试论微电子设计自动化技术研究与应用

闫文莉，李欢

（西安科技大学高新学院，陕西西安，710109）

1 微电子设计在自动化技术方面的概述

伴随着时代的进步，自动化控制技术也面临了不断更新，简单控制已经无法满足社会发展所需，开始朝着智能化方向迈进。

自动化控制的概念是指在无人员操纵的情况下，通过控制装置来有计划的操纵和控制生产设备，在这个过程中要格外注意反馈控制系统，通过仪表输出变量和给定值之间的关系，都可以明确设备控制状况。

图1 反馈控制系统结构图

而微电子控制系统是通过计算机实现连续控制系统的调节功能，由此构成整个控制系统。

目前，自动化技术的发展已经达到一定水准，微电子技术和自动化控制之间的关系越来越密切，保障了人民的日常生活。与此同时，在实际应用微电子设计自动化技术时，其具体操作步骤便是将自动化技术以及微电子技术之间的关联性加强，由此产生了更加宏观和具备综合性能的控制系统。微电子技术的作用可以使线路更加集成化，不单单减小体积，还可以让功能消耗达到极低水准，到如今为止，SOC 系统在这个行业是很多人公认先进微电子技术产品，它能够将外围电路以及其他所需功能集成到体积很小的芯片中，并且还要注意预先留出接口，这样就可以直接使用各种差异很大的控制系统，使其成为如同大脑一般的存在，掌控整体自动化系统运行状况。

图2 控制系统基本结构图

2 电子信息工程以及自动化技术

从自动化技术的特征来看，其具备很强烈的宏观性能和复杂综合性，在电子学以及其他计算机技术方面都有着难以割裂的关系，在进行企业生产活动时使用自动化操作技术，可以达到提升效率尽可能节约运行成本的作用，让企业在面临巨大竞争压力之下在市场上占有一席之地。如今，信息化时代规模越来越大，应用自动化技术可以有效促进信息交流速率提升，在一定程度上加速企业发展，所以信息工程中应用自动化技术的企业或者组织越来越多，尤其是工业领域，很多企业已经实现自动化办公。在电信工程中，最重要的就是管理以及存储相关信息，以这样的方式能够强化信息获取的效率以及获取信息的准确度。而通过硬件命名的手段来进行相应信息的处理工作，这也是电子信息工程中的主要工作内容，通常情况下，由于国外是我国大部分电信工程企业重要核心技术的来源地，所以导致了缺乏创新力，而电信工程的有效发展则从整体上为社会发展做出了积极贡献，传递和共享数据，这已经成为社会发展必需的步骤，也是此后信息化深入拓展的趋势，可以在一定程度上弥补电信工程不足，拓展电信工程技术的相关应用，让我国在电信工程行业能够积极进步，优化电信系统。

3 对微电子技术进行自动化设计的相关流程

在微电子设计自动化系统中，自动运行以及微电子控制这两个方面是该系统的主要要素，输入、测试、数据以及仿真四大模块是该系统的主要流程。

3.1 设计输入模块

输入模块也可以视为命令模块，其包含的重点内容就是控制命令，所以进行输入模块设计最重要的就是涉及相关计算机编程，以计算机编程的方式来下达输入命令，并且加以解析，合理拆分整个控制系统的相关功能。输入模块设计质量直接影响着系统的整个执行效率，因此执行设计必须要做到简化，最大化提升执行速度，避免出现冗余代码。

3.2 测试模块

测试模块的最主要作用就是查找一些可能出现的漏洞和缺陷，通过对漏洞和缺陷的排查，可以在问题发生之前将某些危险解除掉，由此保障系统运行的安全和效率。从严格角度来说，测试模块不属于功能模块范围，而是确保系统功能模块能够正常运转的保险机制。

3.3 设计数据模块

控制系统里包含了很多控制信息，进行数据模块设计的主要作用是为了处理和保管更多信息，因为自动化系统的应用对精确性提出了更加严格的标准，为此数据在提取以及存储方面一定要保证一定速度，当进行数据模块设计时，最重要的一点就是注重相关数据处理效率。

