前言：中文期刊网精心挑选了电路设计的过程范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
电路设计的过程范文1
当今世界，计算机的发展已成为领导工业现代化进程的潮头军，自1946年世界第一台电子计算机诞生以来，短短的五十多年间，计算机作为一种现代化的高级工具以惊人的速度迅速地渗透到了社会生活的各个领域，引起了全球的技术革命。计算机技术的飞速发展离不开另一门产业的发展，即集成电路产业。因为集成电路的出现才使计算机摆脱了电子管、晶体管等原材料构件的束缚，逐步走向小型化，轻型化，高智能化，迅速走向了社会，走入了家庭。
集成电路产业的飞速发展，产生了许多新的法律问题，由于传统知识产权法的局限性以及集成电路及其布图设计本身存在着的特殊性，集成电路布图设计的法律保护问题也引起了法学界的极大关注。各国也纷纷就集成电路布图设计进行立法，以保护此种特殊性质的知识产权不受侵害。
我国早在1991年国务院就已将《半导体集成电路布图设计保护条例》列入了立法计划，经过10年的酝酿，我国的《集成电路布图设计保护条例》终于于2001年3月28日由国务院第36次会议通过，并于2001年10月1日起施行。这是目前我国保护集成电路布图设计知识产权的一部重要法规。虽然它是一部行政法规，但经过试行一段时间到条件成熟后，将之上升为法律的形式是必然的趋势。我国采用专门立法的形式保护集成电路布图设计既尊重了国际知识产权保护的原则，又便于与国际法律接轨，而且这部条例既保护了集成电路布图设计专有权人的权益，又考虑到了国家和公众的利益，使技术进步不受到人为的限制。这一条例初步建立了我国集成电路布图设计的知识产权保护的理论体系，进一步完善了我国的知识产权法律制度。
一、集成电路和布图设计的概念与特点
集成电路是指半导体集成电路，即以半导体材料为基片，将至少有一个是有源元件的两个以上元件和部分或者全部互连线路集成在基片之中或基片之上，以执行某种电子功能的中间产品或者最终产品。一块集成电路通过控制电流在其电路中的流动来实现其功效。在计算机发展的初期，每个电路元件（如晶体管、电阻、电容等）都是用引线同电路中的其它元件相连接的。这种做法须耗费大量的劳动力与工时，且计算机制作成本很高，大量连线的存在使电流的流动距离增长，不仅影响了计算机工作的速度和可靠性，还引起电路功耗的增加，从而带来电路的散热以及要求有较高电压的电源等一系列的问题。这也正是最初计算机体积庞大、耗电量大、速度慢的根本原因。采用集成电路以后，这些问题就得到了解决：由于电路元件及连线实质上已成为一体，作为一块电路板上的不同元件，它们之间的电流交换速度大大增强，且电路的功耗亦大幅度降低，不仅提高了计算机的性能，还大大降低了计算机的成本。由于生产集成电路的主要原材料硅、铝、水等一些化合物并不昂贵，但经过加工以后得到的集成电路产品的价值往往可以达到其材料价值的几十倍，几百倍甚至上千倍。在其价值成本中，大部分都是知识、技术与信息所增加的附加价值。这种附加价值主要集中在以集成电路为载体而体现出来的人类智慧的结晶-布图设计的价值上。就象相同的磁带因为录制不同的歌曲其价值就会不同一样，用相同的技术工艺在同样的芯片上依不同的布图设计所制作出的集成电路，其价值也是不同的。好的布图设计制作出的芯片往往能具备更高的性能和工作速度。因此，集成电路的法律保护问题，归根结底在于对其布图设计的保护。
对布图设计，世界各国的称呼各有不同：美国称之为掩膜作品，（Mask Work），日本称之为电路布局（Circuit Layout），欧洲国家采用的是另一个英文单词Topography（拓朴图），而世界知识产权组织（WIPO）于1987年2月通过的《关于集成电路知识产权保护条约》（简称《WIPO条约》或《华盛顿条约》）中则采用了Layout-design（布图设计）一词。这些词语字面上的表示虽各不相同，但其真正的含义都是相同的，即指集成电路中各种元件的三维配置。许多人认为布图设计只是一种设计图，就象建筑工程设计图一样。事实上布图设计与建筑工程设计图这种一般的二维设计图是不同的，它是一种有许多不同层面的三维设计，每一层面上又有许多复杂的电路布图装置图，而且最重要的是，真正可以用于实践的布图设计是经过了特殊的工艺按实物尺寸复制在玻璃板上，可以直接加工在芯片上的模本，即掩膜版。现在世界上虽已有一些更先进的模本技术，但是最终布图设计还是必须做成与集成电路产品实物一般大小的模本，才可算是完成了布图设计的制作。在生产过程中，这些模本是直接被“做”到产品中去成为产品的一部分，而不是象建筑设计图那样本身与实际的建造结果之间并无联系。一个小小的掩膜作品中所包含的电路设计图往往可以是几十张上千张甚至上万张。设计一组布图设计，需要付出巨大的创造性劳动，它代表着芯片开发中的主要投资，可占其成本的50%以上。布图设计作为人类智力劳动的成果，具有知识产权客体的许多共性特征，应当成为知识产权法保护的对象，其特点主要表现在：
（一）无形性。
布图设计作为一种元件的“三维配置”，这种配置方式本身是无形的、抽象的，是人类智慧的体现，但它可以通过有形的载体表现出来而为人所感知。当它被制作成芯片时，表现为一定的构形；当它被制成掩膜版时，表现为一定的图形；当它被输入计算机时，则以一定的数据代码的方式存储在磁盘之中。
（二）可复制性。
