試論微電子設計自動化技術研究與應用

翟冠杰

（深圳市賽元微電子有限公司，廣東深圳，518000）

隨著我國科學技術水平的不斷提升，電子自動化技術正在越來越多的融入到我們的生活及日常生產中，為我們的生活帶來了諸多便利，在一定程度上影響著生產全過程。而且，隨著民眾生活品質的提升，對微電子技術提出了更高的要求，所以，對微電子自動化技術進行深入研究，對提高民眾生活水平有積極的促進作用。

1 自動化技術和電子信息工程

自動化技術一項綜合性技術，與電子學、計算機技術等都有著密切聯系。在企業成產活動中應用自動化技術，能夠極大節約成本，提高生產效率，使企業在激烈的競爭中站穩腳跟，立于不敗之地。我們正在步入信息化時代，通過自動化技術，能夠使信息交流更快，讓企業發展的更加迅猛。自動化技術在信息工程中應用越來越廣泛，主要是在工業領域，實現了辦公全自動化。但我國在自動化技術方面的研究與國際先進國家還有一定的差距，一些功能還沒有完全得到應用。通過在實際生產中應用自動化技術，能夠極大節約勞動力，避免因人為失誤而造成的生產失誤，提高的生產效率，確保了生產安全，減少了生產成本，為企業的發展提供有力支持。在自動化技術實際應用中，一些人為操作不便的工作，通過自動化技術能夠更加簡便；流水線工作內容反復，工作程序單調乏味，通過自動化技術能夠提高勞動效率。

電信工程指的是通過信息電子技術對信息進行存儲、采集與管理，這樣能夠提高速度，使精確度更高。電子信息工程是通過硬件命名對信息進行處理，在電信工程中，我國絕大多數企業都使用的是國外核心技術，在創新方面有一定的欠缺。電信工程對社會的發展起到積極的促進作用，在數據的共享與傳遞方面已成為社會關注的焦點，也是未來信息化發展的必然趨勢，能夠有效彌補電信工程中的不足，促進電信工程技術應用，可使我國的電信工程得到進一步提升，對電信系統進行優化，讓信息傳輸更加便利。

2 微電子設計自動化技術概述

改革開放至今，我國在自動化控制領域加大研究力度，傳統的自動控制正在向智能化的程度前進。近些年來，我國的自動化技術取得了顯著的成績，微電子技術正在與自動化控制技術進行充分融合，促進了自動糊控制技術的進一步提升，帶動民眾的生活也得到了長小進步。所謂的微電子設計自動化技術，就是將自動化技術與微電子技術進行有機融合所產生的新型智能控制技術。將機械控制與電子電力進行結合，通過對控制電路進行科學的控制，就能夠降低人為工作量，提高工作效率，更具環保理念。通過采用微電子技術，能夠讓自動控制逐步向集成化方向轉變，不但縮小了產品體積，而且降低了耗能。目前世界范圍內最高端的微電子技術產品為SOC系統，能夠將所有外圍電路與功能集成在一個體積很小的芯片之上，只要留有預置的外部借口，就能在控制系統中進行應用，也稱之為自動化控制的核心，能夠控制全部系統安全、可靠的運行。

3 微電子設計自動化的特點

微電子設計自動化的發展與計算機技術同步，是通過計算機編程來完成的。設計人員通過將所要完成的指令利用計算機進行編程，將編寫好的程序下載至控制芯片中就能實現預期的控制功能。此外，這種通過編程的形式，不但節約了大量的硬件資源，還使控制系統變得更加靈活，如果需要對現有的控制程序進行改變，只需要改變原有的程序代碼即可實現，無需對硬件進行更改，不但節約了成本，還提高了工作效率。通過自動化控制技術與微電子技術的有機結合，能夠助力自動控制英祿的進一步發展與創新。微電子設計自動化具體由以下幾個特點：

3.1 使用計算機編程控制

隨著集成電路技術的發展，能夠將需要的全部功能都集中在一塊很小的芯片之上，可通過計算機進行編輯不同的程序來完成所需要的控制功能。與傳統的控制系統相比較，集成電路不需要在外部加裝其他硬件，對于不同的控制功能，僅僅修改控制代碼就能夠完成。不論是調試，還是成本節約，亦或是工作效率方面，通過編程來實現的方式都具備明顯的優勢。

3.2 集成度高

隨著微電子技術的全面提升，未來的電子線路將向微型化的方向發展，將不同功能的線路集成在統一的芯片上，不但能夠有效降低系統的體積，還便于使用人員的安裝與移動。而且功率消耗也隨著集成度的不斷提升而降低，這也是控制系統的另一項優勢，將此集成控制系統使用在工業控制系統中，能夠節約大量成本，還能夠縮小設備占有的空間。