3.4 设计仿真模块

仿真模块的主要作用就是为了将系统实际运行状况反映出来，通过模拟系统实际运行条件，可以排查出系统中的缺陷，并有针对性地采取措施来调整。

4 微电子设计自动化技术的特点

实际上，计算机技术的发展和微电子设计自动化发展是同步的，均通过计算机编程来实现。相关工作人员需要通过计算机编程应当完成的指令，并将这些程序载入到控制芯片内，由此就可以实现控制功能。通过微电子技术以及自动化控制技术相结合的方式，可以进一步发展自动控制系统，其具体特点包括以下几个方面。

4.1 方便功能调节

在对微电子设计进行自动化操作的过程中，控制单一特定对象的状况通常情况下很少发生，而跟随着工业系统的更新换代，相应的控制功能也不断在实践中完善。倘若需要对控制功能进行调整，只需要将控制代码进行转换便可，并且将转换的控制代码在入芯片内。与此同时，通过控制计算机编程，可以修补系统漏洞，确保控制系统整体的稳定。

4.2 高集成度

随着微电子技术的革新，此后电子线路变得越来越小，一块小小芯片就可以将很多不同功能种类的电路集成到一起，让系统体积逐渐缩减。一般而言，小规模集成电路主要是指集成度小于100 个电子元件，而极大规模的集成电路，集成度则超过了100 万个电子元件，可见数据相差之大，并且伴随着集成度不断提高，功耗也在逐渐下降，这也成为了控制系统中的巨大优势，让集成控制系统广泛在工业控制上受到应用，节省更多的资金成本和空间。

4.3 采用计算机编程控制

由于时代技术发展而造成集成电路技术不断演化提升，存放全部功能的芯片体积越来越小，并且如果为了进行功能控制，可以应用计算机编辑，对比传统控制系统而言，其他硬件没有必要进行处理加装，根据控制功能个体的差异，仅仅可以通过控制代码修改便能完成整体变换工作，这样不止在工作效率方面非常显著，而且便利性以及成本节约性方面都有巨大的优势。

4.4 要注意进行仿真开发

当时用自动化系统之前，就应当进行仿真开发，可以说仿真开发是微电子自动化技术最重要的一项特征。调剂和采集实际现场状况数据这是自动化控制技术必要的一种手段，而和其他技术相较而言，微电子设计自动化技术最具优势的一项特征就是仿真，将微电子技术和自动化控制有效结合到一起，能够合理解决系统运行过程中可能出现的一些数值状况，加强系统控制的精准程度。

5 微电子设计自动化技术的应用

5.1 进行软件开发

从某种角度来说，发展微电子技术可以更好开发计算机编程应用，统一相关的功能模块，与此同时，还能够强化该设备的应用性以及操作性，在此基础上，确保微电子技术可以提升电路集成，让设备尺寸规格也变得越来越标准。目前，在各种应用软件市场中，随着计算机编程技术多样化发展，软件功能也变得越来越强大，通过重新编辑可以让这些软件实现升级和更新，从而向客户提供更好的高质量服务，并且以计算机软件编程开发的方式，可以统一集成电路，让软件升级潜力以及成本都占据更多优势。

5.2 促进电气设备革新

在未来的改革中，采用微电子自动化技术的方式，可以对开发程序软件提供一定帮助，使电气设备拥有更多的更新以及换代空间，特别是在扩容性方面，或者优化和升级电气设备时。

5.3 高校教学

在今后发展中，微电子技术设计必然会全面搭载自动化控制，这是科技进步的必然趋势，传统的机械控制方式已经无法满足发展所需，新型控制方式得到更多应用，从而让高校教育资源不得不为此做出改变，教师必须要实时关注发展情况，将更加具备时代前沿的微电子设计自动化技术传授给学生，让学生所学知识更加满足社会需要。

5.4 控制工业电气

当微电子技术发展到一定规模，就会对自动化控制进行助力，由此在整体角度全面提升工业社会发展，各行各业都离不开自动控制机器人的影子，比如汽车制造行业，自动化机器人贯穿在生产流水线上，让人工作业量大大降低。微电子设计自动化技术就包括应用机器人自动化设备，采用微电子技术芯片的方式控制生产线机器人，并且通过人工的方式对系统实时调整和升级，从而进一步为促进我国工业发展作出应有的贡献。

6 结束语

伴随着计算机技术规模的日益扩大，微电子技术在生产和生活中应用越来越普及。现在，由于微电子技术具备灵活度高、成本低以及集成度高的优势，该项技术已经成为相关领域的重要技术。通过微电子技术的发展，可以拓展更好的平台为自动化控制系统服务，让该项技术和电子芯片设计紧密联系到一起。