布图设计具有可复制性，但其可复制性与一般著作权客体的可复制性不同。当布图设计的载体为掩膜版时，它以图形方式存在，这时只要对全套掩膜版加以翻拍，即可复制出全部的布图设计。当布图设计以磁盘为载体时，同样可用通常的拷贝方法复制。当布图设计的载体为集成电路芯片时，它同样可以被复制，只是复制过程相对要复杂一些。复制者要先把芯片的塑料或陶瓷外壳打开，利用一台高分辨率的照相机，把顶上的金属联接层照下来，再用酸把这层金属腐蚀掉，对下面那层半导体材料照相，获得该层的掩膜作品。照完后利用相同的方法再照下一层，如此一步一步做下去，就可以得到这一芯片的全套掩膜，依靠这套掩膜就可以模仿生产该芯片。这种从集成电路成品着手，利用特殊技术手段了解其布图设计的方法被称为“反向工程”方法。这种方法虽需一定的技术要求，但是比起原开发者漫长艰辛的开发过程，其所花费的时间和精力都只是后者的若干分之一。
（三）表现形式的非任意性。
布图设计是与集成电路的功能相对应的。布图设计的表现形式要受到电路参数、实物产品尺寸、工艺技术水平、半导体材料结构和杂质分布等技术因素和物理规律的限制，因此开发新的功能相同或相似的集成电路，其布图设计不得不遵循共同的技术原则和设计原则，有时还要采用相同的线宽，甚至采用相同的电路单元。这就造成了对布图设计侵权认定难度的加大，有关这一点，笔者将在后文论述。
由以上特点可以看出，布图设计的无形性是知识产权客体的共性，可复制性是著作权客体的一个必要特征，表现形式的非任意性则是工业产权客体的特性，因此，布图设计成为了一种兼有著作权和工业产权客体双重属性的特殊知识产权客体，很难在传统的知识产权法律保护体系中得到完善的保护。因此要想求取良好适当的法律保护模式，就必须突破传统的界限。针对布图设计自身的特征，制定出专门的单行法律加以保护，这是世界上大多数国家的共识。我国也正是采用了此种立法方式。
二、我国集成电路布图设计知识产权保护的理论体系
我国集成电路布图设计的知识产权保护体系是在传统知识产权法理论的基础上，借鉴国外的一些理论和实践建立起来的。这一理论体系的核心概念即布图设计专有权。
（一）布图设计专有权的概念和要素
1、概念
布图设计专有权就是布图设计的创作人或者其他权利人对布图设计所享有的权利，具体来说，就是指国家依据有关集成电路的法律规定，对于符合一定手续和条件的布图设计，授予其创作人或其他人在一定期间内对布图设计进行复制和商业利用的权利。布图设计专有权作为一种独立的知识产权，既不属于专利权，也不属于著作权。而且，布图设计专有权是以布图设计为权利客体的，权利人对与布图设计有关的集成电路或其中所含的信息并不享有权利。
2、要素
布图设计专有权的要素包括三个，即布图设计专有权的主体、客体和内容。
（1）布图设计专有权的主体。
布图设计专有权的主体，即布图设计权利人，是指依照集成电路布图设计保护法的规定，对布图设计享有专有权的自然人、法人或其他组织。根据我国《集成电路布图设计保护条例》的规定，能够享有布图设计专有权的人主要有以下几类：
①布图设计创作者或合作创作者
布图设计的创作者或合作创作者即以自己的智力劳动单独或共同完成布图设计的人。由于布图设计的各个部分是密不可分的，具有整体性，缺少任何一部分布图设计都将无法完成预先希望达到的功能，因此，由多人共同创作完成的布图设计其权利只能作为一个整体由各创作人共同享有，即使各创作人所创作的部分能够与他人的部分相区分，他也不可能就这一部分设计单独享有权利。但是法律允许合作者就布图设计专有权的归属作出约定。
②主持创作布图设计的法人或组织
根据我国《集成电路布图设计保护条例》第9条第二款的规定：“由法人或者其他组织主持，依据法人或者其他组织的意志而创作，并由法人或者其他组织承担责任的布图设计，该法人或者其他组织是创作者。”由法人或组织主持创作的布图设计类似于版权法中的职务作品，其权利不由直接完成创作的人享有而由有关的单位享有。
③经约定可以享有权利的委托人
对于委托创作布图设计的情形，我国的规定是：“受委托创作的布图设计，其专有权的归属由委托人和受托人双方约定，未作约定或者约定不明的其专有权由受托人享有。”所以因受委托而完成的布图设计的专有权归属，首先依委托人与受托人的约定，双方未约定或约定不明的，由受托人也就是直接完成创作行为的人享有布图设计专有权。
④以上主体的权利继受人
布图设计权利人是自然人的，自然死亡之后，其专有权在法律规定的保护期内可依照继承法的规定转移。布图设计专有权属于法人或者其他组织的，法人或者其他组织变更、终止后，其专有权在法律规定的保护期内由承继其权利、义务的法人或者其他组织享有，没有承继其权利、义务的法人或者其他组织的，则布图设计进入公有领域。
另外，我国法律还规定外国人创作的布图设计首先在中国境内投入商业利用的，依照我国的法律可享有布图设计专有权。外国人创作的布图设计其他作者所属国同中国签订有关布图设计保护协议或与中国共同参加有关布图设计保护的国际条约的，也可依我国法享有布图设计专有权。
（2）布图设计专有权的客体。
《集成电路布图设计保护条例》中规定，布图设计专有权的客体是具有独创性的布图设计。这一规定与《WIPO条约》①中的规定是一致的，我国已是该条约的正式签字国。布图设计的独创性是指该布图设计是创作者自己的智力劳动成果，并且在其创作时该布图设计在布图设计创作者和集成电路制造者中不是公认的常规设计。但如由常规设计组成的布图设计，其组合作为整体符合前述条件的，也是受到保护的客体。这一规定是为保护集成电路进一步发展而作的特别规定。我国法对布图设计的保护，不延及思想、处理过程、操作方法或者数学概念等。具体来说，一项布图设计要取得专有权，必须具备以下的条件：
