EDA实践教学清华大学电子系

EDA实践教学

清华大学电子实习基地课程背景一EDA技术(电子设计自动化-ElectronicDesignAutomation)是电子信息技术发展的杰出成果,它的发展与应用引发了一场工业设计和制造领域的革命。给企业带来了巨大经济效益。EDA技术是以计算硬件和系统软件为基本工作平台,继承和借鉴了前人在电路、图论与拓扑逻辑和优化理论等多学科的最新科技的成果，它旨在助电子设计工程师开发新的电子系统与电路、IC以及PCB产品时，利用计算机进行设计、分析、仿真、制造等工作，最大限度地降低成本、节省时间以及提高可靠性。因此EDA技术已成为理工科专业学生必备技能之一。EDA技术可以简单划分板级和芯片级，芯片级国内现阶段以FPGA/CPLD为主，着眼点在于微电子人才的培养。板级EDA技术国内院校（包括本单位）一般以PROTEL软件为基础讲授印刷电路板的计算机辅助设计，国际上也类似只是所使用的软件有所不同。而对于板级EDA技术全程训练，限于学时和设备，仅有部分专业课程设计有所涉及，未能面向全体理工科专业学生，需要加以解决。

课程背景二可编程器件技术的发展1995

2002

2004印制板实物图印制板多层板构成电子产品设计流程(1)电子产品设计流程(2)EDA实践课的目标目标：通过EDA实践的全程训练过程，由学生完成从电路原理仿真验证、印制电路板设计制造直到元器件检测、焊接、安装、调试的产品设计制造全过程，达到培养同学们创新精神和工程实践能力的目的。ED珠A实据践课策的内丈容简要烫介绍限EW似B系擦列的国使用责，主治要由桃学生捡利用峰教材醒和教超学站强点上抄的资煌料自康学；雁布置均实验顶任务筒并介探绍规怕定电岛路，躺但建葡议学吓生通亩过实既际产括品完卖成全耻程训浩练参旬加竞优赛。利用星Mu层lt晌is拒im卧电路击仿真闭软件锯由学通生输猫入规积定或解选作票电路节原理守图。利用践Mu黎lt肯is虎im翅电路戴仿真暑软件捉的虚氧拟仪延器等锦仿真勺功能乘自行睛判断翼电路添的正虚确性醋。利用稠Mu购lt迎is上im片的传默送功撤能，校传送少网络支表至突Ul梦ti黄bo载ar湿d。庭原课慈程网涨络表投由教鉴师提夹供。利用挂Ul磨ti锯bo约ar暖d软备件完当成印苹刷电诸路板梢布局惕、布伪线等弯工作拼。通过孕网络元上传蠢作业匀至教骆学网扰站。自制严印制童电路切板或坏使用冻标准颜板进坐行焊趴接、焦安装诵、调阻试炒。重点床在开简放教寻学和毅全程愧训练沃。教材《电克脑辅耳助电傅路设贷计-序-M使ul柿ti虹si毒m2延00择1电脑路实滋验与跑分析萝测量若》：20集02鸭年7通月，术〈中贺国铁币道出赛版社弹〉，要ED艳A实荐践课语教材狭。纸印质版裳20杜8千社字，摧电子纠版5喂06宜页(描75沫9千痒字)皇。电子戒工艺巷实习泥指导包书(返p6价2-晓67狸)内部方教材锤：E已DA精实践消补充凳教材慢-机脚器猫内部摊教材稀：E宁DA废实践咳补充蚁教材钳-多桂用充跟电器机器讨猫制嫁板一机器己猫制昏板二机器制猫印穴制板脏参考挨图印制千电路很板布稻局设刘计一注般原书则布局陵应能像满足居整机受的机急械（犁外形而尺寸抗等）宾和电烤气性期能要化求。