解析电子EDA仿真的定义、发展历程、功能特点及作用

Multisim7作为众多仿真软件的一种，应用于电工电子技术的教学中，这对当今的教学模式提出了挑战。由于该软件的功能强大，教学应用方便，正以其独特的方式向教育工作者展示了一个无限的应用空间。本文主要论述了EDA仿真的定义、发展历程、功能特点和在教学中发挥的作用，并就存在的不足进行了探讨。

1、什么是EDA仿真

EDA是英文Electronic Design Automationr的缩写，即电子设计自动化。是在硬件描述语言VHDL的基础上构建的仿真工具。它是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成功的电子CAD通用软件包。利用它可以把模拟电路、数字电路的设计从上层到下层（从抽象到具体）逐层描述自已的设计理念，用一系列分层次的模块来表示极其复杂的电路系统。因此，它主要能辅助完成IC设计、电子电路设计和PCB设计。

2、EDA的发展历程

从EDA的发展来看，它经历了三个历史阶段。第一个阶段是70年代的CAD技术、第二个阶段是80年代的CAE技术、第三个阶段是90年代的电子设计自动化系统即现阶段的EDA技术。EDA技术是当今电子设计技术发展的最新方向。它不仅为电子设计人员提供了“自顶向下”的设计思想，同时也为教学工作提供了一个极为便捷的、科学的实验教学平台。因为，对于电子设计人员来讲，可以运用它实现电子电路的各个设计阶段：建模、仿真、验证和综合等。在这一系列的步骤当中，仿真实验正是教学当中的一个必不可少的重要环节，在这一环节中电路的各种数据及波形参数都能一目了然的反映出来，所以，它现在被广泛的应用于电工电子的实验教学中。

3、硬件描述语言V日DL的实现

硬件描述语言是EDA技术的重要组成部分，VHDL（VHSICHardwareDescriptionLanguage）是作为电子设计主流硬件的描述语言，其特点是具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性，并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力，并在语言易读性和层次化设计方面，表现了强大的生命力和应用潜力。因此，VHDL在支持各种模式的设计方法、自顶向下与自底向上或混合方法方面，在面对当今许多电子产品生命周期的缩短，需要多次重新设计以溶人最新技术，改变工艺等方面都表现了良好的适应性。其最大的优点在于设计者可以专心致力于其功能的实现，而不需要对不影响功能的与工艺有关的因素花费过多的时间和精力。

4、EDA仿真的功能特点

Multisim7是知名的EDA软件之一，它的前身是EWB5.0，该软件以界面形象直观、操作方便、易学易用、仿真分析功能强大等突出优点，倍受电子设计、教育工作者的青睐，并得到迅速的推广和应用。其功能在于：

4.1建立电路原理图方便快捷

Multisim7为用户系统的提供了数量众多的现实元器件和虚拟元器件，分门别类的存放在13个器件库中，绘制电路图时只需打开器件库，再用鼠标左键选中要用的元器件犷并把它拖放到工作区，当光标移动到元器件的引脚时，软件会自动产生一个带十字的黑点，进人到连线状态，单击左键确认后，移动鼠标即可实现连线，建立电路原理图即方便又快捷。

4.2用虚拟仪器仪表测试电路性能参数及波形准确直观

用户可在电路图中接人虚拟仪器仪表，方便地测试电路的性能参数及波形，Multisim7软件提供的虚拟仪器仪表共有18个种类，如数字万用表、双踪示波器、、函数信号发生器、波特图产生器、频率计等。这些仪器仪表不仅外形和使用方法与实际仪器相同，而且测量的数值和波形更为精确可靠，完全达到了实验的目的。

4.3多种类型的仿真分析

Multisim7可以进行直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、付里叶分析、噪声分析、失真分析、直流扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、传输函数分析、批处理分析、噪声图形分析及RF分析等，分析结果以数值或波形直观的显示出来，为用户设计分析电路提供了极大的方便。