①实质要件：申请保护的布图设计必须具有原创性。
具有原创性包括两层含义，一是指该布图设计必须是创作人自己智力劳动的成果，而非简单复制他人的布图设计。二是指该布图设计应具备一定的先进性，即它在创作完成时不能是当时集成电路产业中常用的，显而易见的或为人所熟知的。
对原创性的规定，大多数国家都大致相同，《WIPO条约》中对此亦作出了详细的规定，我国作为集成电路技术较为落后的发展中国家，作出这样的规定有利于鼓励有关技术人员的积极性和主动性，以促进集成电路产业的发展。
②形式要件：即取得保护的布图设计在形式上必须具备的条件。
我国以登记作为布图设计取得权利保护的形式要件。
我国已规定了一套类似计算机软件版权登记的布图设计权登记制度。如果不进行登记，权利人将很难证明其布图设计在创作完成时是非显而易见的，因为布图设计的发展十分迅速，等到侵权纠纷出现时，举证已相当困难，建立一套登记制度即可在很大程度上解决这一难题。
（3）布图设计专有权的内容
布图设计专有权的内容即指布图设计专有权的具体权能。根据《集成电路布图设计保护条例》的规定，我国的布图设计专有权的权能主要包括：
①复制权，即权利人有权通过光学的、电子学的方式或其他方式来复制其受保护的布图设计或者含有该布图设计的集成电路。这种复制（reproduce）与版权法中的复制（copy）是不同的，它必须通过特殊的方法实现，实际上是一种重新制作。所以，我国《条例》中明确规定：“复制，是指重复制作布图设计或者含有该布图设计的集成电路的行为。”
②商业利用权，即布图设计权人享有的将受保护布图设计以及含有该受保护的布图设计的集成电路或含此种集成电路的产品进行商业利用的权利。各国立法对此权利内容的规定不完全相同，但一般都包括出售权、出租权、展览陈列权以及为商业目的或其他方式的利用而进口的权利等。我国法所规定的商业利用，是指为商业目的进口、销售或者以其他方式提供受保护的布图设计，含有该布图设计的集成电路或者含有该集成电路的物品的行为。
值得注意的是，从各国现有的集成电路法规定看，布图设计权均不包括任何精神权利，且布图设计权不影响权利人根据其他法律而对布图设计所享有的权利。
（二）布图设计专有权的权利限制
作为一种知识产权，和专利权及版权一样，布图设计权的行使也存在一定的限制。从各国立法的情况来看，对布图设计权利的限制主要有以下几种：
1.合理使用。这与版权中的合理使用相类似，主要包括为个人目的而复制或利用和为教学研究而复制或利用。
2.合理的反向工程。反向工程是现代集成电路工业发展的主要手段之一，但是反向工程也具有一定的特殊性，因为在复制他人布图设计时也可能会用到反向工程的技术，以科学研究为目的的反向工程是合法的，而单纯为获取他人布图设计而进行的反向工程则是非法的，这又涉及到一个侵权认定的问题。
3.权利穷竭。布图设计权人或经其受权的人将受保护的布图设计或含有该布图设计的集成电路产品投入市场以后，对与该布图设计或该集成电路产品有关的任何商业利用行为，不再享有权利。
4.善意买主。即基于善意，不知道有关半导体芯片产品的保护的存在而购买了该半导体芯片产品的人。这些人的行为是不能构成布图设计侵权的。
5.强制许可。即在一定条件下，一国政府可以不经布图设计权利人的同意强制作可他人或有关的组织使用其布图设计。这一做法主要由一些发展中国家采用，一些发达国家如美国对此持反对意见。《WIPO条约》对强制许可采取了肯定的态度，允许缔约各国根据自己实际情况在法律上规定强制许可制度。
根据我国《集成电路布图设计条例》第四章的规定，我国对布图设计专有权行使的限制主要体现在以下这几个方面：
（1）为个人目的或者单纯为评价、分析、研究、教学等目的而复制受保护的布图设计的。
（2）在依据前项评价、分析受保护的布图设计的基础上，创作出具有独创性的布图设计的。
（3）对自己独立创作的与他人相同的布图设计进行复制或者将其投入商业利用的。
（4）受保护的布图设计、含有该布图设计的集成电路或者含有该集成电路的物品，由布图设计权利人或者经其许可投放市场后，他人再次商业利用的。
（5）在国家出现紧急状态或者非常情况时，或者为了公共利益的目的，或者经人民法院、不正当竞争行为监督检查部门依法认定布图设计权利人有不正当竞争行为而需要给予补救时，国务院知识产权行政部门可以给予使用其布图设计的非自愿许可。但是取得非自愿许可的自然人，法人或其他组织应向布图设计权利人支付合理的报酬，其数额由双方协商；双方不能达成协议的，由国务院知识产权行政部门裁决。
由以上这些规定可以看出，我国基本上采用了与《WIPO条约》相似的规定，这有利于我国的集成电路布图设计与国际法律规定的接轨。
（三）布图设计侵权及其认定
所谓布图设计侵权，即指侵犯了布图设计权利人的权利，依法应承担法律责任的行为。它主要包括非法复制与非法进行商业利用两种。其中非法进行商业利用的行为比较容易认定，也易取证，但对非法复制的认定却存在一定的难度。非法复制主要有两种：
