN幀給液晶屏,彈出一個可導航頁面,包括掛斷、保持選項,選擇掛斷,收音機把掛斷命令通過CAN幀發送給USB-BOX,USB-BOX通過藍牙信號發送給手機掛斷電話,掛斷后手機把藍牙信號CALL IND=0(通話結束)發送給USB-BOX,USB-BOX進入Ready狀態,同時通過CAN幀把通話結束發送給液晶屏和收音機。
產品測試
下面以該產品藍牙特性的測試來說明一下如何綜合采用CAN總線及藍牙技術完成對該產品的藍牙測試,在這里將被測試的產品以EUT來表示。
由于無法搭建產品運行時需要的所有外部環境去直接測試產品的各項功能,所以設計了測試工裝在生產線上對產品進行測試,同時由于EUT實現的功能比較多,完成單個BUT測試需要的時間比較長,這樣為了滿足生產節拍的快節奏,在生產線上需要多個工裝分別測試多個BUT。EUT的藍牙特性是指其藍牙射頻通信上是否穩定,軟件是否正常運行,不涉及具體的功能項,我們通過確定EUT的信號強度來判斷其射頻通信,通過一個具體的功能項一配對來判斷其軟件是否正常運行。
下面首先描述一下測試環境及測試方法,然后詳細介紹測試方法的實現。
由于EUT是有效范圍為10m的Class 2藍牙設備,而生產線本身就10米左右,在10m范圍內存在多個測試工裝和多個EUT,所以為了保證測試工裝確實在測試其測試臺上的EUT,需要確定工裝測試臺上這個特定EUT的藍牙地址以進行后續的配對功能以完成測試。由于測試工裝與其測試臺上的EUT距離是固定的,而且在某測試工裝和多個EUT之間,工裝與其測試臺上的EUT的距離是最近的,所以在測試工裝上實現可以測量被搜索設備的信號強度的搜索功能,對有效范圍內的BUT進行搜索,只要測試臺上的EUT的信號強度是OK的,那么信號強度最強的藍牙地址便是工裝測試臺上的EUT所對應的藍牙地址。
而EUT配對過程的實現(圖2)是一個典型的采用CAN總線及藍牙技術綜合實現的功能,首先EUT將來自藍牙手機的配對請求通過CAN總線發送到液晶屏上顯示,然后利用收音機上的按鍵允許配對,通過CAN總線發送給EUT,BUT接著把彈出PIN碼虛擬鍵盤請求發送到液晶屏上,接著在液晶屏上的虛擬鍵盤上通過收音機上的按鍵輸入PIN碼,然后通過CAN總線把PIN碼發送到BUT上,BUT接受藍牙手機配對,發送PIN碼完成配對。
甲乙雙方就甲方委托乙方設計開發______________________項目 事宜達成以下協議:
一、 乙方同意按甲方委托的技術要求為甲方開發,甲方保證在所委托項目功能符合協議要
求后_______月內向乙方訂購___________項目所使用含程序芯片數量_________套,本項目每套芯片價格和名稱如下:_________,型號:______________,價格人民幣__________元;(備注:以上價格不含任何稅費,在每次定單數量大于5000套另行協商); 協議在簽定后甲方必須向乙方支付保證金人民幣_____________元,如果甲方在______月內向乙方訂購此項目含程式芯片低于_________套,則乙方不退還保證金;在______月內定單數量超過_______套,乙方退還甲方所付全額保證金;
二、 乙方向甲方提供的MCU全部為______級,環境適應溫度為-_____℃~+_____℃; 三、 協議簽定后,甲方需將相應樣品提供給乙方或提品外殼尺寸及內部空間尺寸以及
相關資料,本項目需要甲方提供的資料包括:______________________ ;甲方并支付保證金人民幣________元匯到乙方指定帳戶內;乙方在確定款項到帳后在7天內快遞保證金收據給甲方。 四、乙方在收到甲方提供本項目需要的樣機或相關資料后,開始進行該項目的電路硬件設計
以及軟件設計,并在________天內提供按甲方要求設計的樣品________ 套給甲方測試確認;每套樣品價格人民幣_______元,如果甲方只要樣片,則提供五套給甲方制作樣機測試;(注:如果甲方不能及時提供該項目乙方需要的資料,請及時通知并協商處理) 五、乙方可為甲方提供整套PCB電路設計修改,并按具體情況協商酌情收取一定費用。 六、對項目中所使用語音芯片及內容由甲方提供,同時甲方需要提供給乙方該語音芯片控制
協議,乙方也可以提供給甲方語音芯片設計相關單位,由甲方與其聯系。
七、如果乙方在收到甲方提供的相關該項目完整資料之日起,在________日內(如果因甲方
相關資料不及時或其它甲方因素耽擱項目開發進度,則所耽擱的時間需要原定開發時間上增加;國家規定的節假日除外)設計的軟件不符合甲方項目功能描述要求,則視為研發失敗,乙方在七日內退還全額保證金給甲方;如果乙方設計的軟件符合甲方的功能要求,則視研發成功,甲方必須兌現在協商時段內向乙方訂購該項目規定含程式芯片的承諾,否則乙方不退還保證金;
八、樣片或樣機經甲方測試認可后,甲方可向乙方定貨。甲方定貨需先付全款后將訂購單傳真給乙方,乙方根據甲方傳真訂購單發貨;乙方在樣片或樣機經甲方確認后七日內提供以下資料給甲方:
1、 整機的原理圖、PCB設計文件; 2
、 整機產品物料清單;
3、 產品相關性能測試報告;
4、 部分材料供應商名單;
5、 產品外圍接線圖和說明;
九、甲方在小批量生產時,乙方將指定專人協助甲方生產,提供生產中技術指導和工程問題
協助處理,如果甲方要求乙方派人到甲方生產現場指導,所產生的差旅費用包括:每天________元生活補助、薪資補助每天 元以及車旅費用由甲方承擔。 十、 本協議一式兩份,經雙方簽字蓋章后方為有效,甲乙雙方各執一份;
十一、以上未盡事宜,可經雙方協商后簽定補充協議,該補充協議連同本協議具有同等法定
中圖分類號:F252.3 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 17-0000-03
The Development of Electronic ProductsPublic Technology Service Platform
Wan Minggang,Gou Bo
(Institute of Electronic Technology in Jilin Province,Changchun130000,China)
Abstract:This platform is the use of computer technology,exchange of data storage technology,data retrieval,control network technology and the Internet technology to build the"public technical service platform for electronic products in Jilin Province".The platform is able to ensure that collected information about electronic information enterprises in the province,included in the platform database and offers standard query to enterprise platform,companies demand support platform,expert support platform,resource libraries,enterprise marketing services platform and comprehensive information service platform.Achieve the integration of electronic information enterprises in Jilin province internal and external resources,achieve the goal of resource information sharing.
