电子系统设计的方法一般是比较复杂的,必须采用有效的方法去管理才能使设计工作顺利并取得成功。
基于系统的功能与结构上的层次性,电子系统设计一般有以下三种方法:自顶向下法(Top to Down)、自底向上法(Bottom to Up)和组合法(TD & Bu Combined)。
(1)自顶向下法。
首先从系统级设计开始,根据系统级所描述的该系统应具备的各项功能,将系统划分为单一功能的子系统,再根据子系统任务划分各部件,完成部件设计后,最后才是元件级设计。
优点:避开具体细节,有利于抓住主要矛盾。适用于大型、复杂的系统设计。
(2)自底向上法。
根据要实现系统的各个功能要求,从现有的元器件或模块中选出合适的文件,设计各部件,一级一级向上设计,最后完成整个系统。
优点:可以继承经过验证、成熟的部件和子系统,实现设计重用,提高设计效率。多用于系统的组装和测试。
(3)组合法。(www.daowen.com)
结合了自顶向下法和自底向上法的优点。
为实现设计的可重复使用以及对系统进行模块化设计测试,现代的系统设计通常采用以自顶向下法为主,结合使用自底向上法的方法。这样既可进行复杂系统设计,又能充分利用成熟技术,提高设计效率。
由于电子电路种类繁多,千差万别,设计方法也因具体情况而不同,因此在设计时,应根据实际情况灵活掌握。
以一个典型的电子测量系统为例,完整的功能模块的结构组成如图1-5。
图1-5 信号测试与处理系统
在图1-5所示系统中,该系统要完成的功能是对物理量进行测量和处理。根据系统功能可将系统分为3个子系统:信号采集、信号处理、系统输出。信号采集子系统分为传感器、信号调理、A/D转换功能模块;信号处理子系统由CPU(单片机/DSP/FPGA等)及外围电路构成;信号输出子系统包括D/A转换、驱动执行(显示、下一级控制驱动等)。系统还应包含电源模块,为各子系统提供所需电源。监控系统主要对系统各部分工作状态进行检查和控制,确保系统工作正常。
各个功能模块都是由电子元器件具体实现的,可细分为不同的单元电路。该系统的设计可以在提出技术指标后,进行子系统及各功能模块划分,然后设计单元电路,即自顶向下设计;设计中可以尽量采用已有的成熟单元电路,即自底向上设计。
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