1.完全复制，即将原布图设计原封不动照搬下来。这种情况比较好认定，因为开发一种布图设计是一项艰巨复杂的脑力劳动，两个相互独立的开发人在互不接触的情况下独立开发的两种功能相同的布图设计，虽然在电路原理上有可能相似，但是表现在掩膜版上的具体元件布置、连线等布局完全一模一样的可能性几乎为零，因此在实践中如发现两种完全一样的布图设计，那么必定是后一布图设计人复制了前一设计人的布图设计，举证责任主要集中在开发时间先后上，如果规定有布图设计的登记制度，这就比较容易认定。
2.部分复制，即仿制，这是目前存在的布图设计侵权行为中占比重最大，而且也是最难认定的一种侵权行为。它之所以难以认定的主要原因是布图设计中有许多共同遵循的基本电路原理和技术原则，再加上新旧布图设计之间需有兼容性的要求，在功能相类似的布图设计中不可避免地会有一些相同或相似的地方。因此许多布图设计侵权人在获取他人布图设计作品以后，将一些无关紧要的元件位置作一定的改动，在电路设计连线上再作一些调整，就会使新的布局与原有的布局很不相同，尤其在制作成集成电路产品以后，肉眼无法观察，必须借助机器进行复杂的技术处理后才能认定，这就更增加了对此种侵权行为认定的难度。
笔者认为，在认定这种侵权行为时必须抓住两个关键：一是两种布图设计是否实质相似，二是另一布图设计创作人是否曾接触过受保护的布图设计。确定了这两点，侵权的判定即可成立。对是否实质相似的认定，主要可从两个方面着手：（1）从设计组成上看，首先在量上确定，两种布图设计相同的部分有多少，占全部布图设计的比重有多大，一般而言，相同的越多，是复制的可能性就越大，另外在质上可考察相同的部分在整个设计中所起的作用是否相同，如果起的都是核心的作用，那么就很容易构成实质相似。（2）从功能上看，两种布图设计的功能是否相同是二者是否实质相似的根本要件，如果两种功能完全不同的布图设计，即使其元件布局、线路布置绝大部分相同，也不可能构成实质相似。抓住了这两个关键，对于仿制的侵权认定就相对容易了。
总之，我国的《集成电路布图设计条例》已初步建立了我国的集成电路布图设计的知识产权保护理论体系，对布图设计侵权作了规定，并且规定了侵权人应当承担的法律责任。但我们仍需要在今后的布图设计权利保护实践中进一步改善我国的保护制度，使布图设计专有权的保护更全面更完善，从而促进我国集成电路产业的进一步发展。
[注 释]：
①即《关于集成电路的知识产权条约》（Treaty on the Intellectual Property in Respect of Integrated Circuits），是世界知识产权组织（WIPO）于1989年5月在华盛顿通过的一部国际条约，简称《WIPO条约》。现在已在这个条约上签字的国家有埃及、加纳、利比里亚、危地马拉、南斯拉夫、赞比亚、印度和中国等。
[参考书目]
1. 郑成思著《计算机软件与数据的法律保护》，法律出版社，1987版。
2. 郑成思著，《信息、新兴技术与知识产权》，中国人大出版社，1986版。
3. 英明初著，《计算机软件的版权保护》，北京大学出版社，1991年8月版。
4. 唐光良、董炳和、刘广三著，《计算机法》，中国社会科学出版社，1993年11月版。
5. 刘江彬著，《计算机法律概论》，北京大学出版社，1992年7月版。
6. 赵震江主编，《科技法学》，北京大学出版社，1991版。
电路设计的过程范文2
《电子线路板设计》课程是一种电子设计自动化软件，主要用于电路原理图设计、印制电路板（PCB）设计、可编程逻辑器件（（PLD）设计和电路信号仿真，是电子信息技术、应用电子技术等专业开设的必修课。在传统的教育和培训中，《电子线路板设计》课程通常分为两个环节：理论与上机，教学中老师起主导地位，学生被动的接收老师的知识，从而降低了学生的学习兴趣。 因此，为全面打破传统的教学模式及其弊端，并倡导学生为核心的教学模式，充分调动学生的学习主观能动性，项目教学孕育而生。
1 基于工作过程的教学思想
基于工作过程的项目化教学主要是以学生为整个教学过程的核心，重在学生参与学习过程，教师在教学过程中起指导与引导作用。项目化教学能使学生在学习情境中培养分析问题和解决问题的能力，学习理论和职业技能，培养综合职业能力。
2 基于工作过程导向的“电子线路板”课程设计
项目的设置是“项目化教学”成功的关键。项目设计应依据教学目标，以工作过程为依据，既要与书本的知识紧密结合，又要符合学生的实际情况，逐渐提升学生技能。
电子线路板设计采用项目化教学，每个项目设计成两个教学情境：原理图设计、印制电路板设计。每个项目都有重点，并且都是完整的电子线路板制作过程，学习者在完成不同项目的过程中，可以由浅入深、由易到难学习protel99se软件，同时也学习了电子线路板的设计思路。（如表1）
3 教学点评
教学点评是项目化教学的重要的环节，每一个项目完成后，教师应及时要求学生总结项目重点、难点，列出项目中易出现的错误及存在的问题，教师根据学生在项目实施中的问题，进行详细讲解与演示，有利于学生更好的掌握知识和技能，提高学生的学习主动性，可取得更好的教学效果。
电路设计的过程范文3
【关键词】工作过程导向 高职 机床电气线路维修 课程设计
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2016）12C-0087-02