元器斧件分枝布均笔匀、恼排列暑整齐韵美观转，尽驾量使夹元器浅件的阿质量政重心贵位于虚板的款中心绵；印制资线路叫板上菠的元宇器件施放置吗的通贩常顺东序：览放置油与结利构有套紧密景配合疮的固月定位蛋置的扮元器甲件，牛如电巷源插哄座、总指示黎灯、山开关年、连票接件丹之类肯；放瓦置线慨路上阴的特赖殊元遍件和举大的药元器吹件，锡如发扰热元熔件、造变压只器、跑IC终等提；放当置小结器件嫩。布局盆采用包分区袭摆放投和核描心外吨围的孩基本女原则疑，同舒一电挑路单世元的踏元器额件应藏相对竿集中例排列胶，以迹便于嫩调试衔和维屑修；描有相尊互连不线的境元器层件应聚相对证靠近狼排列出，以棋利于丙提高诊布线恰密度踩和走贯线距倒离最归短。对热苦敏感色的元晨器件觉，应珠远离限发热纷量大仆的元机器件鸭布置廉；相互携可能斜有电杂磁干调扰的钟元器脖件，钩应采便取屏择蔽或呆隔离选措施勾；质量蓬过重仁的器旗件（煤大功命率变沿压器漂、继兵电器惨等）必，不拨应布龟设在狱板上蜻；印制存电路退板布引线设毙计一尖般原擦则在满查足使虽用要侦求的绕前提妇下，为选择覆布线鞠的顺灭序为用：单鞠层、克双层惨和多罢层布鹿线。印制鲜导线静的布让设应肿尽可仿能的客短，转在高折频回柄路中讽更应丙如此临；印株制导愉线的吵拐弯宝应成映圆角焰；当碑两面逮板布司线时宝，两赌面的晌导线黎宜相贡互垂慎直、跳斜交展、或鼻弯曲袍走线纤。印制慎导线尾的宽两度：材导线锅宽度泛应以拣能满酷足电案气性援能要口求而脚又便组于生胀产为迟宜，次它的赶最小魄值以啊承受各的电恒流大抱小而瞧定，茂但最烫小不是宜小挥于0谋.2盘mm钩，在腹高密咏度、拌高精鼠度的摧印制辩线路紧中，汽导线灵宽度投和间必距一历般可镜取0桶.3恼mm跌；导印线宽咱度在翅大电变流情关况下判还要辆考虑匙其温剩升。在D删IP穗封装辜的I殃C脚劣间走消线，鼠可应捆用1谈0－口10帝与1继2－诱12冒原则煤，即歪当两腊脚间踩通过韵2根迹线时沾，焊影盘直雨径可壁设为斯50冬mi旅l、耽线宽瓣与线士距都叙为1吗0m膝il膜，当冠两脚塞间只笑通过生1根感线时借，焊蜘盘直坡径可激设为纹64母mi射l、控线宽昼与线折距都秀为1列2m蔑il鬼。印制蔽电路趟板布溉线设帽计一摧般原领则印制冒导线此的间茂距：皆相邻绵导线孤间距蒸必须电能满毁足电竞气安签全要墓求，字而且菊为了谁便于璃操作狮和生塑产，也间距筐也应榨尽量遭宽些钩。最乳小间尺距至贺少要孩能适惹合承火受的捧电压剂。这锈个电良压一灾般包挡括工锁作电胞压、构附加回波动陆电压更以及厉其它筑原因乎引起尘的峰响值电叮压。膨在布驳线密隶度较网低时拘，信训号线驶的间屈距可姻适当涉地加趟大，沸对高远、低睬电平叫悬殊尤的信戒号线男应尽旦可能匪地短数且加别大间蒙距。双面臣板上派的公益共电鼻源线陷和接掠地线抚，尽乒量布贩设在粒靠近冲板的猛边缘堪，并训且分届布在揪板的横两面略。多首层板冲可在挠内层药设置顿电源棋层和机地线剧层，甘通过梢金属痒化孔锹与各锐层的穗电源乓线和紧接地休线连韵接。大面楼积敷训铜：批印制垮线路倍板上宽的大呈面积痛敷铜哈常用踢于两灾种作超用，睡一种愚是散歉热，梨一种反用于转屏蔽吼来减吨小干素扰，针初学刊者设辟计印它制线味路板评时常农犯的殃一个虚错误射是大亲面积秋敷铜打上没窑有开泊窗口技，而露由于纺印制总线路枝板板事材的点基板载与铜拘箔间秩的粘稿合剂伤在浸惑焊或翅长时鼻间受潮热时用，会示产生例挥发秤性气父体无妖法排枝除，坐热量垂不易风散发凯，以敬致产杯生铜搜箔膨言胀，锈脱落考现象剃。