導語：如何才能寫好一篇電子產品設計方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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電子產品中的造型美是不可缺少的，造型優(yōu)美的電子產品給人以視覺享受，在人們使用的過程中，使人精神愉悅，讓人愿意接近它。如果一件電子產品毫無任何美感，即使它的功能再強大，人們也不會對它產生購買欲。電子產品的外觀造型會給人強烈的視覺效果和沖擊力，會帶給我們耳目一新的感覺。電子產品造型的設計要獨特，圖案搭配要合理，色彩要鮮明，要具有藝術性和欣賞性，體現(xiàn)和諧之美，要以創(chuàng)新的理念帶動產品的設計。電子產品的造型設計要充分考慮人性化因素，要符合市場流行的趨勢，還要符合大眾的審美眼光。電子產品造型設計，要滿足人們的需求。重量感，是指對產品重量的感覺，單手操作的電子產品，不能太重，例如手機，如果太重會導致使用不方便，會從手中脫落。尺寸感，電子產品都存在一定應用的尺寸，不能太大也不能太小，例如家用電子產品，太大會占用一定的使用空間，過小又不經(jīng)濟實用。表面質感，是指人們對產品使用材料的一種感受，選用過于粗糙的材料，會給人不舒服的感覺，沒有手感。形狀感，電子產品都有一定的特征形狀，設計者不光考慮形狀的特點，還應考慮它的實用性和使用舒適程度，這些設計特點體現(xiàn)了電子產品造型的人性化設計。

二電子產品造型設計的現(xiàn)狀及解決對策

目前在我國一部分電子企業(yè)采用低成本的開發(fā)策略，常常選用降格低廉的非環(huán)保型材料，甚至有刺激性氣味，而且材質易碎，起不到保護產品的作用。部分企業(yè)沒有自己的設計團隊，對于設計大多模仿或者抄襲高銷量的電子產品的設計理念，并應用到本企業(yè)的電子產品設計上，進行生產、銷售。這種做法雖然降低了投資成本，但是對于電子產品的造型，沒有創(chuàng)新和突破，久而久之，市場上的電子產品會出現(xiàn)雷同，造型大同小異，使人們產生審美疲勞，降低人們對電子產品的購買興趣，這樣會扼制電子產品的發(fā)展速度。電子產品更新?lián)Q代速度比較快，企業(yè)應該成立專門的設計團隊，對電子產品的造型進行設計，體現(xiàn)出企業(yè)獨有的特色，設計要創(chuàng)新，緊隨社會發(fā)展的需求，使用亮麗的色彩，來增加電子產品的活力，使用無毒無害無氣味的環(huán)保型材料，對人體健康不會造成傷害，材質需要結實耐磨，起到保護電子產品內在結構的作用，形狀大小也可以尋求突破，大膽地對電子產品的傳統(tǒng)造型進行改革，使其更富有時代特色。

三電子產品的造型變化

電子產品從發(fā)明到現(xiàn)在，好多都經(jīng)歷了各種造型的變化，現(xiàn)在的電子產品越來越人性化，造型設計也是隨著人們的需求而改變的，就手機而言做出具體分析如下：

1手機的瘦身

早期的移動通訊電話，體積龐大，攜帶極其不方便，重量達到三公斤，使用者要像背包那樣背著它行走，被稱為肩背電話。1973年美國摩托羅拉公司工程師發(fā)明了可攜帶的電話，中國人俗稱“大哥大”，又叫手提電話，“大哥大”雖然可以被拿在手中，但是由于體積大，重量重，它又被稱為磚頭電話，從那以后手機發(fā)展越來越迅速，體積越來越小，重量越來越輕，逐步邁向小型化、輕型化，輕薄的設計使手機更加便于攜帶。

2手機外形的變化

最早的手機款式相當簡單，外表四四方方，只能成為可移動算不上便攜，外觀不僅笨拙而且不美觀。隨著發(fā)展，手機的外觀發(fā)生了很大的變化，現(xiàn)在的手機分為折疊式、直立式、滑蓋式、旋轉式等幾大類。折疊手機是指手機為翻蓋式的，翻蓋手機又有單屏和雙屏的區(qū)分，直立式是指手機屏幕和按鍵在同一平面，不同的外形，作用也不相同。

3手機顏色的變化

早期的手機顏色單一，以黑色為主，再后來增加了白色，直到現(xiàn)在手機的顏色千變萬化，五顏六色，更符合年輕人的審美，使手機更富有活力，色彩跳躍，不死板，也是年輕人張揚個性的一種表現(xiàn)。電子產品的造型是隨著潮流的變化而改變的，一些時尚的人群會追隨潮流的腳步，不斷地更換電子產品，不僅是因為電子產品的功能，更是因為電子產品的造型也在變化，從形狀、顏色、大小等，幾乎每一代產品都有自己獨特的特點，從感觀、觸感等多方面，吸引著人們，從而增加人們對造型新穎的電子產品的購買欲。

四結語

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在設計過程中，每個設計人員各司其職，所完成的各個設計部分最后被歸攏起來，構成完整的產品設計。負責定義設計的各個組成部分并將其組合起來以滿足產品設計規(guī)范的人就是通觀產品開發(fā)全局的人，多數(shù)情況下是系統(tǒng)設計師。對產品開發(fā)過程采取系統(tǒng)層次觀點的優(yōu)點在于，這樣就有機會考察在封閉的電子設計領域以外的市場差異化問題。這一工作并不像聽上去那么容易，為了應對復雜的新技術，電子工程變得日益專業(yè)化，設計領域的劃分越細致，整體‘圖景’就越模糊。

也許。使產品設計視野更開闊的一條顯而易見的途徑就是考慮那些購買和使用電子產品的用戶。在這里，不斷變化的影響因素在于意識到客戶不只是購買產品。實際上他們還在購買超出設備本身的電子產品的體驗。這一視野更少與電路和軟件算法直接相關，而是更多地與開發(fā)用戶界面、定義設備與外界的交互方式，以及它連接到什么系統(tǒng)和服務相關。這涉及產品的外觀、感覺和功能，且后者更為重要。這些要素主要是在軟件中定義的，而支持這些功能所需的電子硬件和系統(tǒng)是在后來才確定的。

當各個設計領域被整合入單一開發(fā)環(huán)境，從而在整體上提高了設計抽象的層次，則系統(tǒng)級設計師就有可能采用這種方法。為使這一點成為可能，硬件、軟件和可編程硬件設計需要封裝進一個使用單一設計數(shù)據(jù)模型的系統(tǒng)。這個單一數(shù)據(jù)存儲庫變成針對公司內各種系統(tǒng)的單一聯(lián)系點，而且更重要的是，它允許各設計領域進行實時設計互動。

這與嵌入式設計領域特有的使用基于C語言的系統(tǒng)語言或算法建模技術來提高設計抽象層次的概念有重要區(qū)別。如果高層次嵌入式設計是在使用單一設計數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一設計環(huán)境中實現(xiàn)，則其本身就包含其他領域。通過提供包含應用軟件與硬件的完整而統(tǒng)一的系統(tǒng)設計能力，系統(tǒng)設計才能夠名副其實。

設計抽象層次的提高，系統(tǒng)設計師可以采用高層次、以軟件為中心的整體產品設計方法。使用示意圖或流程圖等圖形設計界面，你可以迅速將IP區(qū)塊、軟件例程和I/O系統(tǒng)結合起來，以研究和開發(fā)創(chuàng)新的產品功能，而不會受到低層次工程設計需求的干擾。單一設計環(huán)境可以讓系統(tǒng)設計方法論服務于開發(fā)完整的產品功能而不是其中的一部分。