近年来，随着国际装备制造业的智能化发展，国内制造业也加快了工业智能化的步伐，“机器代人”已成为制造业提高劳动生产率的必然选择。因此，社会和地方区域经济发展都急需大批动手能力强、有较强创新和实践应用开发能力的高素质应用型人才。而课程始终处在人才培养的核心地位。机床电气线路维修课程是高职院校机电一体化技术专业的专业必修核心课程，该课程内容涉及知识面广、相关技术更新快、与生产实际结合紧密，对培养高素质工程应用型人才具有重要作用。该课程目标在于培养学生在机电技术领域的工作岗位上，从事机床电气控制线路设计、安装、调试及维护维修方面的专项职业能力，达到本专业学生获得维修电工中/高级职业资格证书考证基本要求，同时培养学生团结协作、吃苦耐劳、精益求精的职业素质和毕业后从事机电技术领域工作所必需的职业综合能力。
一、课程教学现状
（一）沿用传统的教学模式
该课程在教学上仍然采用理论为主、实践为辅的教学模式。学生学到的基本上都是零碎的知识点。这种教学模式， 因为没有充分考虑教学内容、教学对象、教学条件和学生的学习兴趣、学习认知规律等方面的因素，课堂上难免会出现生硬、呆板的现象，限制了学生的思维和创造力。由此可见，这种碎片式教学模式不符合高职学生的培养目标，而且教学效果不够理想。
（二）教学方法与手段有限
该课程是一门理论性深、知识系统性强、实践性很高的课程。目前我们采用的教学方法与教学手段有：一是单一注入式课堂教学方法；二是案例教学法；三是教师讲授与课堂讨论相结合；四是讲练结合。但是教学手段还较为单一。
二、基于工作过程的课程设计
（一）课程定位
本课程是在电工电子技术课程学习的基础上开展，也是进一步学习PLC控制系统安装与编程等专业课程的基础，在专业课程体系中起着承上启下的作用。
（二）设计思路
本课程紧扣机电一体化技术专业的人才培养方案，改变以知识传授为主要特征的学科课程模式，以项目为载体，以学习情境为主线，引入国家维修电工职业标准，以合作企业自动化生产设备控制电路的安装、调试、维修、管理职业岗位的典型工作任务为导向，结合学生认知规律，从简单到复杂，设计普通车床电气控制线路分析与维修、平面磨床电气控制线路分析与维修等五个学习情境。以教师为主导、学生为主体，学生独立思考、各小组团结协作共同完成各学习情境的工作任务，实现对完成工作任务的真实体验，从而提高学生的职业岗位能力和职业素养。
（三）具体工作过程设计
根据岗位职责的在知识、技能和素质三方面的能力需求及学生的认知规律，解构传统知识，根据实际的工作过程，由浅到深，由简单到复杂，循序渐进地进行内容重组。调整后的学习情境及学习任务如表1。
三、课程实施的注意事项
（一）应采取多样化的教学方法和手段
因本课程的内容特点，教学中必须不断丰富教学方法及手段，并将多种教学方法融会贯通。在灵活运用任务驱动、教学做一体化的教学方法同时，融入先进的教学手段，具体有：运用现代化多媒体技术和设备，主要包括计算机、投影仪、教学软盘、光盘等，集声、光、图等于一体；虚拟仿真教学软件；工学相结合；基于网络课程的网络教学手段。采用多媒体教学向学生展示电气原理图，不仅形象直观，而且提高了学生兴趣和课堂教学效果；在校中厂的实训室中，综合采用多媒体演示教学和软件仿真教学法，并在教学过程中融入企业的6S管理理念，让学生在真实的职业体验中动手实践。多样化的教学手段可以使原本枯燥、抽象、复杂的原理，直观、形象的展现在学生面前，让学生更好的掌握所学知识，让学生有“寓教于乐”的感觉而主动学习。
（二）应采用多元化的评价方式
采用多元化的考核评价方式，体现教学的公正、公平、公开。由注重知识考核，转变为注重能力和过程考核，采取笔试、口试、实操、作业展示等多种方式进行综合考核，将过程考核与结果考核结合起来。其中，过程考核占总成绩的60%，结果考核占总成绩的40%。
注重对学生能力的考核，过程考核采用教师评价和学生自评相结合的方式，每个学习任务完成后，由各小组提交报告书，教师根据报告的内容和完成质量进行评分，并进行小组答辩，对学习的完成提出创新的小组适当加分，小组成绩由教师先给出各小组得分，组长再根据组员在工作任务完成中所起的作用和表现状况，给出各组员的得分，教师将每个学生的个人成绩与小组分配成绩相加，得出课程过程考核的最终考核成绩，课程考核的成绩组成如表2所示。
通过公开公正的综合考核全面考核学生的能力，多样化的评价手段受到学生的一致好评。
此外，还要加强双师型任课教师的培养；提高完善实训条件；配套校本教材、实训指导书的开发等等。
总之，以工作过程为导向，重构机电一体化技术专业的核心课机床电气线路维修的内容，受到学生的一致好评，新的教学模式和丰富的教学方法提高了学生的学习积极性和主动性，有效地突破了教学重难点，增强了学生的职业素质，教学质量明显提高。
【参考文献】
[1]中国经济网―《经济日报》.工信部部长苗圩：着力构建新型制造业体系[EB/OL].[2016-09-01].http：///view/ent/201609/01/t20160901_15474507.shtml
[2]徐惠敏.基于工程应用项目的机床电气控制与PLC课堂教学改革实践[J].中国现代教育装备，2015（23）
[3]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计―关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究，2009（4）