Keywords:Electronic;Product;Information;Platform
一、引言
我國的電子信息產業實現了持續快速發展,但受國際金融危機影響,電子信息產業發展面臨嚴峻挑戰。同時,我國電子信息產業深層次問題仍很突出。因此必須采取有效措施,加快產業結構調整,推動產業優化升級,加強技術創新,促進電子信息產業持續穩定發展,為經濟平穩較快發展做出貢獻。
目前,省內多家電子產品企業已經對建設電子產品公共技術服務平臺提出需求,從技術角度來看,可以對電子產品公共技術服務平臺進行統一建設,既可以節約資金,同時也可以提高平臺的規范性和可擴展性。
在上述大背景下,計劃建設“省內電子產品公共技術服務平臺”項目,幫助省內電子相關企業整合內外部資源,實現資源信息共享;在建設通用信息資源服務平臺的基礎上,提供個性化服務與技術支撐,為本地的相關企業提供國內一流、收費合理的專業技術服務,促進信息流、技術流、人才流、物流的良性流動,推動省內相關企業的信息化應用建設,有效地提高企業競爭力和創新活力,幫助企業縮短開發周期,節約開發成本,提高科研開發能力和管理水平。
二、本項目的內容
本項目建成七個平臺,即電子成果庫、企業需求支撐平臺、專家和專業人才支撐平臺、資源庫、標準查詢平臺、企業市場服務平臺、綜合信息服務平臺。通過運用portal系統,電子商務技術,工作流管理技術,SQL SERVER的數據倉庫(各種科技成果庫)及數據挖掘技術,企業問題專家分析內容管理系統、統計分析系統、全文檢索技術,視頻存儲及網絡傳輸技術等整合運用,建成的省內電子產品公共技術服務平臺。包括如下子平臺及功能模塊:
(一)電子成果展示平臺
本平臺搜集已有的科研成果、專利發明、論文,并按照分類的方式,分別組織成論文、科研成果庫;擬孵化推薦成果庫,擬轉讓成果庫,專利發明成果庫,擬轉化成果信息庫。
(二)企業需求支撐平臺
本平臺為電子企業運行和發展服務,由四個信息庫構成。分別為企業技術需求庫、企業疑難問題庫、企業人才需求庫和企業經營管理經驗庫。
(三)專家和專業人才支撐平臺
針對當前科研專家與電子企業脫節嚴重而設立的科技工程專家庫,將各專家及有志向為電子企業提供技術服務的科技工作者的全部信息入庫,同時將為省內的電子企業建立一個企業庫,根據需要組織專家深入電子企業,為電子企業實現低成本、高回報的技術改造,使電子企業在競爭中立于不敗之地。
(四)資源庫
收錄電子信息專業應用軟件,如CAD、CAM軟件;數據庫等,為企業提供軟件服務,并組織有經驗的培訓師對不同需求的人員進行培訓。建立電子企業商務論壇,為企業家、各類專家和社會公眾提供開展專業課題討論、熱點問題探討,并供求信息的場所;收集高校、科研院所的檢測、檢驗儀器、設備等,為企業提供服務。
(五)標準查詢平臺
科技成果展示平臺主要是電子行業標準化信息服務,即面向全省各企事業單位開展以標準、檢測、計量、認證等科研力量為技術依托的電子標準化信息服務。
(六)企業市場服務平臺
企業市場服務平臺,主要包括三部分的內容產品,即項目招標庫、電子項目需求庫和電子企業網上招商。企業可以通過本平臺查找感興趣的招標項目。通過這個模塊,一方面可以方便有產品需求的企業更廣泛的信息,同時可以讓其他上下游的企業獲得更多的市場信息。充分利用企業綜合信息數據庫,開展網上招商。多語言的招商信息,進一步建立與信息流相對稱的資本運行環境,鼓勵資金流和信息流之間的互動。
(七)綜合信息服務平臺
綜合信息數據庫,統一企業信息、商品信息、商務信用信息。統一企業商品服務和信息平臺,建立各類交易商品信息主體對稱的基礎,規劃信息流的分布。該綜合信息數據庫包括了企業的基本信息庫、企業產品數據庫、企業項目開發數據庫、企業人力資源數據庫等企業經營活動過程中所產生的一些基礎信息。根據企業的要求,數據庫中的內容能夠加密存儲,保證企業信息的安全,同時對一些可公開信息能夠實時在企業綜合服務平臺的信息系統上通過Internet,提高企業的知名度。通過對企業的研發項目以及產品的開放,能夠加強企業的信息溝通,促進企業之間有效地進行資源整合,提高企業的競爭力。
三、重點解決的問題
(一)用戶管理的安全技術
基于Web的用戶認證功能,使得管理員對上網用戶的管理變得十分靈活方便。除了對客戶端的本地身份(如:用戶名密碼認證等)進行常規性認證以外,還將啟用Web認證。當客戶端在瀏覽器中使用應用系統時,會要求用戶輸入企業ID號、用戶名和密碼進行認證。只有當用戶輸入了正確的賬號,該用戶才能夠訪問應用系統。另外,企業用戶除了對用戶進行賬號認證以外,還可以對用戶的賬號啟用IP地址限定。這樣將用戶賬號、IP有效的結合,更加完善地對用戶的進行管理。
(二)平臺的開發
省內電子產品公共技術服務平臺實現了一個平臺四個統一:
1.統一信息管理。統一信息管理是一個數據大集中的整體概念,它包括信息采集、信息存儲、信息傳輸、信息分析、信息等完整的信息供應鏈過程(Information Supply Chain)。
2.統一業務處理。統一業務處理是一個應用大集中的整體觀念,要點在于基于統一的應用開發、組件拼裝和集成,建立統一規劃的、相互依托和作用的應用系統。并將相互獨立的業務應用,局部的決策支持和監控管理應用,以及外部信息應用等通過平臺,利用數據轉換/映射,應用服務器擴展,分布式對象等技術有選擇地進行流程集成,加強新舊應用系統內部的應用互操作性。
3.統一服務提供。統一服務提供是一個渠道大集中的整體觀念,集成了所有的應用系統與內外部用戶進行交互的作用點(Touch Points),將所有應用系統的功能處理和信息服務通過一個統一的門戶平臺,將用戶選擇的方式,不受時間和地點的約束,個性化地提交給不同權限的用戶。
4.統一安全保障。統一安全保障是一個系統管理大集中的整體觀念。這不是幾項技術產品的組合,而是為了保障一體化應用系統的成功實施和運行,需要一個公用的安全和系統管理架構,以保證業務運轉的性能和可靠性,保證事務處理和數據的安全。
四、項目體系結構與設計原則
電子產品公共技術服務平臺是一個開放式、可擴展、可接入式平臺,它采用B/S體系架構。收集省內電子信息企業的相關信息,納入該平臺數據庫,并向各企業團體提供標準查詢平臺、企業需求支撐平臺、專家支撐平臺、資源庫、企業市場服務平臺以及綜合信息服務平臺。達到省內企業整合內外部資源,實現資源信息共享的目標。
電子產品公共技術服務平臺提供的服務將包含電子技術科研機構、電子材料生產企業、電子材料經銷企業、電子產品生產企業、電子產品經銷企業之間的電子商務(B to B)、電子產品生產企業對消費者的電子商務(B to C)、電子技術科研機構、電子材料生產企業、電子材料供應企業、電子產品生產企業與政府機構之間的電子商務(B to G)三種商務模式,并為電子技術科研機構、電子材料生產企業、電子材料供應企業、電子產品生產企業提供一個統一的技術成果與產品信息、客戶關系管理、供應鏈管理、資源計劃管理等信息化應用的服務平臺,支持其實現信息化建設,充分利用、開發、整合資源,提高電子信息產業相關科研機構和企業的信息化水平和應用效果。
