集成电路设计的前景篇1
关键词：倾斜摄影真三维模型输电线路走廊资源快速调查
中图分类号：tp391文献标识码：a文章编号：1672-3791（2016）04（b）-0000-00
1前言
随着城市建设的飞速发展，建设环境日益恶化，地质灾害频繁发生，输电线路走廊规划设计难度日益加大。采用传统的测量方式对输电线路走廊资源进行调查，工作量大、效率低，成本高，难以满足电网建设需求。针对上述问题，本文提出了利用倾斜摄影技术进行实景三维建模的方法对输电线路走廊资源进行快速调查，可有效提高输电线路的设计质量，优化工程建设投资造价，保护生态环境。
2倾斜摄影工作原理及技术优势
2.1倾斜摄影测量原理
倾斜摄影技术是国际测绘遥感领域新兴发展起来的一项高新技术，融合了传统的航空摄影和近景测量技术，颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、前视、左视、右视与后视共五个不同的角度采集影像[1]，如图1所示。其中，垂直摄影影像，可经过传统航空摄影测量技术处理，制作4D（Dem、Dom、DLG与DRG）产品；前视、左视、右视与后视四个倾斜摄影影像，倾斜角度在15°～45°之间，可用于获取地物侧面丰富的纹理信息。
通过高效自动化的三维建模技术，快速构建具有准确地物地理位置信息的真三维空间场景，直观地掌握目标区域内地形地貌与所有建筑物的细节特征，可为电力和水利工程建设、地质灾害应急指挥等提供现势、详尽、精确、逼真的空间基础地理信息数据支持和公共服务。
2.2实景三维建模技术流程
目前，采用倾斜摄影技术进行三维建模的后处理软件以法国aStRiUm公司的StreetFactory和acute3D公司的Smart3DCapture软件为典型代表[2]。利用地物的垂直与倾斜影像以及少量的地面控制点，构建基于真实影像纹理的高分辨率真三维模型，主要技术流程如图2所示。
可将生产的三维模型数据导入GiS平台进行应用分析，如对输电线路拥挤地段建筑物进行坐标、距离量测和面积统计，绘制拥挤地段平面图；准确量测交叉跨越铁塔高度、优化交叉跨越设计等。
2.3技术优势
倾斜摄影技术具有以下优势：
（1）高分辨率
倾斜摄影平台搭载于低空飞行器，可获取厘米级高分辨率的垂直和倾斜影像；
（2）获取丰富的地物纹理信息
倾斜摄影从多个不同的角度采集影像，能够获取地物侧面更加真实丰富的纹理信息，弥补了正射影像只能获取地物顶面纹理的不足[3]；
（3）高效自动化的三维模型生产
通过垂直与倾斜影像的全自动联合空三加密，无需人工干预，即可全自动化纹理映射，并构建三维模型[4]；
（4）逼真的三维空间场景
通过影像构建的真实三维场景，不仅拥有准确地物地理位置坐标信息，并且可精细的表达地物的细节特征，包括突出的屋顶和外墙，以及地形地貌等精细特征。
3倾斜摄影技术在输电线路走廊资源快速调查中的应用
利用倾斜摄影技术快速构建目标区域三维空间场景，对输电线路走廊通道资源快速进行调查，合理避让城镇规划、大型工矿企业、自然保护区、林木密集覆盖区，以及高山大岭、重冰区等险恶地形与恶劣地质区，使线路设计安全可靠，经济合理，减少线路工程建设对地方经济发展的影响。
3.1准确量测走廊通道内建筑物拆迁面积
倾斜摄影测量所生产的实景三维模型，具有时效好、精度高、信息丰富的特点，可准确量测地物的坐标、宽度、高度和面积等。在真三维模型上进行精细化判读与室内量测，对输电线路拥挤地段建筑物楼层数与实际面积进行快速统计，从而有效估算线路工程建设所必需的房屋拆迁量，使工程赔偿造价准确合理，降低施工民事难度。
3.2准确确定林区植被属性与覆盖范围