[4]熊幸明.电气控制与PLC[M].北京：机械工业出版社，2011
[5]张海鸥.基于工作过程导向的《软件测试》课程设计[J].吉林省经济管理干部学院学报，2016（3）
[6]慕君.多样化教学方法在《机床电气维修》课程中的尝试[J].黑龙江科技信息，2015（33）
[7]方小菊.高职以工作过程为导向的电工电子技术课程改革与设计[J].广西职业技术学院，2016（2）
【基金项目】广西职业技术学院教研课题“高职以工作过程为导向的机电一体化专业课程体系建设的研究与实践”（桂职院〔2014〕142209）
电路设计的过程范文4
关键词： 组合逻辑电路；Multisim ；仿真
0 引言
组合逻辑电路是指在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与电路以前状态无关，而与其他时间的状态无关。组合逻辑电路的分析和设计是数字电路中一个重要组成部分[1]，对于初学者和大多数电子设计人员来说，掌握了一定的基本分析和设计方法后，设计出来的结果仍然不够理想，特别是经过实际焊接电路或在面包板上搭接电路，再用仪表和分析仪器来分析判断结果后，设计达不到要求，就要重新设计，反反复复不但费时费力，浪费材料，而且在搭接电路过程中由于焊接而带来的虚焊、漏焊等接触不良现象，可能引发一系列电路问题，这些都极大的消弱设计者的积极性。随着计算机技术的发展和电路设计仿真软件不断出现，运用电路设计仿真软件设计电路，是提高组合逻辑电路设计水平和设计能力的有效方法[2]。
Multisim软件是加拿大Interactive Image Technologies
公司（图像交互技术公司，简称IIT公司）在1998年推出EWB5.0
（Electronic Workbench，称为“虚拟电子实验室”）的基础上推出的一款更高版本的电路设计与仿真软件[3-4]。将Multisim软件应用于数字电路教学和科研中，可以使组合逻辑电路的分析和设计变得简洁、方便，有利于更好更快的达到组合逻辑电路的分析和设计的目的。
因此本文利用四输入表决电路设计来对比传统设计方法和Multisim软件设计方法过程。
1 传统组合逻辑电路设计
传统组合逻辑电路设计一般步骤为：分析任务要求列出真值表，通过真值表求出逻辑表达式并根据器件化简，画出逻辑电路图，最后根据逻辑电路图构建实验电路验证结果。逻辑化简是组合逻辑设计的关键步骤之一，为了使电路简单、使用器件少，要求逻辑表达式尽可能简化。但是考虑电路选取器件、稳定可靠等要求，最简化设计往往不是最终的逻辑表达式[5]。下面就以设计四输入表决电路为例来分析组合逻辑电路设计的一般步骤过程。
2.1 四输入表决电路分析
现在有四输入表决电路如图1所示，这一电路具有怎样的功能呢？逻辑转换仪提供了八个输入和一个输出端，我们将待分析电路连到逻辑转换
仪的输入和输出端上，如图3所示，按下按钮①，可以将待分析电路转换为真值表，此时可以接着按下按钮②或③，将会把真值表转换为逻辑表达式。利用此方法在分析组合逻辑电路时，可以省去复杂的逻辑计算，使得分析复杂组合逻辑电路变得更加简单。
2.2 四输入表决电路设计
最后，需要验证逻辑电路设计，我们可以直接在Multisim
电路设计的过程范文5
关键词：计算机高速数字电路技术 阻抗信号 设计技术
中图分类号：TN79 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）11-0000-00
计算机高速数字电路设计技术的概念：高速数字电路就是高速变化信号在电路中所产生的电感、电熔等模拟特性的电路，计算机高速数字电路应用了先进的电子技术，而且是应用了先进的计算机技术，要促使计算机达到高速数字电路系统的运行处于平衡的理想状态，就要对相关所以的电路参数经行不断调整及优化。需要特别注意的是，在相关技术的设计过程中，要紧密的注意电路各元器件之间的搭配要合理，要正确，这样才能有效果。
1 影响计算机高速数字电路设计技术的问题分析
1.1信号线间距离的问题
计算机高速数字电路设计技术目前的发展情况，是整个电子设计行业的骄傲，是这个领域的创新发展。这种技术促进了电子技术的蓬勃发展，计算机数字电路发展虽然很快但还存在很多问题，这个阶段的计算机高速数字电路设计技术存在下面问题：例如，信号线间距离对计算机高速数字电路设计的影响，根据相关技术进行分析，随着高速数字电路设计发展，印刷版电路密集度不断增大，这样一来就会忽视相关信号的现象，随着时间的发展，我国要发展计算机高速数字设计技术，就要解决存在的信号线间距距离问题。
1.2传输线的问题
关于信号在传输线的问题，它的关进在于阻抗信号，在现在这个时期，计算机高速数字电路设计阶段，在这个设计过程中发现在信号的传输过程中存在阻抗不匹配的现象，这种现象极大的影响着计算机高速数字设计技术的发展，它会给相关信号带来破坏性的噪音，这些噪音会对信号的质量形成阻碍，导致信号的不完整，这样就会给电源平面带来相关的影响。1.3电源平面的问题
科技现代化时代下，利用先进的电子技术设计计算机高速数字化电路设计技术，根据相关技术的情况，这项技术得到了不断的发展，在很多方面都有所应用。目前计算机高速数字电路设计过程中，电源平面相关影响原因分析发现，在电源平面间存在电阻和电感，它们之间要经过大量电路的输出过程，这样的过程中就会产生极大的瞬间电流，产生的极大电流会对整个电路产生较大的影响，将对高速数字电路地线和电源线电压造成极大的影响，关于电源平面的问体，应针对问题完善技术。