結合省內內電子信息企業實際情況,我們認為應該從集成的角度來規劃電子產品公共技術服務平臺的層次架構。如下圖所示:
系統統整體可分為五個層次:
最底層為網絡基礎層,包含了系統主機、網絡系統、安全設施,為系統提供可靠、有效、安全的信息傳輸服務通道。
第二層為數據資源層包含關系型數據庫、多媒體數據庫等。
第三層為應用邏輯層,提供了可工作于不同應用內容項目中的核心邏輯功能,作為基礎服務平臺支撐在其上開發的應用邏輯的運行,由部件化的基礎工作平臺和相應的二次開發接口組成。
第四層為應用層,提供在一個統一的應用軟件框架之上的各類應用,包括事務處理、企業信息處理、企業網站等等。
第五層為表現層,可根據需要提供瀏覽器、手機短信等多種手段的展現方式。
五、系統的技術方案及關鍵技術
(一)采用標準規范體系
省內電子產品公共技術服務平臺采用的標準體系結構,由兩個層面六個部分組成:
1.總體標準:包括總體性、框架性、基礎性的標準和規范。
2.應用標準:包括各種應用方面標準,主要有數據元、代碼、信息交換格式和流程控制等方面的標準。
3.應用支撐標準:包括為各種應用提供支撐和服務的標準,主要有信息交換平臺、日志管理和數據庫等方面的標準。
4.信息安全標準:包括提供安全服務所需的各類標準,主要有安全級別分類、身份鑒別、訪問控制分類、加密算法、數字簽名和公鑰基礎設施等方面的標準。
5.網絡基礎設施標準:包括基礎通信平臺的標準,主要有基礎通信平臺工程建設、網絡互聯互通等方面的標準。
6.管理標準:包括為確保平臺建設質量所需的有關標準,如信息化工程監理等工程建設管理方面的標準。
(二)應用系統技術架構
1.J2EE架構與B/S模式。B/S(瀏覽器/服務器)結構有利于集中式管理,建立集中的“數據中心”,數據庫及應用系統全部在中心服務器上,解決了C/S(客戶端/服務器)結構“胖客戶端”的諸多弊病??梢孕纬山y一的數據庫和系統結構,可消除因區域、部門引起的差異,確保系統的統一性、連續性和未來對結構變動的要求。為了方便系統開發、部署、運行和管理,以網絡和分布式計算的底層技術為基礎,采用J2EE多層架構。J2EE規范為開發應用和與系統集成定義了數目眾多的應用編程接口(API)和多種應用編程模型。具有跨平臺、成熟性、穩定性、安全性、第三方支持等優點。通過采用B/S結構,不需要在客戶端安裝任何軟件,可以有效的提高系統的穩定性,因此,對于互聯網信息系統采用基于J2EE技術的B/S架構。
2.中間件技術。中間件所包括的范圍十分廣泛,針對不同的應用需求涌現出多種各具特色的中間件產品。但至今中間件還沒有一個比較精確的定義,因此,在不同的角度或不同的層次上,對中間件的分類也會有所不同?;谀康暮蛯崿F機制的不同,將系統采用的中間件分為以下主要幾類:
(1)遠程過程調用(RPC)。遠程過程調用是一種廣泛使用的分布式應用程序處理方法。一個應用程序使用RPC來“遠程”執行一個位于不同地址空間里的過程,并且從效果上看和執行本地調用相同。
(2)面向消息的中間件(MOM)。MOM指的是利用高效可靠的消息傳遞機制進行數據交流,并基于數據通信來進行分布式系統的集成。通過提供消息傳遞和消息排隊模型,它可在分布環境下擴展進程間的通信,并支持多通訊協議、語言、應用程序、硬件和軟件平臺。目前流行的MOM中間件產品有IBM的MQSeries、IBM的Information Integrator、Microsoft的Biztalk、BEA的Messager等。
(3)事務處理監控(TPM)。事務處理監控(Transaction processing monitors)最早出現在大型機上,為其提供支持大規模事務處理的可靠運行環境。隨著分布計算技術的發展,分布應用系統對大規模的事務處理提出了需求,比如商業活動中大量的關鍵事務處理。事務處理監控界于client和server之間,進行事務管理與協調、負載平衡、失敗恢復等,以提高系統的整體性能。總體上來說,事務處理監控有以下功能:1)進程管理:包括啟動server進程、為其分配任務、監控其執行并對負載進行平衡。2)事務管理:即保證在其監控下的事務處理的原子性、一致性、獨立性和持久性。3)通訊管理:為client和server之間提供了多種通訊機制,包括請求響應、會話、排隊、訂閱和廣播等。
在省內電子產品公共技術服務平臺的交換平臺的建設中,中間件將扮演著非常重要的角色,所有政府部門或者社會機構與信用平臺數據庫的信息交換都在消息中間件的支撐下安全有序的進行。
(三)數據庫建設
平臺數據庫采用目前流行的大型關系型數據庫SQL Server2000或SQL Server2005;操作系統采用目前主流的、高安全性的操作系統Windows Server 2003。
省內電子產品公共技術服務平臺數據庫將收集省內相關企業的信息,數據量非常龐大,安全性要求非常高,平臺采用如下機制管理、維護數據庫:(1)可靠的磁盤陣列系統:必須使用可靠足夠空間的磁盤陣列,以保證數據存儲空間的需要;(2)完善的備份策略:使數據庫崩潰時能快速恢復;(3)可靠的安全策略:建立完善安全的數據庫用戶權限控制;(4)安全的物理環境;(5)快速應急機制:使用雙機運行機制,最大限度提高數據庫連續服務時間。
(四)關鍵技術
1.面向對象的系統分析與建模。采用面向對象的方法進行信息系統的分析與建模,是目前系統分析及建立彈性系統模型的最具潛力的一種分析方法。其具體方法是:通過現實系統的業務過程分析來構造問題空間,即建立對象模型和功能模型,并按照數據流回溯的方法,對所建立的功能與對象模型進行用戶復查,在此基礎上,對其功能模型進行細化,建立系統模型。
2.界面統一、個性化顯示。用戶登錄平臺后,針對不同的用戶,界面的內容也將不同,系統將自動隱藏用戶不具備相關權限的應用系統的內容,而只向用戶顯示用戶有權操作的系統內容。從而使整個界面整潔清晰,方便用戶操作。
3.XML的采用。XML技術具備優良的數據存儲格式、可擴展性、清晰的數據結構、高度結構化等特點,是當今信息交換中應用日益廣泛的一種數據表現形式,它特別適用于有復雜的數據結構的信息交換。
考慮到省內電子產品公共技術服務平臺的特點,對于這個平臺數據庫需要獲取的大批量數據交換,可以采用XML數據交換形式。
六、技術趨勢
今后三年,電子信息產業要圍繞九個重點領域,完成確保骨干產業穩定增長、戰略性核心產業實現突破、通過新應用帶動以下的新增長三大任務:(1)確保計算機、電子元器件、視聽產品等骨干產業穩定增長。(2)突破集成電路、新型顯示器件、軟件等核心產業的關鍵技術。在通信設備、信息服務、信息技術應用等領域培育新的增長點。
1概述
