機械電子工程設計及模式研究

劉璐

摘 要：時代的進步，科學技術的革新，電子產品不斷更新換代。研究發現，如今的電子產品具備較高的集成度，且體積較小，容量較大，那么在這種狀況下，對電子產品的設計提出了較高要求。基于此，本文主要對機械電子工程設計與模式進行探討，希望給相關人員提供參考。

關鍵詞：機械電子工程；設計；應用

機械電子工程已經作為科技發展的產物，成為了高新技術的代表，在各個國家和領域都有大力度的研究和投入。在我國，機械電子工程不僅僅作為重要的高科技產業，還對全面提高我國的國際競爭力具有積極的意義。

1 機械電子工程中的技術要點——EDA技術

在機械電子工程設計中，EDA技術是一種新技術，是機械電子工程設計中非常重要的技術。在實際應用過程中，EDA技術的主要載體是能進行大規模編程的邏輯器件，在進行編程的時候，使用硬件描述語言的表達方式。在EDA技術應用的過程中，需要利用計算機和可編程邏輯器件等，作為開發軟件或試驗軟件，對特定的目標芯片進行適配編譯和邏輯映射，最終形成電子新系統或專用集成芯片。EDA技術的發展是在電子電路CAD技術上形成的計算機軟件系統。EDA技術的組成部件是編譯器、綜合器、下載器和適配器，對于綜合器，是用來將設計師的設計文件進行轉換，成為該系統的門級描述，綜合器的作用其實就是能將硬件和軟件進行相互連接。對于適配器，是能生成最終下載文件，并能將其安排到指定對的器件中。目前，在機械電子工程設計方面，主要的核心技術就是EDA技術，其主要是因為在EDA技術中應用的是HDL高級語言，HDL高級語言可以實現公開利用、描述范圍廣，在進行機械電子設計中，能起到非常多的輔助作用，在進行后期交流、修改和保存的過程中也十分方便，且該語言能對現有的已經完成的設計方案進行自動在線升級。另外，EDA技術有著非常高的自動化程度，對一些常規的仿真、糾錯等工作能夠快速完成。

2 EDA技術的應用

當前，EDA技術已經在我國的很多領域得到了充分利用，比如教學、科研、設計、制造等行業，都是因為即使引入了EDA技術，才得以迅速發展。下面筆者將針對EDA技術在我國的應用進行探討。

2.1 在教學方面

EDA技術已經是目前幾乎是所有理工類院校的教學科目，尤其是機械電子工程設計專業，更是將其作為重點專業課程進行教學，這樣做的主要目的就是讓學生充分了解并掌握相關的EDA技術的概念與原理，并運用HDL語言編寫相關的邏輯算法，進而學會簡單的系統設計，為學生未來的就業打下基礎。

2.2 在科研方面

科研階段主要是通過電路的仿真工具來完成電路的設計，通過虛擬器來進行電子產品的調試，把OLI器件的開發應用到設備中。比如，當用到無線通訊系統CDMA時，為了區分不同的呼叫對象，CDMA就需要對每個手機和基站的編碼進行合理的區分和識別，以找到不同的呼叫對象，這種判斷依據是通過匹配濾波器的輸出顯示在輸入數據流中的探調到特定的碼序列，FRGA能夠提供適合的濾波器，并完成數據處理的功能，體現了這項技術在信息通訊領域中的廣泛應用。

2.3 在設計和制造方面

不論是高科技成果下的微處理器，還是彩電、音響等家用電器，EDA技術都在這些領域留下了深深的烙印。它不只是作為前期的模仿和調試而受到廣泛應用，同時還關系到PCB的制作環節、電子設備的研發階段以及焊接電路板等重要環節。

3 機械電子工程設計存在的問題

3.1 對于設計成果保護較為缺乏

根據我國機械電子市場的調查報告顯示，當前我國存在大量的虛假機械電子產品，而且還存在部分商家仿冒他人品牌產品的現象，這種情況出現的主要原因，還是我國對機械電子產品設計成果的保護不夠重視，而且相關設計人員也沒有對自己所設計的產品具有維權意識，因此，機械電子產品設計成果的相關保護勢在必行。

3.2 人才缺乏特定教育

盡管我國機械電子工程專業學生比較多，不過由于專業教學課程體系的限制，導致機械電子專業學生不能形成系統性學習，影響了學生在機械電子專業方面的實際應用。同時，機械電子專業教師更加注重學生的動手操作能力，忽視了學生相關理論知識的掌握，以至于出現了學生能夠進行簡單的機械電子設計，卻無法明白其中的設計原理，也無法將其應用到更加寬廣的領域，加上學生缺少綜合性設計思想，所以很多機械電子專業的畢業生不能勝任設計崗位，就業率嚴重下滑。此外，我國從事機械電子設計的人員數量也相對較多，不過受自身能力的限制，這些設計人員不能緊跟時代發展的趨勢，同時缺乏應有的發展眼光，最終造成機械電子設計行業發展較為緩慢。

4 機械電子工程設計的要點

4.1 仿真分析

在一款產品設計出來之后需要經過分析其是否具有現實意義上的可行性。而檢驗這個現實可行性的行為稱之為仿真性分析。這個仿真性實驗的主要工具就是EDA技術。EDA技術通過對產品的模擬實驗建立相應的的模型，通過對模型進行仿真分析，得出一個函數，分析出其是否具備現實可行性。只有通過了仿真性分析的檢驗，才能將產品推向市場，才能真正地用于實踐。所以，仿真性分析是機械電子工程設計的第一大要點。

4.2 優化設計

通過優化設計方案，可以保證更加穩定和可靠的應用電子元件，促使其容差和工作環境達到最優化。如果將傳統的電子工程設計方法無法全面勘查電子元件環境，容易有不同方面的漏洞，這樣就無法保證電子元件的容差和工作環境溫度符合相關要求。而將EDA技術運用過來，則可以有效優化設計方案，原因就在于其可以分析計算電子方案環境，依據獲得的電子元件的環境溫度等數值資料，來優化設計方案，只有這樣，方可以保障其能夠可靠安全的工作。

4.3 防靜電設計

人們日常接觸到的這些機械電子產品，都是相關設計人員通過精心的設計并利用設計程序完成的，不過在科技迅猛發展的今天，我國的集成電路設計工作也變得愈加復雜，機械電子設計人員需要技術做好產品的防靜電設計，確保產品的安全。我們都知道，靜電在我們的生活中隨處可見，而且其對設備的破壞力度也非常大，因此，機械電子設計人員需要充分了解靜電的危害，在設計產品的時候加以關注，并保證防靜電區域的整潔，降低靜電發生的幾率。

4.4 有效分析

EDA技術中非常重要的一點就是對電特性進行有效分析。機械電子工程設計中，相關人員需要及時對其中的理論數據進行分析，包括數據分析以及相應的特性分析，而要想確保這些數據與特性分析結果的準確性，就不能使用傳統的設計方法，否則設計過程會受到很多方面的限制，同時相關分析結果的準確性也會受到影響。而EDA技術能夠對整個設計系統進行全面的有效分析，對于保證數據的準確性以及分析結果的科學性都具有重要意義，這樣設計出來的方案具有更高的科學性與合理性。

5 結束語

綜上所述，機械電子工程在推動我國科技進步和社會發展方面有著非常重要的意義，而 EDA 技術在機械電子工程技術方案設計的應用中為我國的電子工程行業帶來了巨大的變革，因此，必須加大對機械電子工程設計的創新與研究，才能通過科技改變我們的生活，進而促進社會的進步與發展。

參考文獻

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