对于输电线路走廊通道内林木密集覆盖区，在真三维模型上可直观地判断出林木种类与分布范围，并准确量测出地表林木高度；通过线路路径优化设计，有效避让林木密集区，减少线路在林木区，尤其是生长较快的桉树林区中的长度，降低设计铁塔高度和林木砍伐量，有效控制青苗赔偿费用，保护生态环境。
3.3快速调查险恶地形与恶劣地质区
通过逼真的三维环境，设计人员可快速直观地掌握输电线路走廊通道内的地形地貌细节特征，在经济合理的前提下，路径选择尽量避让崩塌、滑坡、高山大岭、重冰区、水网，以及矿产采空区等险恶地形与恶劣地质区，确保每基塔位不会出现因地形、地质因素导致不能立塔的问题，有利于线路后续协调与施工，使新建线路更加安全可靠。
3.4快速量测交叉跨越高度
对于铁路、高速公路、已建输电线路等沿线重要交叉跨越，在真三维模型上可准确量测被跨越物的坐标、距离与高度信息，合理优化线路路径跨越位置，有利于跨越塔架立和放线施工，有效控制工程投资造价。同时，综合协调需建线路与沿线交叉跨越设施的矛盾，减少交叉跨越已建输电线路，特别是高电压等级的输电线路，降低施工过程中的停电损失，实现电力建设与经济建设的和谐发展。
4结语
综上所述，将倾斜摄影技术应用于输电线路走廊资源快速调查中，具有创新性和先进性。通过时效好、精度高的实景三维模型对输电线路进行优化设计，尤其在建筑物拥挤地区、林木密集覆盖区、恶劣地质区和交叉跨越设施复杂地区，可有效提升输电线路的设计质量与深度，降低线路曲折度，使线路路径设计参数达到最佳，优化工程建设投资造价。
目前，倾斜摄影测量所生产的三维模型还存在部分缺陷，主要体现在：在楼间距狭小的建筑物密集区，因建筑物的遮挡而造成底部变形较大[5]；路灯、电力线等截面过小地物，特征点匹配较少而造成模型缺失；水面、玻璃等光滑表面缺少纹理特征，无法匹配特征点而产生模型漏洞[3]等，今后可研究将地面三维激光扫描数据与倾斜摄影数据相融合，修补与完善三维模型。随着倾斜摄影技术的快速发展和日渐成熟，将在输电线路走廊资源快速调查中发挥越来越大的作用，对输电线路的设计、施工与运行带来革命性的变化。
参考文献
[1]田野，向宇，等.利用pictometry倾斜摄影技术进行全自动快速三维实景城市生产――以常州市三维实景城市生产为例[J].测绘通报，2013（2）：59-66
[2]王琳，吴正鹏，等.无人机倾斜摄影技术在三维城市建模中的应用[J].测绘与空间地理信息，2015，38（12）：30-32
[3]孙宏伟.基于倾斜摄影测量技术的三维数字城市建模[J].现代测绘，2014，37（1）：18-21
集成电路设计的前景篇2
【关键词】景观工程；电气设计
园林景观发展的历史在中国已经有几千年，适应现代园林景观研究只有四十几年。所以，很多人对园林景观的认识很肤浅。
1园林景观设计中配电装置的原则
1.1园林景观设计的基本特征
在进行园林景观设计以前，需要根据园林景观工程的规模和范围，选择使用室外箱变的数量，并确定其位置。一般情况下，如果范围不超过400m，则可以使用1个箱变进行供电。反之，则需要增加箱变的数量。
1.2室外配电箱的设计
通常情况下，室外配电箱的正常供电范围在150m左右。如果超过150m的话，则就需要我们考虑增加一定数量的室外配电箱，并结合园林景观的建设规模科学合理选择其地点。
2园林景观设计中照明配电系统的设计
2.1划分箱内配电回路