1)Multisim仿真軟件簡介Multisim是美國InteractiveImageTechnologies(IIT)公司在20世紀末推出的一種以Windows為平臺的虛擬仿真平臺,其最大的優點是軟件界面操作方便、直觀形象、易學易懂、學生可以很快地掌握它的基本操作[1,2],所以,Multisim仿真軟件在電子信息類的相關課程教學中得到了廣泛的應用。Multisim仿真軟件可以對模擬電路、數字電路和模擬數字混合電路進行設計和仿真。它提供的元器件庫非常豐富,而且還有部分三維實物,對于初學者來說,非常逼真和形象。虛擬儀器儀表非常齊全,提供的儀器儀表有:萬用表、信號發生器、瓦特表、示波器、波特圖儀、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀等。電路分析功能和作圖功能非常強大,可以應用Multi⁃sim對模擬電路進行靜態分析、動態分析和瞬態分析等十幾種分析。同時,應用邏輯轉換儀可以實現數字電路中的真值表、邏輯電路圖和邏輯函數表達式兩兩之間的互換。為學生的學習和老師的教學帶來了非常直觀的視覺效果。而且,相對于其它的EDA軟件,它更加形象和直觀,而且,它能進行模數混合電路的仿真,幾乎能夠100%地仿真出真實電路的結果[3,4],為廣大的電子電路的學習者提供了非常方便和實用的電路設計平臺。2)電子產品設計與開發根據應用電子技術專業和電子信息工程技術專業的人才培養目標可知,《電子產品設計與開發》是電子信息類專業的職業技能課程,是一門實踐性和綜合性都很強的課程,對于學生以前所學知識有著更高的要求,但是,這門課程對于學生進行畢業設計、頂崗實習以及將來出去工作都有著非常重要的作用,所以,在電子信息類專業中占有非常重要的地位[5]。為了提高教學效果,我們采用“教、學、做”合一的模式,將理論教學和實踐教學融合為一體中,這樣處理即可以提高學生的學習積極性,同時,又可以將復雜的知識點以簡單明了的形式展示給學生,學生可以在實訓室邊教、邊學、邊演示、邊實踐,可以大大提高教學的效果。由于直接用實物操作進行設計和實訓,有可能會造成大量實訓耗材的浪費,同時,也存在一定的安全隱患[6],所以,這門課程采取了一種虛擬和實踐相結合的方式,非常實用。在教學過程中引入Multisim等仿真軟件,使學生在學習硬件的同時,學會仿真軟件驗證相關原理及電路,從而豐富教學內容,更新課程的教學思路,提高課程的實踐性與應用性。將學生置身于一個“提出問題——解決問題——實踐驗證”的情景之中,使教學方式由“知識傳授”向“知識發現和知識創造型”轉變[7,8],大大提高了學生的興趣和學習的積極性。
2Multisim在《電子產品設計與開發》課程中的應用
在《電子產品設計與開發》課程學習的初期,特別是小型電子產品設計的初期,先用Multisim仿真軟件進行分析和設計,設計好合適的思路,選取好合適的元件和參數,并且在仿真軟件上調試出較好的實驗現象以后再進行實物制作。這樣不僅大大節約了實訓耗材的浪費,更重要的是可以讓學生們大膽地進行嘗試設計電路,不用擔心安全事故的發生。而且,學生進行設計和探索的積極性也大大提高?!峨娮赢a品設計與開發》是學生們學習了模電、數電、電子設計自動化、單片機等主體課程之后所開設的一門綜合性很強的課程,對于學生來說,這也是前段整個學習過程的一個總結,是檢驗學生兩年的學習過程中所掌握專業知識的真實情況。對于本門課程,主要是采用“教、學、做”一體化的模式,以項目任務為載體,讓學生們在學中做,做中學。主要是要制作一個小型電子產品,在整個的教學過程中,以學生為主體,重點在于激發學生學習的積極性和主動性,讓每一個學生都親手制作一個小型電子產品,從制作的過程中體會到成功制作電子產品的快樂,從而,獲得學習的信心和一定的滿足感。首先,根據學生們的具體情況,對于設計和制作的電路可以進行合適的選擇,所以,可以每個同學都可以找到適合自己的電路,這樣,學生參與《電子產品設計與開發》的積極性和興趣就大大加強了。學生在選擇好自己的任務之后,就親手將產品制作出來,整個過程包括:Multisim仿真設計電路原理圖原理圖的繪制封裝的測量和繪制PCB圖的布線和繪制PCB板的制作程序的編寫和調試產品的調試產品制作完成。應用Multisim仿真軟件設計電路,是整個《電子產品設計與開發》課程的關鍵環節,只有首先仿真設計出具體電路、具體參數并且有良好的仿真效果后,才能進行具體硬件電路的制作。比如:學生們想設計一個50秒的定時器電路,并且要用數碼管顯示出來。學生們首先想到的是先在Multisim仿真軟件上仿真出效果出來,再進行硬件電路的制作。如下圖1所示,是某位學生利用Multisim仿真軟件設計出的一個50秒的定時器電路。首先通過Multisim仿真軟件進行電路的分析和設計,可以為學生提供非常方便、快捷的電路設計的效果,每一個元件的參數和型號學生都可以根據輸出效果的不同來進行分析和判斷,比如,如上圖2中,如果,要將電路的定時時間定為30秒,在仿真電路中只要變換一根線的連接就可以實現,而且,還很容易就能看到效果,如下圖2所示:通過這種學生自主嘗試的學習方式,不僅可以幫助學生提高學習的積極性和主動性,更重要的是學生能夠非常安全、快捷地進行電路的分析和設計,大大提高了學習的效果,也節省了大量的實訓耗材的浪費。
教學需求分析 好的教學軟件需要好的教學設計,好的教學設計需要先進的教學理念指導。目前教育界普遍認為要取得好的教學效果,既要強調學生的主體地位,又要充分發揮教師的主導作用。教學軟件的設計中也要貫徹這種教育理念,既要提供充足的圖文、動畫、視頻等演示資源來支持教的功能,又要有良好的界面導航及虛擬實訓交互設計來調動學生自主學習的能動性。中職《電子產品裝配實訓》課程主要以項目教學為主,通過10個典型的電子產品裝配讓學生獲得電子技術基礎知識,掌握電子產品裝配的基本技能。因此,在虛擬實訓教學軟件中應具有4種功能:漫游功能,能夠多角度觀察虛擬實訓器件及儀器設備,操作場景;演示功能,能夠演示電子產品裝配實訓中的操作程序、操作方法及錯誤操作結果;交互功能,能夠利用鍵盤、鼠標對屏幕中的虛擬器件、儀器工具等進行理想的自主操作,該功能是虛擬實訓軟件的核心功能;考核功能,能夠進行理論與虛擬實訓操作的考核,驗證學生學習水平,并給予反饋。
軟件系統功能模塊設計 通過上面的需求分析,結合中職學生學習特點,本文以直流穩壓電源的虛擬組裝項目為例,對軟件功能模塊加以說明。
實訓指導模塊,重點以文字說明形式幫助學生熟悉實訓目的,進行實訓指導,使學生能夠了解實訓過程及注意事項;知識鏈接模塊,重點以圖文、視頻動畫的形式,對理論性較強的知識如元件器、電路圖的識讀等加以詳細說明;裝配演示模塊,以二維、三維動畫交互的形式,向學生演示相關操作,如元器件的檢測、安裝等,使學生熟悉操作程序,牢記錯誤操作導致的嚴重后果;虛擬裝配模塊,通過鼠標、鍵盤的組合,學生可以進行多角度觀察,自主拾取器件、工具進行虛擬實訓,并給出相應提示;實訓考核模塊,分為理論考核與虛擬操作考核兩部分,理論考試采取隨機抽題方式,由后臺題庫支持,可自主更新,實操考核借鑒游戲過關記分的方法,根據操作的正確與否,扣除相應的分值。
2 虛擬實訓教學軟件的實現
根據本虛擬實訓軟件模塊的劃分,主要進行兩方面的系統設計,一是登錄和用戶管理系統,二是虛擬實訓系統。
登錄及用戶管理 登錄及用戶管理的實現,主要應用動態網頁及數據庫技術。在數據庫中建立一張具有用戶名、用戶密碼等字段的表,用于記錄相關信息。當用戶從前臺網頁登錄時,將用戶名、密碼借助PHP動態網頁技術提交至后臺,驗證用戶信息正確后再將學習時間、學習成績等信息返回前臺顯示。
虛擬實訓系統的實現