隨著合適的工具陸續(xù)出現(xiàn)，新一代電子產品設計師也已登臺亮相。他們采取傳統(tǒng)上被視為‘從前向后’的電子產品設計方法，即從軟件而非硬件開始設計?；谄洮F(xiàn)有的硬件開發(fā)專業(yè)知識，這些系統(tǒng)級設計師可以從以用戶為中心的高層次角度(即產品是如何被創(chuàng)造的)來看待系統(tǒng)開發(fā)。

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集成電路技術和計算機技術的蓬勃發(fā)展，讓電子產品設計有了更好的應用市場，實現(xiàn)方法也有了更多的選擇。傳統(tǒng)電子產品設計方案是一種基于電路板的設計方法，該方法需要選用大量的固定功能器件，然后通過這些器件的配合設計從而模擬電子產品的功能，其工作集中在器件的選用及電路板的設計上。

隨著計算機性價比的提高及可編程邏輯器件的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)的數(shù)字電子系統(tǒng)設計方法進行了解放性的革命，現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計方法是設計師自己設計芯片來實現(xiàn)電子系統(tǒng)的功能，將傳統(tǒng)的固件選用及電路板設計工作放在芯片設計中進行。從20世紀90年代初開始，電子產品設計系統(tǒng)日趨數(shù)字化、復雜化和大規(guī)模集成化，各種電子系統(tǒng)的設計軟件應運而生。

在這些專業(yè)化軟件中，EDA(Electronic Design Automation)具有一定的代表性，EDA技術是一種基于芯片的現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計方法。它的優(yōu)勢主要集中在能用HDL語言進行輸入、進行PLD(可編程器件)的設計與仿真等系統(tǒng)設計自動化上;20世紀90年末，可編程器件又出現(xiàn)了模擬可編程器件，由于受技術、可操作性及性價比的影響，今后EDA技術會向模擬可編程器件的設計與仿真方向發(fā)展，并占據(jù)市場的一定份額。

EDA技術主要包括大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?、硬件描述語言、開發(fā)軟件工具及實驗開發(fā)系統(tǒng)4個方面。其中，大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷抢肊DA技術進行電子系統(tǒng)設計的載體硬件，描述語言是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的主要表達手段，開發(fā)軟件工具是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的智能化與自動化設計工具，實驗開發(fā)系統(tǒng)則是提供芯片下載電路及EDA實驗、開發(fā)的外圍資源。

FPGA結構概述

現(xiàn)場可編程門陣列FPGA作為集成度和復雜程度最高的可編程ASIC。是ASIC的一種新型門類，它建立在創(chuàng)新的發(fā)明構思和先進的EDA技術之上。運算器、乘法器、數(shù)字濾波器、二維卷積器等具有復雜算法的邏輯單元和信號處理單元的邏輯設計都可選用FPGA實現(xiàn)。以Xilinx的FPGA器件為例，它的結構可以分為3個部分:可編程邏輯塊CLB(Configurable Logic Blocks)、可編程I/O模塊IOB(Input/Output Block)和可編程內部連接PI (Programmable Interconnect)。CLB在器件中排列為陣列，周圍環(huán)形內部連線，IOB分布在四周的管腳上。Xilinx的CLB功能很強，不僅能夠實現(xiàn)邏輯函數(shù)，還可以配置成RAM等復雜的形式。

現(xiàn)場可編程門陣列FPGA是含有大規(guī)模數(shù)字電路的通用性器件。這些數(shù)字電路之間的互聯(lián)網(wǎng)絡是由用戶使用更高級的軟件來定義的。FPGA可以進行無限次的重復編程，從一個電路到另一個電路的變化是通過簡單的卸載互聯(lián)文件來實現(xiàn)的，極大地推動了復雜數(shù)字電路的設計，縮短了故障檢查的時間。

傳統(tǒng)的數(shù)字邏輯設計使用TTL電平和小規(guī)模的數(shù)字集成電路來完成邏輯電路圖。使用這些標準的邏輯器件已經(jīng)被證實是最便宜的手段，但是要求做一些布線和復雜的電路集成板(焊接調試)等工作，如果出現(xiàn)錯誤，改動起來特別麻煩。因此，采用傳統(tǒng)電子設計方案人員的很大一部分工作主要集中在設備器件之間物理連接、調試以及故障解決方面。正是因為FPGA的EDA技術使用了更高級的計算機語言，電路的生成基本上是由計算機來完成，將使用戶能較快地完成更復雜的數(shù)字電路設計，由于沒有器件之間的物理連接，因此調試及故障排除更迅速、有效。

可編程特點有助復雜電路設計

FPGA能進行無限次的重復編程。因此能夠在相同的器件上進行修改和卸載已經(jīng)完成好的設計。在一個FPGA芯片上的基本部件數(shù)量增加了很多，這使得在FPGA上實現(xiàn)非常復雜的電子電路設計變成比較現(xiàn)實。由于采用FPGA的EDA技術所產生的性價比更高一些，從而使得最近有多家公司開始采用這項技術，并且這種增長趨勢仍舊在繼續(xù)。

FPGA中的邏輯塊是CLB，邏輯塊是指PLD(Programmable Logic Device)芯片中按結構劃分的功能模塊，它有相對獨立的組合邏輯單元，塊間靠互連系統(tǒng)聯(lián)系。FPGA的邏輯塊粒度小，輸入變量為4～8，輸出變量為1～2，每塊芯片中有幾十到上千個這樣的單元，使用時非常靈活。FPGA內部互連結構是靠可編程互聯(lián)P I實現(xiàn)邏輯塊之間的聯(lián)接。它的互聯(lián)是分布式的，它的延時與系統(tǒng)布局有關，不同的布局，互聯(lián)延時不同。根據(jù)FPGA的不同類型，可采用開關矩陣或反熔線絲技術將金屬線斷的端點連接起來，從而使信號可以交換于任意兩邏輯單元之間。

采用FPGA技術集成設計數(shù)字電路產品最大的特點就是可以使設計和實現(xiàn)相統(tǒng)一，無須前期風險投資，而且設計實現(xiàn)均在實驗室的EDA開發(fā)系統(tǒng)上進行，周期很短，大大有利于現(xiàn)代產品的市場競爭需求，所以，F(xiàn)PGA的應用設計，特別適應于電子新產品的小批量開發(fā)，科研項目的樣機試制以及ASIC產品設計的驗證，能夠進行現(xiàn)場設計實現(xiàn)、現(xiàn)場仿真及現(xiàn)場修改。由此，受到電子產品設計工程師的廣泛推崇和歡迎。

FPGA的應用領域

FPGA所具有的無限次可重復編程能力，靈活的體系結構，豐富的觸發(fā)器及布線資源等一系列的特點使得它可以滿足電子產品設計的多種需求。FPGA的應用領域主要集中在替換通用邏輯和復雜邏輯、重復編程使用、板極設計集成、高速計數(shù)器、加減法器、累加器和比較器的實現(xiàn)、總線接口邏輯等方面。

應用和開發(fā)FPGA必須對器件的性能有一個全面了解，例如對器件的容量、速度、功耗，接口要求和引腳數(shù)目等進行綜合考慮，同時還要注意以下幾個細節(jié)問題:

時序電路應用“上電”復位電路，保證開機加電后，置時序電路于初始狀態(tài);

器件的電源與地引腳必須并接一只0.1μF的無感電容，起濾波和去耦作用;

不能采用數(shù)目是偶數(shù)的反向器串聯(lián)的方法構成“延時電路”，一則延時的時間不準確，二則自動編譯時會作為冗余電路被簡化掉;

主要的全局緩沖器必須由半專用的焊盤驅動，次要的全局緩沖器可以來源于半專用的焊盤或內部網(wǎng)線;

引腳之間嚴禁短路，忌用萬用表直接測量器件引腳;

器件的I/ O口如被定義為輸出端，忌對該端加信號，否則將損壞芯片;