2 计算机高速数字电路技术的研究分析
2.1完善设计保证信号的完整性
根据笔者对以上问题的分析，目前计算机高速数字电路设计技术中存在的问题要进行分析解决，针对阻抗不匹配的影响，对电路信号的完整性也造成的影响的情况，根据这个情况要对计算机高速数字电路技术进行完善设计，保证解决计算机高速数字电路信号的完整性。笔者从两个方便分析：（1）研究关于在电路信号传输过程中，因为不同电路之间电路信号网的传输信号之间产生了干扰情况，也就是以上笔者提出的信号线间距干扰的问题。（2）研究分析计算机高速数字电路在运行的过程中，不同信号在传输的过程中，对电路信号网产生的干扰情况。研究发现会受到阻抗不相匹配的因素而影响到电路信号的传输效率情况，并且根据现阶段计算机高速数字电路运行的过程中，阻抗很难控制的原因，发现经常会出现阻抗过大或过小的现象，这些现象都会对电路信号传播的波形产生一定的干扰，所以影响信号的完整性。针对问题要对计算机高速数字电路设计技术进行改进，使系统一直处于过阻抗的情况，这样就能保证电路设计不会受到阻抗不等的情况，这样电路信息传输的完整性电源进行合理设计这样就得到了解决。
2.2确保电路系统的可靠性
针对计算机高速数字电路系统的问题中，据分析受到电源平面间电阻和电感的影响，这种影响使电源运行过程中会出现过电压的故障，严重影响到电路系统运行的可靠性。从两个方面进行分析；（1）在实际中计算机高速数字电路系统运行的过程中，就必须要考虑到电源的电阻和电感因素，而要减少电源面的电阻和电感对电源系统的影响，就必须对其采取降低的处理措施。（2）对现在电路系统电源才智的分析，现在很多情况是大面积铜质材料，根据相关系统来分析，这种材料达不到计算机高速数字电源的要求，这样就会产生影响，所以该改正，把楼电容应用到电路中，这样可以有效的避免或降低电源面电阻和电感对系统的影响，这样就从根本上提高了电路系统运行的效率，保证了电路系统的可靠性。
3 结语
笔者自身的工作经验，结合实际的工作实践，在本文中对计算机高速数字电路设计技术进行了深入的分析，对目前文采问题进行了分析，针对问题对影响计算机高速数字电路设计技术的几项因素进分析，也提出了相关改进办法，针对计算机高速数字电路系统的运行效率等相关技术的发展提出自己的见解。
参考文献
[1]廖传柱.高速数字电路设计技术的发展研究[J].长春师范学院学报，2013年12期.
[2]陈国荣，沈长松，郑宽涵.浅谈高速数字电路设计中电源完整性[J].科技风，2012年12期.
电路设计的过程范文6
关键词：纳米尺度互连线 集总参数模型 电路仿真 CMOS射频集成电路设计
中图分类号：TN402 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0176-02
1 引言
随着半导体技术的发展，纳米尺度的CMOS工艺射频集成电路（RFIC）在工业、科技、医药医疗的应用越来越广泛，且其工作频率已经进入微波、毫米波段，如X波段、Ku波段及60GHz应用等[1]。然而，当电路的工作频率进入到这种高频频段时，电路模型的精度是电路能否成功实现的关键所在。在电路版图设计之后，通常是利用Assura和Calibre等工具来获得互连线的寄生电阻和寄生电容。然而，由于电路的寄生电感比寄生电阻和寄生电容复杂且精度低，很难利用版图验证设计工具得到寄生电感值，因此，需要借助于电磁场仿真软件对传输线进行准确模拟。然而，在电路设计初期通常需要考虑用于互连的微带传输线对电路性能的影响，传统单纯利用电磁场仿真软件进行参数提取的方法无法准确根据设计要求进行参数调整。本文构建了基于物理特性的互连线模型，该模型的寄生参数通过传输线物理特性和电磁场仿真软件得到，易于计算和电路设计分析。同时，该模型的参数和频率无关，易于电路分析，适用于射频集成电路的设计。最后，论文详细论述了将模型用于集成电路设计中的流程。
2 互连线寄生参数仿真模型
射频集成电路设计中使用的互连线结构按照其类别可分为两类：第一类是微带线是以芯片衬底地作为其地平面，第二类是互连线是以某一金属层（通常是第一层金属M1）作为其地平面。对于这两类互连线结构而言，采用衬底地平面作为公共地平面的互连线比采用底层金属M1作为公共地的互连线更加灵活，因为在实际电路设计中受限于电路结构，其底层金属需要作为信号线进行器件之间互连，这种情况下需要采用第一种结构来实现信号互连。然而，使用底层金属M1作地线可以隔离衬底，减少衬底的损耗，因此在集成电路设计中两种传输线结构相互并存。
图1是互连线的模型图，该模型为单π集总参数模型，与常规的电感π模型相似[2]。图1中模型并联部分表示寄生电容和电阻，串联部分表示寄生电感和电阻。在设计窄带宽的电路时，尤其是进行放大器电路设计，关注的是工作频率附近的参数。所以，方框模型可以视为独立于工作频率，即模型在窄带电路设计中依旧可以使用。模型中，电感L2和电阻R2为互连线自身的分布电感和分布电阻，包含了集肤效应和邻近效应对电路的影响，而并联电容和电阻为导线和衬底之间等效电容和等效电阻。
对于该传输线模型，其离散参数的矩阵近似于模拟值和实际测量值。根据等效规则，电路的参数都可由Y参数推导得出[3]。在得到每一模块的参数后，串联电感值，电阻值和并联电容值都可以求出。