1)基于Unity3D的虛擬教學軟件實現流程。Unity3D是能夠比較方便的創建諸如3D游戲、建筑可視化等內容綜合開發工具,包含了圖形、音頻等方面的引擎支持,并以C#或者一種類似JavaScript的語言為腳本語言,來實現交互設計。Unity3D開發虛擬實訓主要分為4個步驟:首先,創建仿真模型;其次,利用3DS max優化模型;再次,利用Unity3D對模型進行交互設計;最后調試,完善并。
2)虛擬元器件模型的建立。在電子產品裝配虛擬實訓中,主要涉及到電子元器件及印制電路板的模型創建。例如在直流穩壓電源裝配實訓中需要準備的虛擬元器件有電阻、電容、二極管、三極管等,還要有一塊虛擬印制電路板。如果這些虛擬物件直接在3Ds MAX中創建相當麻煩,Proteus軟件中預置了上千種元件的3d模型,我們可以利用其印制電路板設計模塊,方便的生成印制板電路和元器件的3D模型。然后再導入3Ds Max中進行組合優化,最終得到虛擬實訓所需虛擬元器件模型,再以FBX文件的形式導出備用。
3)漫游功能的實現。在Unity3D中我們可以利用鼠標、鍵盤事件對攝像機的視角進行控制來實現對元件和場景的漫游功能。例如,利用按住鼠標右鍵拖動實現視角的旋轉,具體方法如下。
首先,將Unity3D中預置的Camera Scripts
下的MouseOrbit.js導入到工程中;其次,將MouseOrbit.js附加到Main Camera上,然后在其Inspector面板中對MouseOrbit.js組件的Target參數進行設置,本實訓項目中選擇印制電路板作為該參照物;最后,將鼠標右鍵觸發事件添加到MouseOrbit.js代碼中去,實現按下鼠標右鍵才觸發視角旋轉的功能。
4)裝配演示功能的實現。在本項目的裝配演示模塊中,我們主要實現元器件在印制電路板上的安裝與分解。單擊裝配演示界面上的分解按鈕時,各元器件從電路板上分解出來;單擊組裝演示按鈕,系統將自動將各元器件按照一定的順序安裝在電路板相應的位置,如圖1所示。該功能的實現利用附加在Main Camera上的裝配演示腳本來實現。具體方法如下:
①在腳本中Awake()函數里獲取所有元件的名稱及正確坐標,并記錄在數組中。
②在腳本中OnGUI()函數里利用Button控件創建分解與組裝演示按鈕。當檢測到分解按鈕被按下時,將所有元器件的位置進行偏移,完成元器件位置分解操作;當檢測到裝配演示按鈕被按下時,首先根據數組中存的元器件名獲取元器件的當前坐標,若其與數組中所存的元件在電路板上的安裝位置不同,則利用Vector3.MoveTowards方法將當前元器件移動到數組中所存的該元件的安裝位置。移動完成后,進行下一個元件的安裝演示,如圖1所示。
5)虛擬裝配功能的實現。本軟件中單擊手動組裝操作按鈕進入虛擬裝配實訓,這時可以通過鍵盤、鼠標對屏幕中的虛擬元器件、儀器工具等進行自主操作,組裝到正確位置時,元器件會吸附到電路板上。當鼠標指向待安裝的元器件時,會在電路板上正確的安裝位置顯示元器件虛影進行提示。該功能實現的關鍵技術是鼠標拖放和碰撞檢測。具體方法如下。
①準備兩套虛擬元器件,一套是輔助安裝的元器件虛影。當按下手動組裝按鈕時,將電路板上的輔助安裝元器件的renderer.enabled屬性設置為false,并全部添加Box collider組件。然后分組顯示將要安裝的元器件。
②在Main Camera上附加Unity3D中預置的DragRigidbody.js腳本,為需要安裝的元件添加Rigidbody和Mesh collider組件。
③在將要安裝的元器件上附加手動組裝腳本。編程思路是在Update()中獲取當前鼠標拖動的元器件,然后利用OnTrggerEnter進行碰撞觸發檢測,若碰撞的是與之對應輔助元器件則將其在安裝位置顯示出來。
3 作品
在Unity3D中經過功能測試無誤后,開發的作品最后能成web網頁、可執行EXE文件等多種形式。在本實訓教學軟件中,為便于與其他教學資源整合,采用網頁的形式。
4 結束語
本文以直流穩壓電源虛擬實訓項目為例,展示綜合運用Proteus、3DS MAX、Unity3D開發電子產品虛擬實訓軟件全過程。該虛擬實訓教學軟件已經在實際教學中進行應用,取得了初步的成效,經過不同班級對比,使用該軟件可以明顯增加學生的學習興趣,提高學習效率,但虛擬實訓教學并不能完全替代實踐實訓項目。
參考文獻
[1]姬洪強.《現代教育技術》虛擬實驗室的設計與實現[D].杭州:浙江師范大學,2009.
[2]石小法.電子技能與實訓[M].北京:高等教育出版社,
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)13-0157-02
1 概述
1)Multisim仿真軟件簡介
Multisim是美國Interactive Image Technologies(IIT)公司在20世紀末推出的一種以Windows為平臺的虛擬仿真平臺,其最大的優點是軟件界面操作方便、直觀形象、易學易懂、學生可以很快地掌握它的基本操作[1,2],所以,Multisim仿真軟件在電子信息類的相關課程教學中得到了廣泛的應用。
Multisim仿真軟件可以對模擬電路、數字電路和模擬數字混合電路進行設計和仿真。它提供的元器件庫非常豐富,而且還有部分三維實物,對于初學者來說,非常逼真和形象。虛擬儀器儀表非常齊全,提供的儀器儀表有:萬用表、信號發生器、瓦特表、示波器、波特圖儀、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀等。電路分析功能和作圖功能非常強大,可以應用Multisim對模擬電路進行靜態分析、動態分析和瞬態分析等十幾種分析。同時,應用邏輯轉換儀可以實現數字電路中的真值表、邏輯電路圖和邏輯函數表達式兩兩之間的互換。為學生的學習和老師的教學帶來了非常直觀的視覺效果。而且,相對于其它的EDA 軟件,它更加形象和直觀,而且,它能進行模數混合電路的仿真,幾乎能夠100%地仿真出真實電路的結果[3,4],為廣大的電子電路的學習者提供了非常方便和實用的電路設計平臺。
2)電子產品設計與開發
根據應用電子技術專業和電子信息工程技術專業的人才培養目標可知,《電子產品設計與開發》是電子信息類專業的職業技能課程,是一門實踐性和綜合性都很強的課程,對于學生以前所學知識有著更高的要求,但是,這門課程對于學生進行畢業設計、頂崗實習以及將來出去工作都有著非常重要的作用,所以,在電子信息類專業中占有非常重要的地位[5]。為了提高教學效果,我們采用“教、學、做”合一的模式,將理論教學和實踐教學融合為一體中,這樣處理即可以提高學生的學習積極性,同時,又可以將復雜的知識點以簡單明了的形式展示給學生,學生可以在實訓室邊教、邊學、邊演示、邊實踐,可以大大提高教學的效果。由于直接用實物操作進行設計和實訓,有可能會造成大量實訓耗材的浪費,同時,也存在一定的安全隱患[6],所以,這門課程采取了一種虛擬和實踐相結合的方式,非常實用。