根据不同照明灯具的使用及其功能，我们可以把配电线路划分为不同的种类。通常情况下，在园林景观设计中，用来进行照明的主要有庭院灯、道路灯、草坪灯等，而用来进行景观照明的则主要有照树灯、照墙灯、装饰灯等。针对这些不同的照明设计，我们必须结合实际采用不同功能的线路，并且保证各个回路上加装漏电、断电等装置。必要的情况下，还需要设计一些自动或者手动的开关装置，以备不时之需。此外，在园林景观各个回路上，需要设计一些智能接触器，并通过控制线路和弱装置，进而实现对线路的自动控制。
2.2配电系统的设计
按照园林景观工程建设的有关技术规范与要求，对其照明配电箱的进线、开关以及照明等，都需要我们采取四极隔离装置。这是因为，我们需要综合考虑园林景观中的电气维修、安全等方面。一般而言，园林里的照明及供电电源都是由变电所引来的，而在tt系统中，其中性线、总等电位等，如果连接为一个系统的话，则是不连通的。因为如果中性线出现故障电压，并进入园林景观建筑物以后，总等电位的连接系统则为地电位，因而必然将引发事故。
3园林景观设计中照明的种类
3.1道路照明
对道路照明进行设计，就需要我们结合园林景观道路的宽度、长度等，结合实际选择适当的照明灯具。一般而言，如果道路的宽度小于2.5m的话，则需要选用一定数目的草坪灯，照明灯具的间距通常为10m左右，可以采取在道路的一侧进行设计与布置。反之，如果道路的宽度大于2.5m的话，则需要我们选择庭院灯，照明灯具之的间距通常为20m左右，可以采用道路两侧进行设计与布置。
3.2景观照明
一般情况下，园林的景观照明主要有照石头、照墙、照树、装饰、水下、座椅、台阶、灯柱和射亭等灯具。因此，在设计过程中，需要我们结合需要照射物体的实际，选择功率、类型、种类不同的灯具，并进行安全、可靠及合理的设计与安装。
3.3其它照明
在园林景观的其他照明中，主要采用外线设计的方式。一般而言，外线分强电外线和弱电外线2种。因此，在具体设计过程中，需要我们注意一些的地方和问题。如对装置的壁灯、座椅灯等，需要选择光源颜色为白色的LeD灯。而对台阶灯，则需要根据台阶颜色、高度等安装不同的灯具，并根据实际选择在台阶的正面或者侧面。
4园林景观设计中外线的设计
4.1线路的设计
在园林景观设计的外线设计中，主要包括园区内的箱式变电站、各建筑物的配电箱和室外照明配电箱等方面线路的设计。根据《民用建筑电气设计规范》的有关规定，我们可以沿着同1条线路进行设计，并采用直接埋设的方式进行。通常情况下，需要埋设8条室外电缆。但是，如果园林景观建设工程里的建筑物比较少的话，表明其用电量并不是很大。这时，我们可以采取直接埋设低压电缆的方式，把外线埋设在草坪或者绿地里。
4.2电井的设计
通常而言，园林景观建设工程的电井，主要有2种：人孔井和手孔井。在工程建设实践过程中，可以对电井进行如下设计。当园林景观的电缆线路需要穿越道路，而道路两侧的高度不一致时，就需要在道路的两侧做电井。在电缆线路铺设在路面下进入园林建筑以前，首先需要做好电井，并使电缆线穿过钢管。而对于电缆线进入园林建筑里的绿地时，则可以根据具体情况决定是否需要做电井。
做好园林景观工程中的电气设计是园林景观工程得以成功实现的重要保证。在进行电气设计时，应在遵循传统总结出来的原则、方法和技巧的同时,还应灵活、严格运用各方知识。坚持科学,坚持可持续发展,坚持创新。
参考文献：
[1]刘凤玲.浅议园林景观照明工程的电气设计[J].科学研究与实践，2008(1)
[2]马仪明.园林景观工程的电气设计与研究[J]江西园林景观与研究，2011(7)
[3](明)计成撰,胡天寿译注,园冶[m]重庆:重庆出版社,2009
作者简介：
赵福昌，男，1981.12，汉嘉设计集团股份有限公司山东分公司，工程师。
集成电路设计的前景篇3
关键词：景观照明；配电设计；剩余电流动作保护器；接地
0引言