根据等效规则，工作频带的S参数应该与模拟和测试值相同。根据对Y矩阵的定义，可以推导出以下公式：
式中，为工作频率，函数real（）和函数imag（）分别代表着复数的实部和虚部。
以上的公式对于大多数传输线是可用的，无论传输线是否对称。在大多数情况下，传输线的Y1，Y3部分在结构上并不对称。但是，当两端口的反射系数的值相同时，将出现对称的特殊情况。此时传输线可化简为相同的部分，且可从电报方程中得出各元件的值。
在以上的分析中，电容，电感和电阻分别是频率的参数，而本模型中各部分数值处理成和频率无关的数值，这将在电路设计中产生误差。由于替换产生的误差可有下面公式得出：
是仿真实际S参数值，是模型的S参数值。
通常，当电路的频率与正常工作频率差异较大时，由于集肤效应和邻近效应，这个误差将会造成更加严重的影响。依照上述的模型，我们利用电磁场仿真软件ADS-Momentum构建了互连传输线，该传输线采用第二类结构，该传输线位于的TSMC 0.18um射频/混合信号工艺的第6层金属上，金属线宽6um，线长115um。工作频率为10GHz，根据公式（2）得到集总参数模型各个参数如下：
为比较模型和实际电磁场仿真数据之间差别，公式（4）中各个数据对应模型的S参数和电磁场仿真软件得到的S参数进行了对比，图2是采用电磁场仿真软件ADS-Momentum和模型部分参数对比，从图中可以看出，电磁场仿真软件的模型和本模型S参数的误差远离工作频率段误差越大，这是由于公式（2）中对频率进行了近似处理，远离工作频率的点采用工作频率来代替，由于这种代替，数据之间误差越大。在其偏离中心频率50%位置处（即15GHz和5GHz），模型和Momentum仿真数据的差异低于5%。在实际电路设计，通常需要电路设计师关注于传输线寄生参数对电路性能影响，此时工作频率点附近模型简易、准确是电路设计重点，而偏离工作频率点的模型误差在窄带电路设计是可以接受的。
3 模型在射频集成电路设计中应用
CMOS射频集成电路设计是利用已有的有源器件和无源器件模型进行电路设计。传统的集成电路设计首先进行电路原理图设计，然后进行电路版图设计，再进行参数提取，在参数提取中主要利用Cadence系统自身已有的仿真工具Assura来实现，在参数提取结束后再进行后仿真。当电路设计不满足要求时，需要重复上述过程，然而，在上述的传统集成电路中，由于参数提取过程的参数为分布参数，难以直接用于电路O计参数调整。同时，传统的参数提取方法只进行了电阻和电容的参数提取，而对寄生电感没有进行提取，这将导致电路设计的预期结果和实测结果出入较大。
为克服传统的射频集成电路设计的上述不足，可以将本论文的参数模型和集成电路设计相互结合。图4是本论文的模型应用于射频集成电路设计中流程图，在原理图和版图设计中依然类似于传统的集成电路设计方法，但版图设计及参数提取时将版图中的互连线单独分离出来，利用电磁场仿真软件ADS-Momentum电磁场仿真，仿真结束后利用模型将其中的各个互连线参数提取出来，由于互连线的宽度、长度和图1中模型的各个参数密切相关，故将互连线得到的各个参数代入到版图后仿真设计中，检测互连线参数是否满足电路设计要求。如果互连线参数满足设计要求，则电路设计完成；否则，根据要求适当调整互连线参数，并判断调整后参数是否满足电路设计要求，如果满足电路设计要求，则依据重新设计的要求进行版图调整，完成电路设计。如果调整后的互连线参数依然不满足电路设计要求，则依据要求进行原理图设计调整，然后依次重复上述过程。如图3所示。
从上述的电路设计流程可以看出，在射频集成电路设计中应用本模型可以及时了解电路中的各个互连线参数，根据电路设计要求调整互连线参数，满足电路设计要求。在整个设计流程中，首先根据互连线提取参数判断是否满足电路设计要求，进而根据设计要求调整互连线参数来满足电路设计要求，这将简化传统电路设计循环，减少电路设计时间，同时通过互连线参数调整将互连线作为电路设计的一部分进行综合考虑，这将有助于提高电路综合性能。
4 结语
本文提出了适用电路后仿真的纳米尺度互连线模型，该模型基于物理意义而构建，模型的各个参数皆为集总参数，各个参数都可以通过电磁场仿真软件而获得并在集成电路设计中进行调整。该集总参数的模型结构简单，易于使用，适合于CMOS射频集成电路设计分析中使用，同时文中给出了该模型应用于射频集成电路设计的流程并分析了其特点，分析表明采用文中模型可以根据电路设计要求进行调整互连线的尺寸，并可将互连线参数作为电路设计的一部分进行综合考虑，有助于提高电路综合性能。
参考文献
[1]A.Niknejad， “Siliconization of 60 GHz”， IEEE Microw. Mag.， pp.78-85，Feb.2010.
[2]J.Rong， M.Copeland，“The modeling， characterization， and design of monolithic inductors for silicon RFICs”，IEEE Journal of Solid-state Circuits， Vol.32，No.3，pp.357-369，March 1997.
[3]廖承恩.微波技g基础，西安：西安电子科技大学出版社，1994.12.
收稿日期：2016-09-28