在教學過程中引入Multisim等仿真軟件,使學生在學習硬件的同時,學會仿真軟件驗證相關原理及電路,從而豐富教學內容,更新課程的教學思路,提高課程的實踐性與應用性。將學生置身于一個“提出問題――解決問題――實踐驗證”的情景之中,使教學方式由“知識傳授”向“知識發現和知識創造型”轉變 [7,8],大大提高了學生的興趣和學習的積極性。
2 Multisim在《電子產品設計與開發》課程中的應用
在《電子產品設計與開發》課程學習的初期,特別是小型電子產品設計的初期,先用Multisim仿真軟件進行分析和設計,設計好合適的思路,選取好合適的元件和參數,并且在仿真軟件上調試出較好的實驗現象以后再進行實物制作。這樣不僅大大節約了實訓耗材的浪費,更重要的是可以讓學生們大膽地進行嘗試設計電路,不用擔心安全事故的發生。而且,學生進行設計和探索的積極性也大大提高。
《電子產品設計與開發》是學生們學習了模電、數電、電子設計自動化、單片機等主體課程之后所開設的一門綜合性很強的課程,對于學生來說,這也是前段整個學習過程的一個總結,是檢驗學生兩年的學習過程中所掌握專業知識的真實情況。對于本門課程,主要是采用“教、學、做”一體化的模式,以項目任務為載體,讓學生們在學中做,做中學。主要是要制作一個小型電子產品,在整個的教學過程中,以學生為主體,重點在于激發學生學習的積極性和主動性,讓每一個學生都親手制作一個小型電子產品,從制作的過程中體會到成功制作電子產品的快樂,從而,獲得學習的信心和一定的滿足感。首先,根據學生們的具體情況,對于設計和制作的電路可以進行合適的選擇,所以,可以每個同學都可以找到適合自己的電路,這樣,學生參與《電子產品設計與開發》的積極性和興趣就大大加強了。學生在選擇好自己的任務之后,就親手將產品制作出來,整個過程包括:Multisim仿真設計電路原理圖原理圖的繪制封裝的測量和繪制PCB圖的布線和繪制PCB板的制作程序的編寫和調試產品的調試產品制作完成。
應用Multisim仿真軟件設計電路,是整個《電子產品設計與開發》課程的關鍵環節,只有首先仿真設計出具體電路、具體參數并且有良好的仿真效果后,才能進行具體硬件電路的制作。比如:學生們想設計一個50秒的定時器電路,并且要用數碼管顯示出來。學生們首先想到的是先在Multisim仿真軟件上仿真出效果出來,再進行硬件電路的制作。如下圖1所示,是某位學生利用Multisim仿真軟件設計出的一個50秒的定時器電路。
首先通過Multisim仿真軟件進行電路的分析和設計,可以為學生提供非常方便、快捷的電路設計的效果,每一個元件的參數和型號學生都可以根據輸出效果的不同來進行分析和判斷,比如,如上圖2中,如果,要將電路的定時時間定為30秒,在仿真電路中只要變換一根線的連接就可以實現,而且,還很容易就能看到效果,如下圖2所示:
通過這種學生自主嘗試的學習方式,不僅可以幫助學生提高學習的積極性和主動性,更重要的是學生能夠非常安全、快捷地進行電路的分析和設計,大大提高了學習的效果,也節省了大量的實訓耗材的浪費。
3 結束語
在《電子產品設計與開發》課程中引入Multisim仿真軟件,不僅可以節約電路設計的周期和成本,更重要的是提高了學生進行電路分析、電路設計的積極性,同時,在教學過程中,教師通過電子儀器儀表進行虛擬仿真實驗可以非常方便、直觀和形象地將設計的效果呈現給學生,對本門課程的教學也是一種很好的輔助手段。所以,在本門課程的教學中引入Multisim仿真軟件對于學生、老師都是非常有利的,可以大大提高教學的效果。
參考文獻:
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當前我國軍用電子設備已接近世界一流水平,而軍用電子器件貫徹國軍標認證是認證制度中最為嚴格的一種,是在質量保證體系認證基礎上進行的產品認證【1】。同時我國已經針對軍用電子設備生產活動中直接影響產品質量和可靠性的關鍵質量活動提出了控制要求,對軍用電子產品的生產單位質量保證能力做出了規定。而隨著社會的信息化和戰場的數字化的趨勢,各種軍事場合使用的電子產品越來越多,嵌入在各種系統和武器裝備中的電子產品也越來越多【2】。同時現代武器系統規模越來越龐大,也往往包含著復雜的電子產品,導致系統的設計和實現必須全面采用現代系統工程的方法。本文為此具體探討了軍用電子產品質量監督與管理方法,現報告如下。
1 軍用電子產品的質量要求
軍工企業是國防工業的重要組成部分,涉及核、航天、航空、船舶、兵器和電子等各個行業及相關產品,軍工企業的主要業務是設計、生產、制造武器裝備,其基礎設施和支撐技術的水平直接決定著國防科技工業的供給能力和國防現代化的進程。軍工產品的設計、生成、供給能力直接關系到國防建設力量的強弱、關系到未來戰爭的成敗,因此尤為重要【3】。電子產品是第二個登上美軍規格目錄的產品,電阻絲、電容器、真空管到后來的晶體管都有一套自己的軍品規格。這些規格中除了前面提到的要求外,還加上許多新的標準。比如電子產品如果被安裝到飛機、導彈上,則必須經過震動測試。軍用電子產品必須在溫度125度到零下55度之間都能正常使用,除了將試驗時間延長外,還要增加環境適應測試。當前,電子產品系統的規模日益龐大,復雜性日益提高,對于電子產品質量控制和軟件實施過程管理的難度也在日益增大。比如當前軍隊用的操作系統軟件一般是紅旗LINDOWS,是軍方自己開發的源代碼與經過修改的LINUX開放式源代碼的完美結合,其穩定性和安全級別更高更安全,是軍方針對自己需求開發出的自主操作系統,安全設置更是嚴密,采用了27重加密技術,內置了防毒軟件和軍用防火墻。軍隊系統對所裝備的網絡產品在質量性能要求上,比一般的民用產品要嚴格得多,不僅對應用過程中網絡運行的穩定性、兼容性、保密性有較高要求,對故障迅速恢復能力、售后服務等方面也有很高的要求【4】。
2軍用電子產品質量監督與管理的框架與流程
2.1 軍用電子產品質量監督與管理的框架
軍用電子產品質量監督與管理的框架分為三個層次,即成熟度等級、關鍵過程域和關鍵實踐,其組成結構如圖2-1所示。
每個成熟度等級由若干關鍵過程域組成,這幾個關鍵過程域共同形成一種軟件過程能力。執行承諾類實踐描述組織為保證過程得以建立并持續發揮作用所應采取的行動。執行能力類實踐描述為能夠實施軟件過程,項目和組織中必須存在的先決條件。執行活動類實踐描述為實現關鍵過程域所必須的角色和規程。測量分析類實踐描述需要對過程進行的測量和對測量結果進行的分析。驗證實施類實踐描述保證活動遵循已建立過程的各項措施。
2.2 軍用電子產品質量監督與管理的流程
軍用電子產品質量監督與管理的目的是能夠隨時掌握電子項目的實際開發過程,使得當電子項目的執行與軟件開發計劃相背離時,管理部門能夠采取有效的措施。
2.2.1 策劃跟蹤和測量
基于對軟件規模、工作量、成本、關鍵電子產品資源、進度、軟件工程技術活動、軟件風險和質量的初始估計的分析,決定將要采集的度量。電子項目至少必須關注以下幾個方面:在條件允許的情況下,應使用自動化電子產品工具提高采集和管理原始測量數據的效率和規范化程度,并建立采集和管理原始測量數據的環境平臺;將表單以書面或電子方式分發給填寫表單的人員,并對他們在如何采集數據、如何填寫表單、如何提交數據等方面實施培訓;依據電子產品開發計劃,確定報告和評審測量數據分析結果的方式、角色和時機等內容;設計測量數據分析結果的表示格式,使得測量分析報告能有效溝通依據計劃值對實際值的跟蹤狀況;確定采集、收集、確認和分析原始測量數據的機制;設計采集原始測量數據所需的規范化表單,包括度量的測量單位、采集數據的角色和時機等內容【5】。