目前，随着我国城市建设的加速发展，建筑立面景观照明发展很快，景观照明的配电根据灯具设备的更新也在不断发展。景观照明配电与室内相比，更注重灯具的使用寿命和灯具暴露在室外恶劣的环境下，会造成灯具和导线绝缘老化，易发生人体电击的情况。因此合理地选择供电路由和灯具上级保护开关相当重要。现今在高层建筑外立面LeD灯具做建筑勾边照明非常普遍，灯具外壳在室外环境下会积聚电荷，因此合理地设计释放这些电荷的方法对于灯具正常工作非常重要。
本文结合《民用建筑电气设计规范》上对景观照明配电设计的要求，完成了包头建设路体育馆景观照明配电设计。在设计过程中对灯具数量和导线供电距离进行限制，使灯具在正常工作时泄露电流不会对人体造成电击伤害，对LeD灯具进行静放电抗扰度检测，LeD灯具在空气和接触静放电条件下可以正常工作，达到了效果和安全共赢的要求。
1景观配电系统可行性研究
1.1建筑概述
包头建设路体育馆平面由圆形和长方形叠加组合构成，外部为半径58米的圆形。内部看台与比赛大厅为长方形。比赛场地设计尺寸为70米长、40米宽，可满足体操、手球、篮球、排球等单项比赛的要求，有7800个座位。可以通过布置活动座位来调节场地大小，从而取得较好的比赛观看效果。体育馆的看台分上下两层。总建筑面积23460平方米，占地面积12920平方米。由山东冠鲁集团下属冠鲁建设股份有限公司承建。
1.2景观配电系统研究
包头建设路体育馆景观照明归由当地的市政路灯管理处管理，电源由体育馆内的配电室低压柜提供。从建筑电气设计了解：本馆景观照明属于三级负荷，电源部分采用220V/380V，tn-S供电系统。场馆是圆形建筑设计，地上四层，地下一层，地下一层东西各有一个配电室。因此可以把场馆分成东西两区，在东西配电室各设一个照明总箱，西区称为JG-aL1，东区称为JG-aL2。在一层和三层为每个总箱配一个照明分箱，分别承担两层景观照明负荷，确保末端设备至电源箱的距离不超过100m。用电计量设在两个总箱中。用电计量主要是为了方便物业统计景观照明的用电量。体育馆高度超过24米，属于一类建筑且在开运动会时人流密集，因此配电主电源和各个分支回路均采用wDZ-YJ（F）e电缆穿SC（镀锌钢管）敷设。
2景观配电系统可行性设计
2.1景观照明灯具周边环境简介
ieC（国际电工委员会）将室外照明设备列为电击危险大的特殊装置。这是因为室外照明装置需承受种种恶劣环境条件的影响，例如雨淋、日晒、风吹等气候条件以及当地某些腐蚀性气体和尘土的危害。它还暴露于不懂电气安装的公众前，也易受鸟类或其他动物的触动。这些不利因素使它易受机械损伤，其绝缘水平也易下降，从而导致电气事故的发生。和其他室外电气装置一样，它还存在另一些不利因素，即它通常处于无等电位联结的场所，在相同故障情况下室外照明装置较室内照明装置的接触电压高，从而增大了电击致伤的危险。
由于包头地区多风沙，所以景观照明灯具灯具防护等级应都在ip54以上。第一个数字是放固体异物进入的要求：5即表示防尘。第二个数字是防水进入的要求：4即表示防溅水。
2.2景观照明灯具上级开关保护
根据《民用建筑电气设计规范JGJ16-2008》10.9.3.4室外分支线路应装设剩余电流动作保护器。[1]在考虑动作电流和动作时间时，应参照表1的曲线：
图1交流电流通过人体时的效应
因为电流通过人体时引起的心室纤维性颤动是电击致死的主要原因，通过人体的电流越大，电流效应作用的时间越长，人体电击致死的危险越大。因此为避免人体电击致死，应尽量限制通过人体的电流，并尽量缩短电流通过人体的持续时间。
在图1中有4个电流效应的区域，在各区域内人体对电流效应的生理反应是这样的：