因须此在反使用水大面衔积敷墙铜时芹，应棵将其种开窗格口设适计成变网状匠。印制刑电路黎板布快线设顽计一载般原案则焊盘命的直期径和困内孔寄尺寸涛：焊株盘的亮内孔信一般灰不小恢于0殖.6当mm掌，通艳常情殊况下慕以金锻属引点脚直放径值痒加上厉0.醋2m芒m作庄为焊恼盘内成孔直拔径，破如电搬阻的历金属织引脚礼直径城为0鱼.5竟mm污时，斤其焊筐盘内遭孔直甲径对惰应为摘0.详7m辛m，遍焊盘裤直径艘取决缎于内尼孔直境径康，直痕径小恋于0拉.4两mm始的孔递：D左／d贡＝0饺.5谷～3锹；直旅径大必于2训mm堆的孔常：D泄／d馋＝1泡.5睡～2召；屋式中抽：（廉D－伍焊盘派直径谦，d茅－内梦孔直危径）皆。跨接曲线的煌使用忆：在滔单面色的印半制线吐路板袍设计帮中，由有些复线路狠无法拣连接斜时，缝常会劫用到土跨接阿线，漆在初橡学者绪中，络跨接尝线常到是随连意的辞，有添长有桌短，谈这会发给生范产上浪带来销不便堤。放旺置跨槐接线痰时，浙其种夸类越炉少越授好，映通常陵情况嘱下只现设6端mm暖，8播mm报，1卧0m篇m三驾种。印制岸电路冷板布统线设多计一袍般原危则板材左与板掀厚：投印制尽线路顶板一恰般用旅覆箔国层压消板制凝成，东常用疫的是度覆铜爹箔层珠压板哈。板躺材选毯用时充要从帖电气暗性能健、可勉靠性赠、加振工工碎艺要吩求、辣经济变指标环等方漏面考延虑，秩常用孕的覆完铜箔顿层压态板有凝覆铜轰箔酚皱醛纸纤质层足压板踢、覆愤铜箔逆环氧白纸质舰层压盗板、隆覆铜川箔环全氧玻亏璃布明层压赛板、捷覆铜巷箔环壮氧酚呆醛玻般璃布故层压快板、跃覆铜稼箔聚卧四氟长乙烯慕玻璃谨布层炎压板杰和多额层印轨制线戴路板耐用环说氧玻伐璃布脏等。印制德线路贼板的考厚度眼应根盗据印狼制板蝴的功摸能及守所装请元件虫的重双量、严印制械板插扣座规垄格、础印制政板的饿外形猎尺寸屈和所傻承受准的机袭械负疾荷来徒决定危。多或层印矿制板搜总厚坏度及帆各层域间厚怜度的城分配服应根趁据电娱气和拍结构弟性能轮的需味要以竿及覆滨箔板焦的标料准规收格来巾选取爬。常贿见的悦印制厚线路贼板厚宁度有臣0.占5m潮m、肃1m去m、皮1.威5m倡m、狱2m房诚m等胡。信号委完整河性（汽SI搬）分报析随着馆主频扔的提温高，制布线樱密度哗的增些加，唐以及锣大量欧数模去混合膏电路局的应兆用，撒对P努CB抚设计西的要届求越欺来越饱高。耀高速样数字伏和模宣拟电恨路的著设计佣需要寻对信姥号失糕真给缝予特辣别的赞关注姨。反雁射、昏串扰拢、传材输时抬延、问地/罩电层粉噪声船等，士可以富严重指影响羽设计庭的功误能正浙确性纤。此质外，悟设计手的复康杂性骂和规绢模，鲁如果性不用暂ED白A软某件的取帮助败，对伐于工籍程师垃来说称已经伍没有模办法腿彻底煌解决甩信号较完整狠性问些题。禁传输乓时延爽、串句扰噪卸声以剪及由粉阻抗滚失配葬引起测的反床射等滴问题焦，让纲设计崖人员选非常堡头疼浑，并他导致绍产品坦上市咏周期窗的延裕长和考增加哥产品岩售后胳服务随的费妙用。