2.2.2 分析測量數據
監督人員對測量數據進行分析,并編制測量分析報告;監督人員應執行趨勢分析,識別對期望值的偏離;當一個電子產品開發階段結束時,監督人員根據本階段整個活動的測量數據,進行里程碑節點處的統計分析,編制本階段的測量分析報告。
2.2.3 溝通分析結果
項目有關人員交流測量分析結果,通常分為內部溝通和正式溝通。內部溝通是指監督人員將定期與電子產品工程組相關人員舉行對跟蹤測量數據及其初始分析結果的內部評審,確認對數據分析的結果和對趨勢的推斷。而正式溝通是依據電子產品開發計劃預定的評審日程,在項目的特定里程碑處,項目將組織正式評審,與顧客、最終用戶和其它的主要共同利益者溝通和評價項目的管理和技術的進展狀態。評審會上,監督人員應以圖表等直觀方式客觀地向與會人員報告電子項目當前狀態的測量分析結果,使評審人員對電子項目的進展產生量化的深刻的理解。如果項目進展正常,符合電子產品開發計劃的要求,項目將繼續采集測量數據,進行電子項目的跟蹤和監督。否則,項目應對確認的明顯偏離采取糾正措施【6】。
2.2.4 采取糾正措施
如果監督人員發現測量值超出正常范圍的異?,F象,必須立即與電子產品工程組相關人員再次對測量值的分析結果進行驗證和分析,必要時還要結合相關的測量數據進行綜合分析。一旦驗證屬實,監督人員必須立即啟動糾正措施,必要時還要向項目總師等領導匯報。如果在跟蹤期間發現了問題,需要提交問題報告,監督人員應組織相關人員對問題進行分析,并采取糾正措施。一般處理措施如下:記錄電子項目的重新策劃數據;使用重新策劃的結果修訂電子產品開發計劃,使得后續的電子產品開發更加切實可行;基于當前獲得的信息和迄今為止的電子項目實踐,重新策劃。對電子項目重新策劃,包括重新估計和與有關各方協商對承諾的變更并得到認同;改變正在進行工作的方式,請求電子產品工程過程組為改良過程性能提供指導或建議;啟動風險管理應急計劃,消除或防備重大風險,和/或適時調整電子產品風險及其優先級。
3 軍用電子產品質量監督與管理的實際應用
3.1 微電子技術的發展
目前我國以微電子技術作基礎的電子器件大部分是國外產品,能自行生產的集成電路產品只能滿足國內市場需求的10%左右的需求,而關系到國家和軍隊信息安全和信息產業需求的關鍵電子產品-如數字信號處理器、信息處理電路、雷達射頻芯片電子產品的核心芯片CPU、Internet的網關網卡電路)等乎全部依賴進口,如果這種長期依賴進口的局面得不到解決,勢必會極大地威脅我國信息網絡乃至國家安全,同樣也會阻礙我軍的信息化建設。積在發展我國的微電子技術,特別是軍用高性能微電子技術時,我們更應該提倡軍民融合,在許多IC設計領域,我們的民用技術已經接近甚至達到了國際先進水平。因此,在新的武器裝備開發時,要貫徹“為兩用而設計”的思想,即以最佳效益/費用比引入民用技術、零部件、分系統。推進中國特色軍革,發展軍用微電子技術,要堅持走“軍民結合、民技軍用”的路子,積極鼓勵軍工單位參與市場競爭,鼓勵社會力量為軍用微電子技術的發展貢獻力量。軍用微電子應在技術、設備、產品方面緊密與民用微電子相結合,解決資金、技術和工藝線滿負荷運轉以及生產穩定性等一系列問題。
3.2 電子元器件的發展
比如我國某某儀表院于2004年獲批總裝生產線貫標項目,開始建立壓力傳感器貫標生產線,涉及3種壓力傳感器產品。2009年通過生產線認證和產品鑒定、并列入合格名錄。多年來,沈陽儀表院始終堅持“軍品優先,質量第一,一次成功,一次做對”的原則,重點關注產品生產過程的質量控制和質量保證,確保軍品生產能力和產品質量,得到各用戶的認可。隨著GJB546B-2011新版標準的實施,生產線換版認證工作正在展開,其將做好換版認證各項準備工作,繼續提高軍用電子元器件產品質量。日前軍用電子元器件質量認證委員會對儀表院壓力傳感器生產線進行了監督審核,評價生產線合格資格保持情況。壓力傳感器生產線質量保證和控制文件執行良好,人員能力持續滿足工藝和生產要求,生產線運行持續滿足GJB546A-1996《電子元器件質量保證大綱》的要求,生產線合格資格得到保持。
3.3 建立質量控制及保證體系
在軍用電子產品質量控制方面,嚴格遵循國家及行業標準,并建立健全企業自身的質量保證體系,同時在技術研發、產品生產等實踐中認真貫徹執行,這是確保產品品質的基礎和保障。同時我們需要根據實際需求建立和完善切合實際的質檢手段,添置相關檢測設備裝置。如在軍用電子產品的研發生產過程中,現有的質量監管體系還應搭配相應的質檢手段和設備。目前,質檢手段主要以設備檢測為主,充分利用可程式恒溫恒濕試驗箱、高溫老化實驗室、示波器、彩色監視器、直流穩壓電源、數字多用表、熱電偶、各種工裝等儀器設備進行全方位監測,其中包含的檢驗項目有外觀、電路板測試、整機功能測試、整機老化測試、整機高/低溫測試、組裝檢驗、包裝檢驗等。
3.4 強化質量監督的動態性
不論是流程優化,還是質量控制活動,其貫穿公司技術研發、生產制造、采購、倉儲、銷售、售后服務等全過程,每個過程、每個環節都與質量密不可分,每位員工的工作都與質量緊密相連。為此掌握信息,及時溝通。軍代表應經常深入一線,坐在辦公室是沒法了解和掌握情況的,只有經常性深入一線,多和一線員工交流、溝通,才能掌握生產和質量的最新動態,有針對性地采取預防和糾正措施;其次,要多與企業管理層特別是最高管理者溝通,及時向他們明示軍方要求,明確軍品質量的重要性,提高其認識,加強其質量管理的積極性和主動性;再次,要做好質量信息的收集、整理、分析工作,要綜合運用多種方法,對關鍵質量數據進行定量分析,從而達到持續系統改進關鍵質量指標,追求更高質量的目的。
總之,軍用電子產品質量是其生命線的核心,積極的簡單與管理將提升管理績效,提高電子產品設計能力,保障電子產品質量,為電子產品的持續發展奠定牢固基礎。
參考文獻:
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1、應用電子技術專業面向現代電子技術行業,適應高科技電子產品和設備的生產、建設、服務和管理第一線需要,培養具有現代電子技術專業理論知識和應用能力,可從事現代電子產品開發、生產管理、設備維護、電子工藝與質量管理、技術支持、工程施工、產品銷售及售后服務等工作的高技能專門人才。
2、電工基礎、模擬電子技術、數字電子技術、電子產品生產與檢驗、單片機技術應用、電子產品制圖與制版、信號檢測與處理、電機與電氣控制技術等。
3、本專業培養德、智、體、美全面發展,具有良好職業道德和人文素養,掌握電工基礎、電子技術基礎等現代電子技術專業知識,具備計算機基本操作與應用、電路識圖與繪圖、PCB版圖繪制與制作、電子線路的安裝與調試、單片機等智能電子產品軟硬件開發能力,從事現代電子產品設計應用、電子產品安裝調試與生產管理、設備維護、工藝與質量管理、技術支持、工程施工、產品銷售及售后服務等工作的高素質技術技能人才。