低功耗的器件如接負載過大時，不僅會使所用器件的工作效率顯著降低，甚至會損傷芯片。

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關鍵詞：SCA；汽車電子產品；潛電路

0引言

由于消費需求的多樣性，現(xiàn)代汽車承載的功能越來越多，集成到整車的電子電氣系統(tǒng)數(shù)量日益增多，汽車電子技術已然成為了汽車技術現(xiàn)代化的標志與趨勢，其可靠性直接影響汽車的動力性、經(jīng)濟性、安全性和舒適性。車型開發(fā)經(jīng)驗表明，汽車電子系統(tǒng)中的潛電路普遍存在，部分潛電路的激發(fā)可能會造成諸如電控系統(tǒng)故障報警、錯誤的指示、電控系統(tǒng)功能異常等后果。潛電路引發(fā)的問題與通常所說的故障存在一定的區(qū)別，此類問題不是因元器件本身的失效或質量問題導致，而是由于特定條件下系統(tǒng)中存在的非期望功能或抑制期望功能的電路被激活導致。由于必須集成到整車后潛電路才存在被激活的環(huán)境，并且潛電路隱藏在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，僅在某種特定的條件下才被激發(fā)，在常規(guī)的零部件及系統(tǒng)級別的測試驗證中無法識別潛電路可能引發(fā)的問題，在整車級別的道路試驗及功能測試中，除非通過全覆蓋式枚舉的測試矩陣，否則難以發(fā)現(xiàn)。因此，為提高汽車產品的安全性、可靠性，在整車級別中對汽車電子產品進行潛電路分析，可以有效地將隱患問題消除在設計階段。

1潛電路分析的基本概念

潛電路（SneakCircuit，SC）又稱潛藏電路、潛在通路等，指的是在部件無故障情況下，系統(tǒng)內可能出現(xiàn)的導致產生不希望有的功能或抑制需要功能的電路或信號電路，它與硬件失效無關，而是設計者無意地設計進系統(tǒng)的一種潛在狀態(tài)。潛電路在系統(tǒng)中的激活常常會引發(fā)功能或指示的異常，對汽車產品的可靠性、安全性帶來極大危害，因此，潛電路分析技術（SneakCircuitAnalysis，以下簡稱SCA）應運而生，它可以全面地分析大型復雜系統(tǒng)的可靠性設計缺陷和潛在問題，把問題隱患消除在產品設計階段，從根本上提高系統(tǒng)的可靠性及安全性。SCA的目的是在假定所有部件均正常工作的情況下，分析可能引起功能異?；蛞种普９δ艿臐撛陔娐罚瑸樵O計優(yōu)化提供依據(jù)。早在1967年，阿波羅登月計劃中，為了提高系統(tǒng)安全性和可靠性，美國國家宇航局就投資進行了潛電路分析技術的研究，并由波音宇航公司承擔，經(jīng)過多年的摸索與實踐應用，波音公司建立起了一套相當完善的潛電路分析體系，并通過實踐證明SCA是用來規(guī)范地和系統(tǒng)地識別出大型復雜電氣/電子系統(tǒng)全部潛在電路的唯一有效的分析方法。SCA目前在軍事、航空、航天領域廣泛應用，根據(jù)筆者了解，在汽車領域暫未形成系統(tǒng)性的應用。潛電路一般分為四種類型：①潛在回路：產生不希望的功能或抑制需要功能的電流或信號回路。②潛在定時：在不希望的時刻產生或抑制所需要功能的能量或電流。③潛在指示：一種錯誤或不明確的狀態(tài)和數(shù)據(jù)顯示，它可能導致操作者采取并不需要的動作。④潛在標號：一種含糊不清或錯誤的名稱或功能指示，它可能導致操作員向系統(tǒng)施加錯誤的激勵。與軍事、航空、航天領域不同的是，在汽車（特種車輛除外）的使用運行過程中除了故障、提示信息外，很少有需要駕駛員根據(jù)指示或標號來采取不同駕駛動作的功能設計，且從各項目開發(fā)經(jīng)驗分析，汽車電子產品設計中潛電路所帶來的問題主要由潛在回路引起。

2潛在電路分析方法

在軍事工業(yè)領域，具有規(guī)范的潛電路分析方法以及基于完善的預處理數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡樹可通過自動化的分析軟件實現(xiàn)潛電路的分析，所需人力、時間、成本均是汽車開發(fā)項目所不能承受的，但在汽車電子產品開發(fā)過程中可以借鑒軍事工業(yè)領域的SCA方法，在現(xiàn)階段可以通過簡化SCA方法后在汽車產品設計階段給以實施應用。潛電路分析其本質是根據(jù)系統(tǒng)線束回路的拓撲結構，探測和發(fā)現(xiàn)電路中存在的非設計預期的工作回路，其分析主要步驟為資料收集、電路網(wǎng)絡樹構建、電流路徑分析及潛電路抑制。

2.1資料收集進行潛電路分析

需要收集整車所有部件的輸入輸出電路接口、整車電氣原理圖等資料，并同時應對各部件的工作原理及控制邏輯進行了解。

2.2電路網(wǎng)絡樹構建

基于整車原理圖及各部件輸入輸出接口電路，對整車電路進行拓撲結構整理及簡化，其基本步驟如下：①拓撲結構整理：從詳細的電氣原理圖及接線表出發(fā)，對電路拓撲結構進行整理，按照上端為電源線、下端為接地的方式對各系統(tǒng)電路進行分塊，初步形成SCA網(wǎng)絡樹。②電路簡化：去除原理圖中接插件、線路板、接線點、屏蔽線等與電路功能無關的接點。

2.3電流路徑分析

在簡化的原理圖中對所有接點進行編號（如0、1、2、…），并對存在的電流路徑進行標記（如023）形成電流路徑表，將滿足以下條件的回路標記為無效回路：①既不存在電源，也不存在可以等效為電源元件（如電容、電感等）的無源回路；②開關器件與單一電壓源、電阻、電感和電容元件相串聯(lián)的單一元件回路；③單一開關或開關元件組合形成的開關回路；④電流具有單向性的電路中，處于電流單向元件電流截止工作狀態(tài)的回路。

2.4潛電路抑制

針對分析結果，對潛電路所產生原因進行分析，并對設計方案進行優(yōu)化整改。

3總結

汽車為一個高度集成的復雜電子電氣系統(tǒng)，具有高可靠性、高安全性的要求，汽車電子產品集成設計人員應正視潛電路的存在，同時也應對潛電路的特點及危害有深刻的認識，需在設計階段盡量避免引入潛電路。潛電路分析是一項繁瑣而復雜的工作，應完善和改進潛電路分析方法，有助于發(fā)現(xiàn)設計中的疏忽和錯誤，提前更改并完善設計方案，減少后期設計變更帶來的時間、成本上的浪費。

參考文獻：

[1]李國華，胡昌華，葉雪梅，張偉，劉濤.潛在通路分析技術的發(fā)展[J].安全與環(huán)境學報，2004（01）.

[2]周濤，胡昌華，夏啟兵.可靠性工程中的潛在通路分析技術[J].電子產品可靠性與環(huán)境試驗，2003（01）.