电磁访兼容秋性（禁EM缎I电缓磁干才扰）冷分析由于圆电子芝产品摇大量摩用于雹日常宇的计输算、怠通信订和娱浓乐，绢电磁涂兼容刑问题践和电鞭磁干搭扰问斑题已先经得搜到广依泛的征重视声。E塞MI策可以郑严重捷影响者设备摇的性隶能甚饿至可值以使格设备个瘫痪五。因估此，盘许多警电子见产品泻必须府符合伙EM肺I标牧准。踩由于鸡很多撒无线治和高含频电皂子设肯备的悬应用姜，E断MI锈问题白将会受越来护越严仅重。电磁御兼容伶性（差PI絮电源巧完整淋性）碧分析随着阿PC甜B设领计功汗能越故来越找多，躺复杂搬度越价来越办高，克使用谜的频符率也体就越亭来越洪高。果随着笋功能贩和速时度的墨增加熟，瞬钩态电番流也载就增宪加。饼大面搜积的慨电源抵和地押平面浓就是浅为了滚满足坊这个夺需要枕而设结计的柳。但救是由茂于设词计的暂复杂含性，季例如望多种豆电源订和多稼种地轧需要咳同时减使用概，使冲得地净电平枪面被芹分割滩而成笑为有墙缺陷桶的平设面。卫由此慌可能粘会产萄生感虏应噪筑声，毛当这爸种噪寻声大晴到一延定程袖度时撇，会容影响冲集成坑电路胡的功羡能和鸡性能咸。这智种噪堪声是愧指D核el剧ta苏-I叙、地矮弹或叠瞬态奏交换翠噪声祝。EW趴B系房诚列软棚件介栗绍Mu斩lt虫is牢im胶电路眨仿真寸器是谁一完攀整的怒系统舟设计谱工具抢，它匹结合哭SP洗IC乎E、钱VH域DL扩、V畜er激il轻og照共同挥进行遮模拟学和数授字电向路仿仪真，勺并提甘供高红阶R早F设哥计功定能以肌及利隐用V纵HD大L或怪Ve丝式ri较lo窑g涛设计弃与仿惕真F捡PG未A/捉CP轨LD律组驾件合巷成，雄可以姥利用错齐全邻的虚裙拟仪梳器对巴电路坦进行很测试滩及分神析。鸟在《粘电路灭分析赵》、兴《模凯拟电茅路》词、《绢数字蛇电路前》等服电子崇实验芽课中全充当关虚拟愧实验倍平台破，将橡电子逃实验疲搬到寄计算尚机屏中幕上派来做溪。同蔽时由秧于M撕ul匆ti秧si萌m和违Ul院ti宣bo桑ar匠d的跨有机抚结合赔，为进在E悼DA粘实践彻课中舟进行伞从原爪理图绣设计蚀到印抛制板梯制作截的板槽级E仆DA栏全程蹈训练停提供沿了条浩件。基本饿任务堵：信弓号发条生器学生缸作品肃：二族阶双卸二次李带通粒滤波属器学生杆作品寸：三喇角波混矩形盯波发枯生电奇路学生百作品喷：机器咏猫原劈燕理图学生缎作品角：立要体声业放大柏电路机器贯猫成充品机器只猫印刺制板趣尺寸印制仓板外牲形：孕82抗mm缩慧*5勒5m搞m无定教位孔线宽粮12石-3掌0m爪il焊盘担外径棵62纵-8挤0m从il清华巡寿大学衬电子腹工艺京资源者站概况魂：为裕了适钓应我泄校建呢成世潜界一颤流大罩学的猎长远饲发展幸方向厅，实垄现培胀养”滋高素拒质、骑高层降次、狗多样糟化、嫂创造产性”迷人才微的总姨体培体养目乱标，饱增强信和培并养学易生的宜工程沿实践神能力思、创让新能愉力。丸清华浇大学陕电子招工艺移教灰研组纵建立坝电子孔工艺绣教学冒资源工站，成充分厘发挥肺网络之的优东势，滥利用屑WE拣B、趴FT骗P、汇BB梨S等哭手段斧为学说生提午供从缝元器倾件资跌料、嫌印制馅板的使设计惧方法酱到制熟造工请艺的夸大信从息量扮资源通，争便取成莫为进朝行电忽子设凯计制售造的薄工具炊性资茅源网络炭教学梯-清痒华大捆学电漠子工邀艺资惊源站内容般：电子咳工艺冒课程承和创摇新实券验室裙介绍电子根