4.4提供了与其他软件信息交换的接口

Multisim7可以打开由PSpic。等其它电路仿真软件所建立的Spic。网格表文件，并自动形成相应的电路原理图。也可将Multisim7建立的电路原理图转换成网格表文件，提供给Ultiboard模块或其它EDA软件（如Protel，Orcad等）进行印刷电路板图的自动布局和自动布线。

需要对不影响功能的与工艺有关的因素花费过多的时间和精力。

5、Muultisim 7在教学中的应用

5.1丰富的学习资源，强大的教学功能

由于Multisim 7构建了极其庞大的元器件库模块，元件被子分成都市3个组（Group），每个元器件库模块中又含有数量不等的元件族（Family）。常用的元件族象：电源元件、基本元件、二极管元件、三极管元件、集成电路元件、CMOS电路元件、数字杂项元件等。这些应有尽有的元器件为各类电路的建模创造了足够的条件，无论是电工基础、模拟电子技术、数字电子技术的演示和实验 ，都可以通过建模（放置元件、完成电路连接）、选择电压或波形测试点、放置测试仪器、运行仿真分析等步骤（如仿真结果与设计值不符，应重新调整元器件参数，直至仿真时与设计值相符为止）。

因此可以实现对电路各点电压、波形的测量及交、直流参数的定性分析。在仿真过程中，各层次的设计都能扩展的了解和掌握更多的知识、象元器件的名称、种类、性能参数及功能。在电路的测量时，打开仪器仪表库，对仪器仪表也会有全部的认识和了解，极大的丰富了书本上没有的信息量。

5.2打破原有的教学模式，实现理论和实践教学的同步

在课程的讲授中，由于不受实验室和实验仪器的限制，在多媒体教学的条件下，随堂即可进行仿真实验，仿真效果最能吸引学生的注意力，而且能及时的把空洞的理论和看不见摸不着的各种参数值、电压值及实际波形活灵活现的展现出来，清析的给出了电压及信号的特征和变化过程。解决了理论说教与实验结合能同步进行的教学模式，及时的消除了学生对结论所持的怀疑，做到了一步到位，对知识的理解更加深刻和牢固。

5.3便于调动学生的学习积极性和创造性

由于这一软件的功能强大，元器件库齐全，仪器仪表种类充足，所以就好像给学生提供了一个取之不尽，用之不完的且没有消耗的强有力的经济支撑。学生只要有灵感，有创造精神就可以自行设计电路，并能及时的通过试验验证自已的设计是否正确、合理，是否达到设计目的。从而提高学生的学习兴趣和激发他们的科技创新欲望，较好的培养具有创新能力的高技能人才。

6、Multisim7在教学方面的不足

Multisim7优点很多，但也有不足之处，其重要体现在以下几方面：

6.1缺乏实物参照，难以提高学生的动手能力

由于电路的设计是以VHDL语言为基础而构成的，是以虚拟的元器件符号替代了实物，所以在实验的全过程中，没有实际的操作。这样对培养学生的动手能力显的有些不足，无法对学生进行操作规程的训练。

6.2过于理想化，难以培养学生如何面对复杂因素和环境的心态

由于元器件的设计全是以理想的参数来计算的，且不受外界任何因素的影响，因此被测数据结果不存在误差，往往实验一次即能成功。在实际的试验或实验中由于外界各种条件因素的不同，参数的变化是不可避免的，就要不止一次的调整数据，反复进行调整试验，有时还会有失败的结果。所以仿真软件的应用对培养学生严谨的，不怕挫折的科学态度有所不利。

综上所述，EDA仿真技术作为一种教学手段应用于教学中，不失于它的先进性，不仅有效的改变了教学形式，丰富了教学内容，提高了教学效率，而且对于培养学生的自主能力、创造想象能力、都起到了潜移默化的作用。但是我们要认识到EDA仿真只是辅助教学的众多手段中的一种，如何利用它更有效的服务于教学过程，给当今教育工作者提出了更高的要求。我们也相信随着多媒体教学应用的普及和深人，EDA技术将对教学改革起到推动作用，同时也会更加完善。
       责任编辑：tzh