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在師德師風建設年里，學院注重內涵建設，突出職教特色，強化學技能，在理論教學、實訓教學及各類技能比賽方面都取得了顯著的成績。電信教研室緊緊圍繞人才培養(yǎng)方案，通過項目教學，使學生勤于動手、不斷創(chuàng)新、樂學善做、動手能力顯著增強、技術技能嶄露頭角。近年來，電信專業(yè)學生在省內各級各類技能比賽及全國大賽中屢創(chuàng)佳績。學院電信教研室經(jīng)過多年的調研與實踐，以電信專業(yè)人才培養(yǎng)方案為主導，緊密結合行業(yè)發(fā)展趨勢，實行了符合高職教育發(fā)展理念的“賽訓融通”人才培養(yǎng)模式改革。如圖1所示。從2008年開始，電子信息工程技術專業(yè)每年都會選派學生參加省級及國家級電子技能大賽，經(jīng)過多年的積累建立了較為完善的逐級遞進選拔機制，如圖2所示。每學年在專業(yè)班級之間舉行兩次以全國技能大賽為模式的技能大賽，以技能大賽內容貫穿指導專業(yè)教學工作，使課堂教學內容跟進產業(yè)發(fā)展形勢，確定電子產品焊接與安裝、單片機系統(tǒng)應用、電子產品設計與制作等競賽內容作為電信專業(yè)學生綜合實訓的內容，班級內部小組之間比賽成績作為給予課程考核合格獎勵，取得專業(yè)班級之間競賽二等獎以上成績的同學將代表學校參加各項省、國家級電子技能大賽。此外，電信教研室還將省、國家級電子技能大賽項目納入到平時實訓教學中，以大力提高學生創(chuàng)新能力、競爭意識和技能技術水平，從而達到了“以賽促訓”的目的。

二“、賽訓融通”人才培養(yǎng)模式實現(xiàn)

（一）“賽訓融通”訓練體系的構建1.以競賽項目為指導，在學生技能實訓的教學設計中引入競賽任務。我們以課程為基礎，以競賽任務為項目導向，教學內容按照課程相關知識點、結合競賽活動的主題，按核心技能進行編排，每一項核心技能又由若干技能單元組成。將模塊式設計成的具體技能訓練任務作為課堂操作項目，采用項目為載體，用任務驅動的教學方法，通過精心設計的案例導入，將實際項目貫穿于整個課程的教學過程。教師結合競賽項目任務，引導學生有目的地學習知識和實際應用技巧[1]。2.在核心課程綜合實訓環(huán)節(jié)提高學生綜合應用能力。教師在完成課程教學任務后，要求學生在一定學時內設計制作一個和課程相對應的、以競賽項目為主題的綜合設計任務。例如，電信專業(yè)的“單片機應用技術”“電子CAD”課程在第三學期開設，“電子設計與制作”“傳感器技術”課程在第四學期開設，學生在學習完相關課程后，在綜合實訓環(huán)節(jié)要求每位同學都能夠設計制作出一個完整的作品，并對作品進行評獎，這就是班級技能競賽模式。整個設計制作過程充分發(fā)揮了學生的主體地位和教師的指導作用，提高了學生的動手能力。3.成立學生電子社團。電子社團的成員，是一幫熱衷于電子技術，充滿激情、創(chuàng)意無限的學生，他們敢于實踐，大膽創(chuàng)新，團結協(xié)作，努力實現(xiàn)自己的夢想。電子社團將根據(jù)成員愛好，開展獨具特色的活動。主要有專題項目制作，座談會和專題講座等活動。通過組織新穎、內容充實有趣的各項活動，能充分調動各成員的積極性。節(jié)點工廠核心人員都是具有一定電子技術和制作功底和各種專業(yè)技能的成員，并經(jīng)常與相關專業(yè)的指導老師進行溝通與交流。電子社團成員是參加各類電子技能大賽的核心力量。4.探索不同課程的技能訓練方式，形成訓練項目結構。賽訓融通的教學模式是一個新的探索，我們將這種教學方式推廣到了電子信息工程專業(yè)與培養(yǎng)崗位技能相對應的其他課程中，擴大了其效益。一個崗位技能的培養(yǎng)有系列相關課程組成，與之相對應，也有不同的競賽項目，大學一年級到三年級的學生都可以找到能參加的競賽項目。這些以職業(yè)崗位特征的操作要素為依托所建立的模塊課程，形成了一個較完整的訓練體系。

（二）校內電子技能大賽每年5月份，電信專業(yè)教研室在信息工程學院文化周均舉辦“電子信息職業(yè)技能大賽”，主要考核學生的元器件識別、元器件選擇、電路圖看圖識圖、電子產品裝配調試、儀器儀表使用等基本職業(yè)技能。2014年學院的此項大賽已是第六屆，由學院聯(lián)合裝飾藝術學院建筑電氣專業(yè)共同舉辦，共吸引了105名學生報名參賽，參賽人數(shù)創(chuàng)了歷年之最。每年11月份，電信專業(yè)教研室均舉辦“電子產品創(chuàng)新設計大賽”，歷時一個月，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和設計能力，主題緊緊圍繞著電子產品的設計與制作。到目前為止此大賽已成功舉辦了三屆，2014年參賽學生作品的最大亮點就是大量應用了3D打印技術，此屆參賽作品無論在功能上還是在外觀設計上都較往屆得到顯著提升。

（三）省級電子技能大賽通過每年校內的兩次競賽，電信專業(yè)選拔出優(yōu)秀的學生選手代表學校參加“藍橋杯”全國軟件和信息技術專業(yè)人才大賽、湖北省職業(yè)院校電子產品設計與制作技能大賽、“藍橋杯”全國軟件和信息技術專業(yè)人才大賽是由教育部高校學生司指導，工業(yè)和信息化部人才交流中心、教育部全國高等學校學生信息咨詢與就業(yè)指導中心主辦的全國級大賽，2013年該項賽事參賽人數(shù)突破兩萬人，電子賽項的比賽高職生與本科生同組競技，獲獎難度較大，對選手的綜合技能要求較高。電信專業(yè)從2009年開始參加“藍橋杯”大賽，至今已連續(xù)參加四屆，2014年在師生們的共同努力下獲得全國二等獎和三等獎的歷史最好成績。湖北省職業(yè)院校電子產品設計與制作技能大賽是由教育廳主辦的省級大賽，參賽對象為湖北省高職院校在校生。通過競賽，檢驗參賽選手對電子產品在規(guī)定設計方案（規(guī)定原理框圖與結構要求）下的電子產品電路設計能力、工藝能力和職業(yè)素質，包括對電子產品電路設計和工藝的操作，相關工藝技術文件的編制，常用電子產品制作工具的應用，電子儀器儀表的使用、現(xiàn)場問題的分析與處理、團隊協(xié)作和創(chuàng)新能力、安全、環(huán)保等意識，引導高職院校關注電子行業(yè)新技術的發(fā)展趨勢與技術應用方向，指導和推動電子信息類專業(yè)開展面向電子產品設計與制作的課程與教學改革。2014年是學院電信專業(yè)第二次參加該項大賽，全省共有五十余支參賽隊伍。最終，在11月16日的比賽中學校代表隊獲得了三等獎，在全部參賽隊中排名第16位，距離二等獎只相差兩個位置。

（四）全國性電子技能大賽“畢杯”全國電子創(chuàng)新設計競賽是由北京達盛科技公司主辦的一個全國性的大學生電子創(chuàng)新設計大賽。其主要參賽對象為全國所有高校的在校學生，至今已經(jīng)成功舉辦九屆，進駐全國各大院校200-300所。此項賽事由于不限題材，高職生與本科生、研究生同組競技，因此，比賽競爭異常激烈，參賽學校均會投入大量人力、物力，力爭設計出具有創(chuàng)新性、實用性、技術先進性、可靠性、經(jīng)濟性的電子產品。很多獲獎作品具有較高的實際應用價值和創(chuàng)新意義，并且部分作品在賽后申請了專利保護。電信專業(yè)從2008年開始參加“畢杯”大賽，至今已參加四屆，2014年12級電信專業(yè)學生作品3D掃描儀勇奪大賽一等獎。