3.3 功能調節方便

在實際操作過程中，不可能只對某一特定的對象進行控制，而且即便是控制某個單一的對象，工業系統的不斷升級，也會帶動控制功能的不斷完善。正如上文所述，微電子自動化技術是是以計算機編程控制為基礎的，如果需要改變現有的控制功能，僅僅需要改變控制代碼，并將其下載至芯片中即可完成。此外，通過計算機的編程控制，還能夠對系統中存在的漏洞進行修補，能夠隨時隨地保護系統的安全，并對其進行升級操作。

3.4 開發時能進行仿真

在使用控制系統前，能夠對其進行仿真操作，這也是微電子自動化技術的另一特點，對于傳統的自動化控制技術來說，在實際操作中，需要進行數據采集與數據調試，需要在現場進行調試。微電子自動化技術的優勢所在就是能夠通過計算機技術對其進行仿真，在自動化控制中引入微電子技術，能夠徹底改善自動化系統設計中關于數值的問題，只要通過合理的仿真就能確保控制系統在具體操作中的精準性。

4 微電子設計自動化系統設計過程

微電子設計自動化系統一般由兩部分構成，分別是自動化執行端與微電子控制端。如果依照此種功能進行劃分，系統則由數據模塊、監測模塊、輸入模塊以及仿真模塊組成。

4.1 輸入模塊的設計

輸入模塊作為控制系統的命令輸入端，能夠發出全部的控制命令。因此輸入模塊則為計算機編程設計，通過計算機語言對命令定義，通過解析，能夠對控制系統的全部功能進行科學的拆分。輸入模塊的設計品質直接決定了系統執行程度的功效，所以在對輸入模塊進行設計的過程中，要落實好最優化處理，讓執行效率盡可能大，盡量避免出現冗余代碼。

4.2 數據模塊的設計

在控制系統中，存儲了許多控制信息，數據模塊的功能就是對這些數據進行妥善管理。自動化系統對控制精準度具有較高要求，這也就使得在數據提取與數據存儲方面需要較快的速度，對數據模塊進行設計的過程中，最核心的內容就是處理數據的速度方面。良好的數據模塊會對系統性能起到積極地作用。

4.3 仿真模塊的設計

設計仿真模塊的首要目的就是要能夠真反映出系統實際運行狀況，通過對實際運行條件進行模擬，能夠發現系統中存在的漏洞，并采取有針對性的功能調整。

4.4 檢測模塊的設計

檢測模塊不在系統功能模塊的范疇內，而是在系統運行中，對系統出現的故障進行檢測。確保系統中的漏洞能夠得到及時發現與修正。

5 微電子設計自動化技術的應用

通過上文分析可知，微電子設計自動化具備多種優勢，而且已經融入到我們的日常生活及生產活動中，也別是隨著仿真技術的發展，也對目前高校教育進行了改革，通過集成技術，方便開發各種應用程序。

5.1 工業電氣控制

微電子技術在一定程度上促進自動化的全面發展，我們也可是說是助力了工業社會的進一步發展，在各行各種中，處處可見自動控制機器人的身影。例如，在汽車制造領域中，流水生產線上擁有大量的自動化機器人，降低了人工作業量。機器人自動化設備使用的就是微電子設計自動化技術，通過微電子技術芯片對生產線上的機器人進行控制，可通過人為操作進行干預或是對系統進行升級，為我國的工業發展提供了有力的技術支持。

5.2 高校教學

在未來，自動化控制必將會全面搭載微電子技術，這是必然選擇，也是必然趨勢，傳統的機械控制即將被取代，高校教學資源也要與時俱進，向學生們傳授關于微電子設計自動化技術的知識，使他們成為順應時代發展的全新人才，提高學生的就業技能。

5.3 加速了電氣設備的革新

以微電子自動化技術為基礎的程序軟件，在今后的改革中，為電氣設備保留了廣泛的升級空間。特別是功能系統擴容性，對電氣設備的優化與升級提供了便利條件。

5.4 應用于軟件的開發

針對于開放式電路模式，實現了電氣設備通用化進程中核心的電氣設備制造，已經全面實現了ASIC編程。此外，以此編程模式為基礎，為同一的電路集成提供了便利，讓電氣規模逐步走向統一規范的模式，會使電氣在使用方面更加便利，極大的降低了企業成產成本。

6 結束語

綜上所述，隨著我國科學技術水平的發展，微電子自動化技術在各行各業都得到了廣泛應用，給我們的生活及生產帶來的諸多便利，為構建和諧社會做出了巨大貢獻。