电子工程系统分析与设计

电子工程系统分析与设计

－电子系统设计导论为什么开设这门课程？程序员-》软件设计师-》系统分析师程序员(Programmer)是从事程序开发、维护的专业人员。一般将程序员分为程序设计人员和程序编码员(Coder)，但两者的界限并不非常清楚，特别是在中国。软件从业人员分为初级程序员、高级程序员、系统分析员和项目经理四大类的分法为什么开设这门课程？软件设计师：能根据软件开发项目管理和软件工程的要求，按照系统总体设计规格说明书进行软件设计，编写程序设计规格说明书等相应的文档；组织和指导程序员编写、调试程序，并对软件进行优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量软件；具有工程师的实际工作能力和业务水平。为什么开设这门课程？系统分析师（systemanalyst）是对大型、复杂的信息系统建设任务中，承担分析、设计和领导实施的领军人物。要做好与客户之间的沟通，同时对客户的需求要正确的理解，要选择合适的开发技术，同时做好与客户间沟通交流，学会说服对方。为什么开设这门课程？我们的教学体系中，相当于程序员的教学内容比较多少数学生参加竞赛和课外活动掌握了一些相当于软件设计师的能力我们很少系统涉及到整个系统的设计方法和流程毕业设计曾经是一个非常好的平台，但是重视程度在下降什么是系统？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？何谓底？底——最基本的元器件，甚至是版图顶——系统的功能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自顶向下自上而下法的优点尽量运用概念（抽象）描述、分析设计对象，不过早地考虑具体的电路、元器件和工艺概念驱动法抓住主要矛盾，不纠缠在具体细节上，控制设计的复杂性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元、器件版图自底向上部件设计在先，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自底向上的缺点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元、器件版图以功能模块为基础的自上而下的设计方法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系统级子系统级部件级元件级自顶向下自底向上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自上而下法的原则原始技术指标系统级子系统级部件级元件级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调查研究明确设计要求弄清设计方法了解设计关键做什么？

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、完善调查研究明确设计要求弄清设计方法了解设计关键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

比较各种方法的

先进性性价比可行性

器材人才时间产品效益与开发时间的关系1.产品的复杂性加深.跟据Moore定律IC的复杂性大约每6年增加10倍；2.产品的上市时间与市场寿命减小,竞争加剧.延误市场周期产品寿命上市下市赢利适时上市的赢利三角形延误上市的赢利三角形时间产品市场窗口图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调查研究明确设计要求弄清设计方法了解设计关键决定指标的关键难点工作量大（重点）

方案论证从顶层到底层从概括到展开从粗略到精细逐层细化Y图系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级用户需求变为技术规范与功能描述实现给定规范与功能的子系统、部件或元件及其互联方式用一定的材料与工艺实现结构

系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级起点：系统级行为描述设计用户需求

系统技术规范功能描述方案论证系统级行为描述设计系统的外部特性

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）对系统的要求初步方案面板图系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级下一步：

系统级的结构描述与设计系统设计规范与功能

子系统之间的组合方案论证系统的内部特性——

基本原理基本框图——

子系统各子系统之间的接口要求

基本控制流程系统级行为描述设计基本框图基本流程图系统的内部特性——

基本原理基本框图——

子系统各子系统之间的接口要求

基本控制流程系统级行为描述设计系统的实现技术系统实现技术用数字技术，还是模拟技术实现

？

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数字技术靠逻辑模拟电路靠经验能甩开模拟电路吗？不能！高频小信号大功率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系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级第三步：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方案论证IntellectureProperty知识产权系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级下一层：

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方案论证系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级下一步：

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方案论证没有现成模块可用的特殊模块关键模块、关键元件及相互接口以模块为单位的详细框图下一层：

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方案论证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单元电路设计尽量选用高性能、控制简单、集成度高的、应用广泛的新产品（竞赛例外）学会查手册和网上查询，懂得什么是关键指标，如何选择代用品会买东西——中州商场（火车站东广场附近） 淘宝

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组装调测自底向上法系统级子系统级部件级元件级行为级结构级物理级合理布局

——电磁兼容问题方便调测

——留有测试点分段装调

——自底向上法逻辑模拟测试设计

——测试系统，计量原理组装调测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总结报告重要性技术总结汇报交流生产文件评价依据总结报告内容

设计思想设计过程设计结果改进设想总结报告要求

概念准确数据完整条理清晰突出创新①满足系统功能和性能指标要求。②电路简单③电磁兼容性好④可靠性高⑤系统集成度高⑥调试简单方便⑦生产工艺简单⑧操作简单方便⑨性能价格比高电子系统设计的基本原则电子系统概述电子系统的设计步骤电子系统设计的一般步骤1.行为描述与设计描述系统的各项功能，常用单元的输入输出关系来表示移动电话的功能：通话功能、来电显示、存储、时钟、网络、声控录音、游戏、MP3等。性能指标：接收/发射频率、调制方式、待机时间、连续通话时间、电池电压、尺寸重量电子系统的设计步骤2.结构描述与设计1）系统的结构设计确定系统与外部系统的互连方式与协议2）子系统、模块级的设计功能框图电路图文字说明3）模拟仿真验证3.物理描述与设计实现结构的具体形式、技术、工艺1）传统的PCB电路板2）PLD逻辑器件3）VLSI版图外形尺寸、材料散热以模拟器件为核心的电子系统设计流程

1.2

电子系统设计流程

以标准数字集成电路为核心的电子系统设计流程电子系统设计流程1.确定任务，完成总体设计2.硬件、软件设计与调试3.系统总