三“、賽訓融通”人才培養(yǎng)模式之成效

實踐證明，基于高職教育發(fā)展理念的“賽訓融通”人才培養(yǎng)模式對于電信專業(yè)人才培養(yǎng)方案的實施具有重要的推動作用。1.強化了學生的動手能力和比賽水平。通過競賽的準備提高了學生的學習熱情，激發(fā)了學生的學習興趣，加深了學生對專業(yè)的理解，“做中學”“學中做”的方法有效地培養(yǎng)了學生的動手能力，專業(yè)技術技能顯著提高；通過小組共同完成某個項目培養(yǎng)了學生的團隊意識，執(zhí)著的信念，堅韌的品質，最終具備良好的職業(yè)道德，而這方面的素質正是企業(yè)對人才的迫切需求。2.人才培養(yǎng)理念進入到良性循環(huán)。教、學、做、賽各個環(huán)節(jié)組成一個有機的整體，就像一個車輪，每循環(huán)一次，就前進一段距離，操作技能就提高一個檔次。良性循環(huán)從參加各類電子技能大賽的選手上可以明顯看出，從校內選拔、到省內選拔、最后參加國賽，每晉級一次，技能水平都會有質的提升[2]。3.提升了教師的實踐能力。在對參賽學生培訓過程中，教師也必須不斷學習、努力吸收新技術，不斷提高自身能力和綜合素質，賽訓結合的課程教學模式能夠促進教師課堂教學能力和業(yè)務水平的提高，最終促進教學團隊的整體實力不斷提高。4.學生的就業(yè)競爭力得到提高。為了了解學生綜合能力在實際工作中的應用效果，我們對已經(jīng)畢業(yè)和即將畢業(yè)的學生進行了就業(yè)跟蹤。數(shù)據(jù)表明，這種技能培養(yǎng)模式大大強化了學生的技能水平，縮短了上崗實習期，從而提高了學生的就業(yè)競爭能力。部分在省、國家級技能大賽獲獎的學生其就業(yè)質量明顯較高，學生在上崗初期，因具備分析問題和解決問題能力，也為自己就業(yè)打下良好基礎，用人單位的滿意率比較高。5.學校受益。學院通過在各類電子技能大賽中獲獎，在兄弟院校中樹立了良好的形象，贏得了良好的口碑；在競爭激烈的電子信息行業(yè)及領域中，也開創(chuàng)出了自己的一席之地，在專業(yè)知名度及學校形象的提升方面也起到了十分重要的作用。

四、結束語

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1.建立配套的組織架構

當研究如何組織以達到DFM這一任務時，有四種形式可以考慮：

（1）不需要做專門性工作，而把這一工作交給那些在現(xiàn)有各種功能崗位上的指定人員，他們使用任何可用的方法，去完成與自己有關的可制造性研究。

（2）把可制造性工程工作指派給現(xiàn)有的產品工程功能崗位上的設計人員承擔。由于他們已經(jīng)承擔了產品設計的責任，因此，在設計時有最好的條件來影響可制造性。

（3）把可制造性工程指派給負責生產功能的工藝人員承擔。由于他們具有了解生產方法的最好條件，因此也可影響可制造性。

（4）建立新的可制造性工程功能部門，配備具有產品工程和生產工程工作經(jīng)歷的人員，使他們著重于可制造性工程工作。

公司在組建新的跨部門團隊時可考慮和借鑒英國著名管理學家林德爾·厄威克（Lyndall Urwick）在上世紀初期在對企業(yè)組織機構設置做了深入研究后提出的八項原則，盡管過去了近百年，但的研究對今天的企業(yè)組織結構以及對于新形勢下的團隊的組建仍有指導意義，這些原則如下：

（1）目標性原則，團隊必須設定明確的目標，與企業(yè)的發(fā)展目標一致，并以該目標為導向。

（2）協(xié)調性原則，團隊成員要團結一致為項目的推進而努力。

（3）明確性原則，明文規(guī)定每個團隊成員的職責范圍，包括任務、權力和責任與其它成員的關系。

（4）對應性原則，團隊成員的授權與職責相匹配。

（5）專業(yè)化原則，團隊成員應發(fā)揮專業(yè)特長承擔專業(yè)化職能。

（6）權威性原則，領導在團隊范圍內對團隊的建設和工作開展富有絕對權利，但這種權利也同時被監(jiān)督，不可濫用。

（7）責任原則，團隊中的每個成員明確知道自己的職責范圍并對其承擔相應的責任。

（8）控制廣度，團隊的規(guī)模要適度，盡量控制團隊的規(guī)模。

2.編寫完整的DFM規(guī)范

DFM作為一種工作理念應得到廣泛應用，但一個具體的產品研制單位所擁有的資源是有限的，所以必須首先識別關鍵和瓶頸問題并加以解決，以期達到最好的費效比。推行DFM工作最基礎的技術準備工作就是制定一套完整的DFM規(guī)范。DFM規(guī)范的轉化，前期透過大量的資料收集統(tǒng)計，來源為原有機種的生產問題，不良統(tǒng)計，客戶退貨問題，針對關鍵問題，利用實驗設計的方法找到最佳參數(shù)，再加上原有設計規(guī)范，制訂具有可執(zhí)行性的DFM規(guī)范。其基本原則及主要范圍如下。

（1）基本原則。指依據(jù)DFM目的而一般所遵循的原則：

①是否符合設備限制條件；

②是否經(jīng)濟有效；

③是否易于維修及維護；

④防止錯誤的設計；

⑤防呆化的設計，避免生產認為錯誤的發(fā)生；

⑥可靠性；

⑦盡可能選用通用零件；

⑧盡可能滿足現(xiàn)有工藝要求。

（2）主要范圍。指依據(jù)DFM一般原則及產品工藝流程需要，所要考慮的分析范圍：

①表面貼裝零件工藝（SMD-Surface Mounting Device）；

②自動插件工藝（AI-Automatic Insertion）；

③零件加工；

④手插件；

⑤波峰焊接；

⑥焊接修補；

⑦組裝；

⑧測試。

3.建立科學的DFM管理運行流程

要取得DFM工作的成功，我們必須建立一套科學、可行的管理和運行流程，采用一些行之有效的方法來保證DFM工作得到有效的推進和持續(xù)的改善。主要要注意以下3點：

（1）建立并行工作體制。工藝人員以常駐或半常駐設計部門的方式融入研發(fā)團隊，工藝在產品方案設計階段提前介入，依據(jù)DFM 規(guī)范提供可制造，在設計部門與工藝部門之間搭建起有效的溝通橋梁。這樣不僅可以提高設計、制造一次成功的概率，而且由于工藝部門主動提供可制造性方面的服務，還可以最大限度地避免設計人員產生抵觸心理，保證DFM工作的順利推行。

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關鍵詞：EDA技術 工作任務 項目化 VHDL語言

中圖分類號： G642 文獻標識碼： A 文章編號：1672-1578（2012)06-0068-02

電子產品種類繁多，不同的電子產品，涉及的技術千差萬別?？旃?jié)奏的技術更新和就業(yè)市場的巨大壓力要求電子從業(yè)人員掌握更多的硬件描述語言應用技能，以適應產品更新?lián)Q代的需求。高職《EDA技術》課程主要培養(yǎng)學生VHDL硬件描述語言的應用能力，教會學生使用EDA軟件在FPGA/CPLD芯片上設計數(shù)字組合邏輯、時序電路和簡單電路系統(tǒng)，行為仿真、時序仿真和硬件測試等技能訓練環(huán)節(jié)貫穿其中。在現(xiàn)代電子企業(yè)，電子產品調試與設計崗位是高職電子專業(yè)學生畢業(yè)后的主要工作崗位之一，VHDL語言應用能力是必備技能。因此，《EDA技術》是高職電子信息類專業(yè)的核心專業(yè)課和必修課。

高職院校不同于普通本科院校，它以培養(yǎng)生產、技術、服務、管理等方面的技能型人才為目標，活動領域更貼近實踐。目前，大部分高職院校的《EDA技術》課程采用傳統(tǒng)的“理論+實驗”的講授方式，實驗課時偏少，理實比例一般為2:1或3:1。這種以理論講授為主的教學方式，側重于基本知識和原理的傳授，技能培養(yǎng)少，不能有效激發(fā)高職學生的學習興趣，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)更是無從談起，很難滿足技能型人才培養(yǎng)需求。因此，在《EDA技術》課程中開展項目教學．從以理論講授為主的傳統(tǒng)模式轉變?yōu)橐怨ぷ魅蝿諡閷虻捻椖拷虒W模式，是高職課程改革的新亮點。

