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电子系统设计

电子系统设计. 什么是系统？. 由部件组成，能实现较复杂的功能 （不是一个单一的电路，要有输入、输出和其他控制电路） （只能实现单一功能的通常不算系统）. 系统设计的方法. 自顶向下. 自底向上. 自顶向下 与 自底向上 相结合. 何谓顶？. 顶 —— 系统的功能. 何谓底？. 底 —— 最基本的元、器件，甚至是版图. 系统的结构. 自顶至底有：. 系统. 子系统. 部件（功能模块）. 单元电路. 元、器件. 版图. 系统. 子系统. 子系统. 自顶向下. 功能模块. 功能模块. 功能模块. 功能模块. 单元电路. 单元电路.

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Presentation Transcript

  1. 电子系统设计

  2. 什么是系统？ • 由部件组成，能实现较复杂的功能 （不是一个单一的电路，要有输入、输出和其他控制电路） （只能实现单一功能的通常不算系统）

  3. 系统设计的方法 自顶向下 自底向上 自顶向下与自底向上相结合

  4. 何谓顶？ 顶——系统的功能 何谓底？ 底——最基本的元、器件，甚至是版图

  5. 系统的结构 • 自顶至底有： 系统 子系统 部件（功能模块） 单元电路 元、器件 版图

  6. 系统 子系统 子系统 自顶向下 功能模块 功能模块 功能模块 功能模块 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 元、器件 版图

  7. 自上而下法的优点 概念驱动法 • 尽量运用概念（抽象）描述、分析设计对象，不过早地考虑具体的电路、元器件和工艺 • 抓住主要矛盾，不纠缠在具体细节上，控制设计的复杂性

  8. 系统 子系统 子系统 功能模块 功能模块 功能模块 功能模块 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 自顶向上 元、器件 版图

  9. 自底向上的缺点 • 部件设计在先，设计系统时将受这些部件的限制，影响： • 系统性 • 易读性 • 可靠性 • 可维护性

  10. 自底向上的优点 • 在系统的组装和调试过程中有效 • 可利用前人的设计成果

  11. 系统 以功能模块为基础的自上而下的设计方法 子系统 子系统 功能模块 功能模块 功能模块 功能模块 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 单元电路 元、器件 版图

  12. 自上而下法的要领 从顶层到底层 从概括到展开 从粗略到精细

  13. 系统级 子系统级 部件级 元件级 自顶向下 自底向上

  14. 自上而下法的原则 • 正确性与完备性 • 模块化与结构化 • 问题不下放 • 高层主导 • 直观性与清晰性

  15. 原 始 技术指标 系统级 子系统级 部件级 元件级

  16. 电子系统设计的步骤 • 调查研究 • 方案论证 • 单元设计 • 组装调测 • 总结报告

  17. 调查研究 做什么？ 系统的功能 输入和输出 做到何种程度？ 性能 技术指标 注意分析每一个细节，尽量考虑得周到、完善 • 明确设计要求 • 弄清设计方法 • 了解设计关键

  18. 调查研究 比较各种方法的 先进性 性价比 可行性 有那些可使用的设计方法 相同产品 同类产品 同原理产品 其他可借鉴的方法 • 明确设计要求 • 弄清设计方法 • 了解设计关键 器材 人才 时间

  19. 产品效益与开发时间的关系 销售顶峰 销售顶峰 上市延迟

  20. 电子系统设计的步骤 • 调查研究 • 方案论证 • 单元设计 • 组装调测 • 总结报告

  21. 调查研究 决定指标的关键 难点 工作量大（重点） • 明确设计要求 • 弄清设计方法 • 了解设计关键

  22. Y图 方案论证 逐层细化 从顶层到底层 从概括到展开 从粗略到精细

  23. 实现给定规 范与功能的 子系统、部 件或元件及 其互联方式 系统级 用户需求变 为技术规范 与功能描述 行为级 结构级 子系统级 部件级 元件级 用一定的材 料与工艺实 现结构 物理级

  24. 系统级 行为级 结构级 子系统级 部件级 元件级 物理级

  25. 行为级 元件级 物理级 结构级 部件级 子系统级 系统级

  26. 行为级 元件级 物理级 结构级 部件级 子系统级 系统级

  27. 方案论证 • 起点： • 系统级行为描述设计 • 用户需求 • 系统技术规范 • 功能描述

  28. 系统级行为描述设计 初步方案 • 系统的外部特性 • 主要功能 • 输入和输出—— • 那些端口 • 输入（输出）信号—— • 特征 • 来源（去向） • 对系统的要求 面板图

  29. 行为级 元件级 物理级 结构级 部件级 子系统级 系统级

  30. 方案论证 • 下一步： • 系统级的结构描述与设计 • 系统设计规范与功能 • 子系统之间的组合

  31. 系统级行为描述设计 • 系统的内部特性—— • 基本原理 • 基本框图—— • 子系统 • 各子系统之间的接口要求 • 基本控制流程 基本流程图 基本框图

  32. 系统级行为描述设计 系统的 实现技 术 • 系统的内部特性—— • 基本原理 • 基本框图—— • 子系统 • 各子系统之间的接口要求 • 基本控制流程

  33. 用数字技术，还是模拟技术实现？ 系统实现技术

  34. 模拟技术 优点：通常所使用的器件量较小 缺点：对器件的依赖性较大 调试较困难 与计算机配合不如数字技术方便

  35. 数字技术 优点：对器件的依赖性较小 调试较容易 与计算机配合方便 LSI与可编程器件的使用

  36. 数字技术靠逻辑 模拟电路靠经验

  37. 能甩开模拟电路吗？ 不能！ 高频 小信号 大功率

  38. 主体为数字技术 质量靠模拟技术 千万不可忽略、放弃模拟技术

  39. 软件实现方法： 单片机（计算机） DSP（数字信号处理 ） 嵌入式系统 软件离不开硬件支持

  40. 行为级 元件级 物理级 结构级 部件级 子系统级 系统级

  41. 方案论证 • 第三步： • 系统级的物理描述与设计 • 组成系统的各抽象的子系统 • 各具体的子系统（IP） • 提出具体的要求并转入 • 下一层设计 Intellecture Property 知识产权

  42. 行为级 元件级 物理级 结构级 部件级 子系统级 系统级

  43. 方案论证 • 下一层： • 子系统级行为描述设计 • 对子系统的需求 • 子系统技术规范 • 功能描述

  44. 行为级 元件级 物理级 结构级 部件级 子系统级 系统级

  45. 方案论证 • 下一步： • 子系统级的结构描述与设计 • 子系统设计规范与功能 • 功能模块（部件） • 之间的组合

  46. 方案论证 • 第三步： • 子系统级的物理描述与设计 • 组成子系统的各抽象的模块 • 选择具体的功能模块或 • 对模块提出具体的要求并 • 转入下一层设计 以模块为单位的详细框图 关键模块、关键元件及相互接口 没有现成模块可用的特殊模块

  47. 方案论证 • 下一层： • 部件级行为描述设计 • 对部件（模块）的需求 • 部件的技术规范 • 功能描述

  48. 方案论证 • 下一步： • 部件级的结构描述与设计 • 部件设计规范与功能 • 单元电路之间的组合

  49. 方案论证 • 第三步： • 部件级的物理描述与设计 • 抽象的单元电路 • 选用具体的单元电路

  50. 电子系统设计的步骤 • 调查研究 • 方案论证 • 单元设计 • 组装调测 • 总结报告

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