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1電子電路仿真技術
1.1電子電路仿真技術的內涵
電子電路仿真技術就是在電子電路設計的過程中,設計人員利用計算機仿真技術對電子電路的工作狀態,采用數字化的形式將其呈現出來,從而能夠真實的、準確的模擬出電子電路的工作狀態,能有效的幫助電路設計人員來分析電路的功能與基本特征。從工作原理上分析,電子電路仿真技術就是利用數字模擬的方法對電子電路中的各個元器件與模塊進行組合測試,分析新設計的電路工作狀態,并將其應用于電子電路的開發與設計中。電子電路仿真技術通過對設計的電子電路進行集成化的建模模擬,可以對電子電路的設計進行全局統籌管理,在電子電路的測試還是在研發上,都具有優勢,由于電子電路的設計需要集自動化、電氣、機電于一體的工作模式,為了控制產品設計的達標和質量的準確性,利用模擬仿真技術對其進行調整是十分有必要的。
1.2常見的電子電路仿真軟件及功能
(1)OrCADPSpice軟件。該軟件是一種針對元件級別的電子電路仿真軟件,主要是采用Spice通用語言進行編寫,可以根據實際需要開發模塊,具有較強的移植性,在電子電路設計中具有較好的性能。該軟件主要由電路仿真、元器件編輯以及原理圖編輯等模塊構成,利用電路元件模型編程設計,可以對元器件的真實特性進行模擬,在模擬時,可以利用電路方程進行計算,分析電子電路的細節特性,OrCADPSpice軟件的主要功能是用于復雜電路的特性分析,能對元件級別的電子電路進行模擬,還能對數?;旌系碾娮与娐愤M行仿真模擬,在電子電路設計時,該軟件能夠提高電路的集成效果。OrCADPSpice軟件的缺點是不適合電路功率比較大的電子電路,對分析計算時間比較長的電路分析也缺乏靈敏性,對于仿真收斂性差的電子電路也不能有效的模擬。(2)Saber軟件。該軟件是功能比較強大,適應比較強的電子電路仿真軟件,可以應用于電力電子、機械、光電等不同類型電路的模擬仿真,而且還具有兼容混合仿真的功能,能從不同的層面分析電子電路的測試與特性,它能對原理圖的電路進行輸入性的模擬仿真,對電路中的復雜數據進行可視化分析與建模,該軟件的主要缺點是操作比較復雜,而且模擬仿真的原理圖效率較低。
2電子電路仿真技術在電子電路設計開發中的應用
2.1促進集成電路的開發與設計
電子電路是集成電路的設計的關鍵,電子產品的不斷更新與發展,對集成電路的性能也提出了新的要求,只有不斷創新集成電路的設計,才能提高集成電路的性能,利用電子電路仿真技術可以有效地對電子電路進行設計,并可以對復雜的集成電路性能進行分析,從而能方便的將集成電路進行壓縮,從而形成芯片級的集成電路,這樣不僅有利于電子產品的開發,還能增強電子產品的可靠性、安全性、穩定性及美觀性,還能提高電子產品的芯片性能與工作效率,利用仿真技術對集成電路的性能、參數等分析計算,利用仿真電路的虛擬化測試,優化電子電路的設計方案,以不斷的優化集成電路的性能。因此,在集成電路的開發與設計,需要靈活的運用芯片系統思想進行常開發,不斷利用仿真技術對電子電路的性能進行分析計算,來驗證芯片性能,分析其是否滿足電子產品的要求,同時可以利用仿真模擬技術對集成電路進行不斷的完善與改進,從而保障電路設計的準確性,從而不斷的促進電子電路的發展。
2.2優化電子電路的設計方案
在電子電路設計的過程中,需要綜合考慮電子電路器件的性能,如溫度敏感性等,一旦電子元器件外界的穩定發生變化,或者環境發生改變,外界的溫度就會對電子元器件產生一定的影響,從而影響整個電路的穩定性,利用仿真軟件對電子電路的長時間運行狀態進行模擬,及時發現電子電路運行中存在的問題,及時調整電子電路的設計方案,才能總體提高電子電路的性能,從而能夠提高電子產品的穩定性,將電子電路仿真技術應用于電子應用開發中,對電路運行的每一個細節進行模擬,達到總體優化電路的設計方案。采用電子電路仿真技術可以對不同溫度狀態下的電路特征情況進行分析,便于為設計人員提出電路的設計方案,進而整體改善電子電路元器件的溫度敏感性,打的優化電路設計的目標。
2.3提供新的電子開發方式
電子電路新技術的發展,為人們提供了更為優質的電子系列服務,在開發新的電子產品時,需要注重電子電路的創新設計,才能提高電子系列產品的開發效率,采用仿真技術可以快速的多電子電路的相關功能、參數等進行設計分析,達到優化電子電路的目的。在傳統的電子應用開發工程中,由于元器件比較復雜,電路受到多種因素的影響,導致電子電路設計與開發的時間過長,技術也比較漫長,在仿真技術發展的情況下,利用模擬仿真可以對電子電路的設計進行調整,也就提供了新的電子電路開發方式,利用模擬仿真技術還可以對電子電路的環境進行模擬、實驗與調試,改善了電子產品的設計效果,極大地優化了電子產品調整效果,采用電子電路仿真技術,使得電子產品的開發呈現出多元化的發展趨勢,也為電子產品的開發提供新的思路。
2.4有效驗證電路設計的功能
對于電子電路的開發設計只是電子產品開發的第一步,如何有效的驗證電子電路的功能是否滿足要求,保證電子電路功能、參數的穩定,成為電子產品開發的關鍵,這就需要采用仿真技術對電子電路的功能進行模擬,對電路的功能進行多重驗證,以保證電子電路應用的穩定性、合理性、科學性與安全性。電子電路的設計人員可以將仿真技術的模擬分析功能與電路設計的可行性結合在一起,全面對設計的電路進行檢測分析,通過模擬仿真的參數來分析電路存的誤差,以及電路在運行的過程中,與實際預期不符合的情況,從而能有效的降低電路功能的誤差,或者存在著不能使用的情況,真正實現對電子產品的電路設計的功能進行驗證,同時在一定程度上還能提高電子產品的功能能。
2.5在電子電路的虛擬測試中的應用
電子電路的設計要能合理根據各個電器元件的功能,詳細地對各個參數進行設計,才能保證電子電路的高精密性的要求,如果電路的穩定性不強,精密性不高,就會影響著電子電路的穩定性,利用仿真軟件的功能,可以對電子電路的運行情況進行虛擬性的測試,從而能夠對電子電路的功能、參數進行有效的設計,提高電路的穩定性。因此,在進行電子產品開發與應用時,針對電子產品應用的環境,保證電子產品在惡劣的環境中能夠發揮穩定的功能,就需要設計特色的環境,對電子電路的運用進行進行分析,采用仿真技能,可以展開特殊環境在電路運行狀態的模擬分析,測試電路運行的極限值,保證電路在高溫、高壓情況下參數、特性保持穩定,通過仿真技術的虛擬測試,及時發現電路中的問題,可以提高電子產品應用的穩定性與安全性。
3結束語
電子電路仿真技術在電子電路開發中的應用,可以快速的、有效的對電子電路的性能進行模擬測試,便于設計者能快速、準確地發現電路設計中存在的問題,提高了電子電路的設計效率,也為電子電路的穩定性、安全性等提供了基礎,從而也能夠有效的促進電子產品向集成化的方向發展,使得電子產品的應用能夠為人們提供更優質的服務。
參考文獻
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