1 項目教學法

“項目教學法”是圍繞和實施一個完整項目而開展的教學活動。教師針對某項教學內容而設計的項目可以由多個課題組成。在教學活動中，學生在教師引導下，以個人或小組的形式，按照實際工作的完整流程，共同制定和實施計劃，自主完成各個課題和整個項目，開展個人和小組評價。項目教學強調：不要單獨學習理論知識，把重點放在引導學生在完成工作任務的過程中去構建理論知識[1]。

2 項目教材開發(fā)

項目教材的內容，需要注重知識與技能的綜合性、交叉性與滲透性[2]。項目教材不是傳統(tǒng)教材的修補，而是依據(jù)社會崗位需求重新定位、重新設置；也不是，是傳承與發(fā)展。傳統(tǒng)教材包括EDA技術概述、可編程邏輯器件、可編程邏輯器件的設計與開發(fā)、VHDL語言、組合邏輯電路設計、時序邏輯電路設計和數(shù)字系統(tǒng)設計實例7個章節(jié)。筆者在總結十余年電子設計工作經(jīng)驗的基礎上，剖析傳統(tǒng)教材，對典型電子產品進行歸類和研究，精心組織項目教材內容。圍繞EDA軟件的使用、VHDL語言程序結構和語法、組合/時序邏輯電路設計和數(shù)字小系統(tǒng)設計，確定了六個工作任務：認識EDA開發(fā)軟件、6位加法器的實現(xiàn)、數(shù)碼管顯示的十六進制加減法計數(shù)器、24小時數(shù)字鐘的設計、交通燈控制器的設計和矩陣鍵盤接口電路的設計。通過典型邏輯電路和數(shù)字小系統(tǒng)的設計，學生可以獲得比較完整的VHDL硬件描述語言應用技能，滿足相關崗位需求。

描述工作任務實現(xiàn)過程中學生應表現(xiàn)出的行為，可以清楚表達課程各階段的教學目標。在教學實踐中，筆者總結出《EDA技術》項目教學設計方案，如表l所示。

3 項目教學的實施

項目教學以學生為主[3]，教師為輔，注重“教”與“學”的互動，旨在培養(yǎng)學生自主學習、創(chuàng)新學習能力，營造民主、積極、和諧環(huán)境，有利于提高團結協(xié)作精神。只有學生主動積極參與項目教學的各個環(huán)節(jié)，才能把他們培養(yǎng)成為“準崗位人”。實施步驟如下：

（1）計劃制定：根據(jù)工作任務和教學目標，學生通過多種途徑搜集、分析資料，與教師討論，確定工作步驟和流程，由項目小組寫出計劃報告。

（2）計劃實施：學生按小組中的角色分工，執(zhí)行工作步驟和流程。在整個項目教學過程中，學生為主體，學生學習就是工作，教師負責引導、監(jiān)控和評估學生的學習活動[4]。學生個體遇到問題，經(jīng)小組討論無法解決時，教師才適度引導，幫助學生分析問題，由學生自己尋找解決問題的辦法，最大限度地激發(fā)學生的學習積極性和自主性，培養(yǎng)他們的學習興趣和一絲不茍的科學態(tài)度。

（3）項目教學評價：由師生共同進行檢查和評估，評價學生完成相關任務過程中的執(zhí)行情況和效果、小組協(xié)作能力和交流溝通能力。各任務的評估分值如表1所示，評價方式見表2。

4 結語

《EDA技術》課程實施項目化教學，變傳統(tǒng)課堂為模擬工作場景，變理論指導實踐為通過實踐構建理論知識，將理論教學與實踐教學融為一體，達到了做中學、學中做的效果。教學實踐表明，采用上述項目教學設計和教學評價方案后，學生的VHDL語言應用能力明顯提升，綜合職業(yè)素質能更好地滿足電子崗位需求。

參考文獻：

[1]徐國慶.職業(yè)教育項目課程開發(fā)指南[M].上海:華東師范大學出版社，2009.

[2]張慧敏.淺談高職課程項目教學改革-以《電子技術與項目選連》課程為例[J].常州信息職業(yè)技術學院學報，2009（2）.

[3]黃交宏.項目教學在高職《電子測量技術》課程中的應用[J].讀與寫，2011（2）.

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EDA是電子設計自動化(ElectronicDesignAutomation)的縮寫,EDA技術作為現(xiàn)代電子技術的核心，它依賴功能強大的計算機，在EDA工具軟件上，對以硬件描述語言HDL（HardwareDescriptionLanguage）為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設計文件，自動完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結構綜合（布局布線），以邏輯優(yōu)化和仿真測試，直至實現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能。EDA技術在硬件實現(xiàn)方面融合了大規(guī)模集成電路制造技術、IC版圖設計技術、ASIC測試和封裝技術、FPGA/CPLD編程下載技術。自動測試技術等，在計算機輔助工程方面融合了計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）、計算機輔助工程（CAE）技術以及多種計算機語言的設計概念。EDA技術為現(xiàn)代電子理論和設計的表達與實現(xiàn)提供了可能性。

2.EDA技術的發(fā)展過程

EDA技術的發(fā)展過程反映了近代電子產品設計技術的一段歷史進程,就過去幾十年電子技術的發(fā)展歷程，大致可以將EDA技術的發(fā)展分為三個階段。（1）初級階段:早期階段即是CAD(ComputerAssistDesign)階段,大致在20世紀70年代,當時中小規(guī)模集成電路已經(jīng)出現(xiàn),傳統(tǒng)的手工制圖設計印刷電路板和集成電路的方法效率低、花費大、制造周期長。人們開始借助于計算機完成印制電路板一PCB設計,將產品設計過程中高重復性的繁雜勞動如布圖布線工作用二維平面圖形編輯與分析的CAD工具代替,主要功能是交互圖形編輯,設計規(guī)則檢查,解決晶體管級版圖設計、PCB布局布線、門級電路模擬和測試。（2）發(fā)展階段:20世紀80年代是EDA技術的發(fā)展和完善階段,即進入到CAE(ComputerAssistEngineeringDesign)階段。

由于集成電路規(guī)模的逐步擴大和電子系統(tǒng)的日趨復雜,人們進一步開發(fā)設計軟件,將各個CAD工具集成為系統(tǒng),從而加強了電路功能設計和結構設計,該時期的EDA技術已經(jīng)延伸到半導體芯片的設計,生產出可編程半導體芯片。（3）成熟階段:20世紀90年代以后微電子技術突飛猛進,一個芯片上可以集成幾百萬、幾千萬乃至上億個晶體管,這給EDA技術提出了更高的要求,也促進了EDA技術的大發(fā)展。各公司相繼開發(fā)出了大規(guī)模的EDA軟件系統(tǒng),這時出現(xiàn)了以高級語言描述、系統(tǒng)級仿真和綜合技術為特征的EDA技術。

