機械電子工程設計重點分析

張志強

【摘 要】文章首先介紹了EDA技術，找出了電子工程設計過程中存在的問題，并根據問題提出了技術要點，為我國在機械電子工程領域的設計技術要點的研究提供借鑒經驗。

【關鍵詞】機械電子;工程設計;技術要點;

1EDA技術

1.1EDA技術定義

EDA技術，就是以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言VHDL完成設計文件，然后，由計算機自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。從廣義角度來講，它是半導體工藝設計自動化、可編程器件設計自動化、電子系統設計自動化、印刷電路板設計自動化、仿真與測試以及故障診斷自動化以及形式驗證自動化的總體工程。

1.2EDA技術的應用

EDA技術的發展十分迅速，現階段在科研、教學、設計以及制造等領域都發揮著巨大的作用。很多大公司和企事業單位也已經在領域內對EDA技術進行廣泛的使用，比如，在飛機制造的過程中，從設計、性能以及特性直到飛行模擬，都需要用到EDA技術。

1.2.1在教學方面

現在幾乎所有的理工科院校，尤其是電子信息專業都開設了EDA課程，就是為了能夠讓學生了解和掌握E-DA的基本概念和原理，從而掌握HDL語言編寫的規范和邏輯綜合的理論算法，并學會簡單的系統設計，以達到學以致用的目的。

1.2.2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。

1.2.3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。

2電子工程設計過程中存在的問題

2.1從整體的發展方向分析

2.1.1對成果缺乏一定的保護

我國的機械電子市場存在著大量的假冒偽劣產品以及盜用他人機械電子成果的現象，究其原因，一方面，是我國法律的不健全、不規范;另一方面，由于我國機械電子領域人員缺少這方面的法律常識，在不經意間就可能做出違法亂紀的事情。

2.1.2對人才缺乏特定的教育

從事機械電子工程設計行業的人員，相對來講，知識掌握的程度比較寬泛，機械電子專業和其他專業的學生相比人數上也比較多，所以才呈現出了整體分散式的教育環境，大學生都只能夠做到片面的理解，但是在現實應用過程中，往往需要高復合型和技術型的人員進行操作，教育門檻的低下和應用門檻的拔高，造成了我國缺乏真正意義上的電子人才。

2.1.3對發展缺乏系統的規劃

在我國，大部分的機械電子工程互相之間都是獨立的，無法做到有效信息的整合，長時間保持這樣的現狀，就會導致設計理念一直處在固有的階段而無法進步。

2.2從具體的細節進行分析

2.2.1設計過程中的不認真態度

機械電子工程是一項精密度較高的操作工種，不可否認，經驗會為這一項工作帶來比較大的優勢，但是很多失敗的設計結果證明，經驗并不是全部，有太多的例子能夠反映出在進行實際操作時，需要的不僅僅是經驗，還有對這份工作的重視。

2.2.2設計人員缺乏理論知識

這點剛好對應前文人才缺乏的問題，當對一個門禁系統進行設計時，設計人員往往會把該系統簡單的理解為對于人員的管制系統，卻忽略了其應該具有的記錄和報警功能。還有把系統中的防破壞功能簡單的理解為防止遭到物理破壞，實際則應是延伸為破壞之后，相應其他出口能否做到有效的啟動，對于知識理解上的偏差將會導致制造出的產品在質量上存在重大差異。

2.2.3電子工程中的不確定因素

大部分機械電子工程的設計過程，都是依照相應的理論基礎進行設計的，不過也有少數設計要根據具體的實際情況來進行完善和修復，把看似死板的工作做得靈活化，現實中則增加了不少難度。

3電子工程設計過程中的技術要點

3.1仿真分析

對于機械電子工程而言，在完成之前需要經過仿真實驗，來確定該產品是否具有現實意義上的可行性，以確保之前的設計計劃能在之后的批量生產中廣泛應用。在進行仿真分析時，提供數據支持的技術當屬EDA，通過它可以根據每個電路環節中的函數來分析之后，實現數學建模，并對該模型進行仿真分析，這項技術能夠準確的檢測出產品的實踐性，并且還能夠依照產品的參數特性進行推廣，大大地提高了行業內對于機械電子生產過程中的便捷性和準確性，無疑也是會在未來整體提升我國機械電子工程行業仿真分析的高度。

3.2優化設計

拿到一個完整的設計方案時，由于不確定這個方案的穩定性和可行性，就要對其進行優化設計，這種設計能夠在最大程度上保證容差。實際工作中，傳統的電子工程設計原則無法滿足電子系統容差和環境的全面檢查，更不能勘測到內部的電件環境，這樣就會導致方案中存在設計漏洞，從而影響整個設計過程。通過EDA技術，就能夠有效的解決這一問題，因為它能夠直接對環境進行精確的計算，以此來找到原件在實際環境中需要的溫度、壓力等數據，并把這些數據進行合理的分析，優化電子工程方案，保證產品能夠完全的投入到穩定工作中，加強了機械電子工程設計中的安全性。

3.3防靜電設計

機械電子產品主要是根據當初設計者規定的設計程序進行工作。面臨如今科技飛速發展的大前提，集成電路的設計工作已經越來越呈現復雜化，同時，也為更好的防靜電設計提出了挑戰。現實中，靜電對于整個設備的破壞非常巨大，強力電場能夠對周邊的電荷進行吸引，以此來破壞絕緣體以及降低元件的靈敏度，甚至有可能出現電路燒毀的情況，直接讓之前進行的所有工作化為烏有，可見靜電對于電子產品的影響之大。所以，這就要求工作人員對防靜電區域進行合理的劃分，以保持其清潔，以減少靜電發生的幾率。

3.4電路特性的有效性分析

電路特性的有效性分析環節，是EDA技術的重要內容。在設計電子產品時，完善的數據和特性分析之后，才能進行理論分析，所以，就要保證數據和特性的正確度，通過傳統的電子產品設計方法會有很多限制，無法做到數值高準確度的特性，也會對實際的電力測試造成比較大的影響，甚至會導致整個設計過程失敗。EDA技術的全面測試功能，就可以很好的保證數據的準確性，防止設計方案出現結構性的差異，以確保整個設計過程的整體性和合理性，最終達到提高行業水平，讓機械電子行業能夠有一個平穩的發展勢頭。

4結語

綜上所述，可以發現機械電子工程對于當下科技的進步和經濟的發展有著重要的推動作用，現階段，越來越多的學者都加強了相關行業的研究與學習，為的就是實現機械電子行業的進一步發展。不過眼下我國的機械電子工程在設計的過程中還有很多不足之處，需要專業人員在實際工作中進行改進。

參考文獻：

[1]周廣文.機械電子工程方向課程設置體系淺析[J].吉林工程技術師范學院學報，2003，（5）：57-58.

[2]文東云.機械電子工程設計中的技術要點探討[J].電子技術與軟件工程，2015，（6）：142.

（作者身份證：132527198012026019）