3.EDA技術的特點

EDA技術代表了當今電子設計技術的最新發(fā)展方向,它的基本特征是采用高級語言描述,即硬件描述語言HDL(HardwareDescriptionLanguage),就是可以描述硬件電路的功能。信號連接關系及定時關系的語言。它比電原理圖更有效地表示硬件電路的特性,同時具有系統(tǒng)仿真和綜合能力,具體歸納為以下幾點:（1）現(xiàn)代化EDA技術大多采用“自頂向下(Top-Down)”的設計程序,從而確保設計方案整體的合理和優(yōu)化,避免“自底向上(Bottom-up)”設計過程使局部優(yōu)化,整體結構較差的缺陷。（2）HDL給設計帶來很多優(yōu)點:①語言公開可利用;②語言描述范圍寬廣;③使設計與工藝無關;④可以系統(tǒng)編程和現(xiàn)場編程,使設計便于交流、保存、修改和重復使用,能夠實現(xiàn)在線升級。（3）自動化程度高,設計過程中隨時可以進行各級的仿真、糾錯和調試,使設計者能早期發(fā)現(xiàn)結構設計上的錯誤,避免設計工作的浪費,同時設計人員可以拋開一些具體細節(jié)問題,從而把主要精力集中在系統(tǒng)的開發(fā)上,保證設計的高效率、低成本,且產品開發(fā)周期短、循環(huán)快。（4）可以并行操作,現(xiàn)代EDA技術建立了并行工程框架結構的工作環(huán)境。從而保證和支持多人同時并行地進行電子系統(tǒng)的設計和開發(fā)。

4.EDA技術的應用

EDA技術在電子工程設計中發(fā)揮著不可替代的作用,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

4.1驗證電路設計方案的正確性

設計方案確定之后,首先采用系統(tǒng)仿真或結構模擬的方法驗證設計方案的可行性,這只要確定系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)(數(shù)學模型)便可實現(xiàn)。這種系統(tǒng)仿真技術可推廣應用于非電專業(yè)的系統(tǒng)設計,或某種新理論、新構思的設計方案。仿真之后對構成系統(tǒng)的各電路結構進行模擬分析,以判斷電路結構設計的正確性及性能指標的可實現(xiàn)性。這種量化分析方法對于提高工程設計水平和產品質量,具有重要的指導意義。

4.2電路特性的優(yōu)化設計

元器件的容差和工作環(huán)境溫度將對電路的穩(wěn)定性產生影響。傳統(tǒng)的設計方法很難對這種影響進行全面的分析,也就很難實現(xiàn)整體的優(yōu)化設計。EDA技術中的溫度分析和統(tǒng)計分析功能可以分析各種溫度條件下的電路特性,便于確定最佳元件參數(shù)、最佳電路結構以及適當?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定裕度,真正做到優(yōu)化設計

4.3實現(xiàn)電路特性的模擬測試

電子電路設計過程中,大量的工作是數(shù)據(jù)測試和特性分析。但是受測試手段和儀器精度所限,測試問題很多。采用EDA技術后,可以方便地實現(xiàn)全功能測試。

篇9

關鍵詞：智能家居終端；散熱；風冷

1研究意義

隨著技術發(fā)展和新應用的出現(xiàn)，近年來的國際消費電子展中，智能電子產品是未來幾年消費電子產品發(fā)展的主流趨勢，其中智能互聯(lián)產品是重中之重，例如家電及相關行業(yè)均以打造互聯(lián)的智能家居、“智慧生活”為目標。智能家居是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網(wǎng)絡通信技術、智能家居系統(tǒng)設計方案安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。智能家居一般通過物聯(lián)網(wǎng)技術將家中的各種設備連接到一起，提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、環(huán)境監(jiān)測、暖通控制、紅外轉發(fā)以及可編程定時控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡通信、信息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境，提供全方位的信息交互功能。幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金，智能家居是以住宅為平臺，利用C合布線技術、網(wǎng)絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。

智能家居終端同時應運而生，通過終端一機控制整個智能家居環(huán)境，方便，快捷。隨著智能家居類別與數(shù)量的激增，智能家居終端的性能要求愈加苛刻。隨著國內經(jīng)濟的發(fā)展，家庭居住面積日益增加，對智能家居終端的覆蓋范圍要求與日俱增。隨性能與覆蓋面積同步而來的是終端本身產生的熱量，在高溫下，電子產品的穩(wěn)定性與壽命大幅下降，研究分析電子產品的散熱就很有必要了。

2小電子產品常見散熱結構

高溫對電子產品主要有以下的影響：絕緣性能退化，元器件損壞，材料的熱老化，低熔點焊縫開裂，焊點脫落。溫度對元器件的影響：一般而言，溫度升高電阻阻值降低；高溫會降低電容器的使用壽命；高溫會使變壓器、扼流圈絕緣材料的性能下降，溫度過高還會造成焊點合金結構的變化，焊點變脆，機械強度降低；結溫的升高會使晶體管的電流放大倍數(shù)迅速增加，導致集電極電流增加，又使結溫進一步升高，最終導致元件失效。

最常見的散熱方式為風冷和水冷，隨著電子設備的體積趨于微型化，系統(tǒng)趨于復雜化，高熱密度成了一股不可抗拒的發(fā)展趨勢。為了適應高熱密度的需求，風扇、散熱器等傳統(tǒng)的散熱手段不斷推陳出新，智能家居終端是一種微小的控制設備，水冷需要更多的空間，并與外部連接。本文以智能家居終端為實例，針對風冷進行研究分析。

風冷，即用空氣作為媒介冷卻需要冷卻的物體，其散熱方式成本低，可靠性高。通常是加大需要冷卻的物體的表面積，即增加熱輻射面積，或者是加快單位時間內空氣流過物體的速率，或是兩種方法共用。兩種共用是現(xiàn)今最多采用的風冷散熱方式。目前風冷散熱器的研究熱點是將熱管與散熱器翅片集成在一起，利用熱管的高傳熱能力，將熱量均勻地傳輸?shù)缴崞崞砻?，提高翅片表面溫度的均勻性，進而提高其散熱效率。

3智能家居終端散熱改良實例

此智能家居終端采用的是三角形外觀設計，很具有時尚感。在此外觀下，為達成產品要求，就有很大的考驗。

智能家居終端最初的散熱方案如下，

智能家居終端散熱結構的設計思路是整體以滿足熱流向上的規(guī)律。底部設計兩處進風口，頂部設計一處出風口，在溫度最高的信號芯片部位，設置散熱片與風扇，通過散熱片將熱量分散，再由風扇轉動造成的氣流將熱流吹走，循環(huán)此過程以達到散熱的效果。

測試中發(fā)現(xiàn)散熱效果未達到預期，實際的氣流方向未按照設計方向行徑，因為三角形內腔的特殊構造，氣流從底部向頂部出風口流動時，部分熱氣流被三角形內壁反射，向下流動，于是在終端內腔形成一個熱氣流的內循環(huán)，如下圖所示，從而不斷加熱元器件，造成智能終端性能低下。

在智能家居終端的設計中，外觀是很重要的一部分，家居產品的外觀是消費者使用的主要因素之一。終端的進風口及出風口均采用隱蔽設計，并且終端零件的模具均已完成，在無法大幅修改終端結構的形勢下，在風扇的出風處增加風道，將風扇吹出的氣流直接引導至腔體外，防止熱流的內循環(huán)，新增出風口依舊為隱蔽型設計，并將頂部出風口修改為進風口。

改善后，智能家居終端內部溫度較改善前，下降20℃之多，終端的性能與穩(wěn)定性顯著提高，改善效果顯著。

智能家居終端內部整體散熱得到改善，但是在局部，功率最高的芯片溫度依舊居高不下。此芯片位于風扇下方，設計之初即考慮此處為散熱效果最好的位置。此芯片是信號芯片，為保證其正常工作，不受干擾，采用屏蔽罩遮蔽。此芯片散熱體系為，芯片一散熱硅片一屏蔽罩一散熱硅片一散熱片一風扇，逐一進行分析。芯片、屏蔽罩、散熱片的完全貼合由散熱硅片保證，如散熱硅片未貼合平整，熱傳導面積小，會導致散熱性能低下。散熱片為純銅件，純銅是僅次于銀的高熱傳導系數(shù)材料，散熱片通過增加表面積加速熱量的散發(fā)，表面的清潔以確保散熱效果。此系統(tǒng)從裝配到零件，均滿足設計要求。經(jīng)過分析，最終原因為芯片與散熱片之間過多的層數(shù)，導致熱傳導效率的低下。芯片-散熱硅片-屏蔽罩-散熱硅片-散熱片，芯片與散熱片之前有兩層散熱硅片，一層屏蔽罩。屏蔽罩采用不銹鋼材，且不可去除，不銹鋼是一種導熱率極低的金屬，大幅影響熱傳導效率，散熱硅片雖然有較高的導熱率，但是層數(shù)多導致厚度較厚，使熱傳導效率進一步的下降。

4經(jīng)驗總結

隨著科技的飛速發(fā)展，消費電子產品的日新月異，越來越多的家庭會使用智能家居終端。制約消費電子產品的主要問題就是散熱，尤其在產品日益重視輕薄化的大環(huán)境下。更好地研究散熱問題就是對電子產品的發(fā)展提供有利的保障，風冷是大多數(shù)消費電子產品采用的散熱方式，氣流是風冷最重要的元素，從上述例子可以看出，風冷不僅是設計風，而是設計整個風冷的體系才能達到理想的效果。

風冷薩熱的核心是散熱片緊密接觸熱源（芯片），芯片的熱量傳導至散熱片上，再由風扇產生的氣流將熱量帶走，如此循環(huán)。主要因素如下：

4.1散熱片

包括材質與表面處理。市面上最常見的散熱片材料為鋁合金，鋁合金的導熱率并不是最好的，其廣泛應用是因為價格與加工具有很大的優(yōu)勢。從導熱率看，銀是最佳材料，其次是銅，價格相對鋁合金都高很多。散熱片的表面處理多為防止散熱片氧化，降低散熱性能，但其實表面處理多為鍍層及預氧化，也會降低一小部分散熱性能，在成本允許情況下，可以使用無氧銅作為散熱片的材質，其較高的導熱率與不易氧化的特性適合散熱要求較高的環(huán)境。

4.2風扇

單有一個好的散熱片，而不加風扇，表面積再大，其散熱效率也不會很高，因為無法對空氣進行完全的流通。風扇，轉速越高，風量越大，空氣的流通越快，散熱效果越好。但同時，轉速與風扇壽命、噪音成反比，轉速越快，壽命越短，噪音越高。由于現(xiàn)今電子產品的更新?lián)Q代速度極快，壽命基本滿足要求，但是對于噪音，在產品設計中是需要重視的，尤其是智能家居產品，放置于家庭的智能家居，沒有一個消費者會接受在夜晚，受到噪音的侵襲。

4.3散熱硅脂/散熱硅片

篇10

關鍵詞： Protel PCB設計 有效 途徑

1.引言

Protel 2004是Altium公司推出的電路輔助設計系統(tǒng)，是potel系列軟件在Windows XP平臺的產品。Protel 2004除具有先前一系列版本的功能和優(yōu)點外，還增加了許多改進和很多高端功能，深受電子產品設計者的喜愛。電路設計的目的就是要制作出電子產品，而電子產品最終是通過印制電路板來實現(xiàn)的，所以在電路的原理圖設計完成后，接著就是印制電路板（PCB）設計，而PCB板的質量直接影響著電子產品的性能。本文以Protel 2004為設計工具，探討PCB設計中的基本原則及技巧，為能正確、高效地設計PCB板提供了有效的途徑。

2.創(chuàng)建PCB文件

2.1 PCB向導

在Files（文件）面板的底部，展開New from template欄，后選擇PCB Board Wizard菜單命令啟動PCB創(chuàng)建向導，依據(jù)PCB創(chuàng)建向導的提示輸入要設計的PCB板的尺寸、需要的層數(shù)、過孔風格、形狀等。新建好的PCB文檔自動加在Project中的PCB下，并使用默認名字PCB1.PCBDOC。需要注意的是設計的原理圖文件和PCB文件必須在同一個項目文件下，否則不能加載元件庫等操作。

2.2手工法

如果用手工法建立新的PCB文件，則執(zhí)行菜單File＼New＼PCB命令。這時在項目中的PCB的目錄下添加一個新PCB文件默認名字為PCB1.PCBDOC，并在工作區(qū)窗口打開它。在Projects面板上，選中該文件單擊右鍵，從快捷菜單中選擇Save as即可對新創(chuàng)建的文件需重新命名。

3.規(guī)劃PCB

手工法創(chuàng)建的PCB文件都需要自己規(guī)劃PCB板。

3.1確定工作層

Protel 2004共可進行74個板層設計，包含32層Signal（信號走線層）；16層Mechanical（機械層）；16層Internal Plane（內層電源層）；2層Solder Mask（防焊層）；2層Paste Mask（錫膏層）；2層Silkscreen（絲印層）；2層鉆孔層（鉆孔引導和鉆孔沖壓）；1層Keep Out -Layer（禁止布線層）；1層Multi-Layer（橫跨所有的信號板層）。布線得層數(shù)層用得越多，PCB的價格就越高。

執(zhí)行菜單命令Design（設計）＼Board Layers（層堆棧管理器），在打開的對話框中可以對各層的屬性、顏色等進行修改。

3.2定義PCB形狀及尺寸

PCB板有兩個邊界：一個是物理邊界首先規(guī)劃電路板的物理邊界，是對電路板機械定義的具體要求。我們一般在機械層（Mechanical1）來畫物理邊框。另外一個是電氣邊界。電氣邊界是用來限定元件布線和放置的范圍，它是通過在禁止布線層（Keep Out Layer）對電氣邊界的繪制。

印制電路板尺寸要適當，尺寸太大，線條長，抗噪能力下降；尺寸太小，散熱不好，且臨近的導線、器件之間容易互相干擾。為了不讓PCB板外邊框和連元件離得太近，電氣邊界距和物理邊界之間要有一定的間距。

4.加載PCB元件封裝庫

加載PCB元件封裝庫可以有兩種辦法：（1）可以單擊原理圖編輯器中的設計（Design）選擇update PCB....命令，直接裝載網(wǎng)絡表和元件封裝。（2）可以在PCB編輯器中單擊設計（Design）選擇update Schematics命令對網(wǎng)絡表和元件的裝載及更新。

對于封裝庫中沒有或有特殊需要的元件，就必須自己制作。和制作元件類似，執(zhí)行菜單File（文件）＼New（創(chuàng)建）＼PCB Library，進入PCB庫文件編輯器就可對所需要的封裝庫進行制作。

5.元器件的布局

元器件的布局在PCB板的制作中是一個重要步驟，布線的難易、最終產品的電氣性能強弱在很大程度上取決于元件布局的質量高低。

5.1放置順序

首先，放置與結構有關的固定位置的元器件，如開關、插座、指示燈、發(fā)光二極管等元件；其次，對一些體積較大的元器件和特殊元件進行放置，如變壓器、IC、發(fā)熱元件等；最后放置較小的器件，如電阻、電容等。

5.2布局

Protel DXP提供了強大的自動布局功能，執(zhí)行命令Tools（工具）＼Auto Placement（放置元件）＼Auto Placer（自動布局），在Auto Place對話框中選擇自動布局器。

Protel 2004 PCB編輯器提供兩種自動布局工具：Cluster Placer自動布局器。這種布局方式適用于少于100個元件的情況；Global Placer自動元件布局器使用適用于更多元件數(shù)量的圖板。自動布局比較方便，但生成的板并不是最優(yōu)的設計方案，仍然需要手工調整達到預期效果。

5.3布局注意事項

在進行PCB元件布局時，應考慮以下方面。

（1）按電路模塊進行布局，實現(xiàn)同一功能的相關電路稱為一個模塊，電路模塊中的元件應采用就近集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開。

（2）定位孔、標準孔等非安裝孔周圍1.27mm內不得貼裝元、器件，螺釘?shù)劝惭b孔周圍3.5mm（對于M2.5）、4mm（對于M3）內不得貼裝元器件。

（3）臥裝電阻、電感（插件）、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體短路。