1区直线a左侧的区域，通常无感觉。此值与电流通过的持续时间长短无关。
2区直线a与折线b之间的区域，有电的感觉，但无病理反应。
3区折线b至曲线c之间的区域，通常无器官损伤，可能出现肌肉收缩、呼吸困难、心房纤颤、无心室纤颤的短暂心脏停跳，此等病理反应随电流和时间的增大而加剧。
4区曲线c右侧的区域，除出现③区的病理反应外，还出现导致死亡的心室纤颤以及心脏停跳、呼吸停止、严重烧伤等反应，它随电流和时间的增大而加剧。
通常以③区内离曲线c一段距离的曲线L作为人体是否安全的界限，如图1所示。从曲线L可知，通过人体电流小于30ma，人体就不致因发生心室纤颤而电击致死。据此在建筑外立面上安装的景观照明灯具上级开关都选用额定动作电流值取为30ma的高灵敏度剩余电流动作保护器。[2]
由于配电线路和用电设备本身会有一定的泄露电流，根据《工业与民用配电设计手册（第三版）》的要求“配电线路的剩余电流动作保护器动作电流应不小于正常运行泄露电流的2.5倍，同时还应不小于其中泄露电流最大的一台用电设备正常运行泄露电流的4倍。”
在体育馆景观照明项目中，笔者在布置室外分支回路时保证供电距离最远要求不超过100m。
表1单相及三相线路埋地、沿墙敷设穿管电线每千米泄露电流单位：ma/km
绝缘材料
截面（mm2）
4
6
10
16
聚乙烯
17
20
25
26
剩余电流动作保护器的额定动作电流应大于被保护回路的正常泄漏电流，并留有一定的裕量，以适应电缆线日久回路绝缘电阻降低、用电设备增加以及气候变化等因素引起的泄漏电流增大。基于这些考虑，在设计安装中应限制剩余电流动作保护器所保护回路内的设备数量，使通过剩余电流动作保护器的正常泄漏电流不超过额定动作电流的0.4倍，即12ma。[2]笔者在配电箱内选用的是动作电流为30ma，动作时间为0.1s的剩余电流动作保护器。[3]拿JG-aL1箱的wL2回路举例：这个回路带了10盏70w金卤投光灯，单灯的泄露电流在0.2～0.3ma之间，10盏灯具泄露电流为0.3×10=3ma。经现场测量回路wDZ-YJ（F）e-3×4电缆约90米，电缆的泄露电流为17÷1000×90=1.53ma。此回路灯具和电缆总泄露电流为3+1.53=4.53ma
3景观照明灯具接地保护可行性设计
根据体育馆建筑电气设计图纸，室内接地系统是tn-S系统。本景观照明配电系统是在配电室低压柜开关取电，总箱也设置在配电室旁边的专用房间内，然后通过分支管线为灯具供电，灯具安装于建筑屋顶和建筑外立面幕墙上，因此其接地系统应与建筑物室内系统接地形式相一致。在接地设计时做了如下方案：
凡正常不带电而当绝缘破坏时有可能带电的灯具外壳均应可靠接地。突出屋面的灯具、金属管线及电气设备外壳等应与建筑物避雷装置可靠连接。建筑立面的管线就近与该建筑的防雷接地系统可靠联接。当管线集中的地方可采用金属线槽明敷，线槽全长应不少于2处就近与该建筑的接地干线可靠连接。
体育馆外立面采用大量LeD线型灯。因为现在的LeD灯具都是从交流220V取电，经过隔离变压器（集成在灯体或者单独做一个电器盒）输出直流24V或者12V为LeD模组供电。如果模组在强磁场和大电压化境下，会造成模组被烧毁，造成较大的损失。因此在灯具厂家供货产品中，随机选出灯具做了静放电实验，检测LeD灯具产品质量。
对LeD做静放电实验需参照《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/t17626.2-2006/ieC61000-4-2；2001》。静电放电抗扰度试验主要检查人或物体在接触设备时所引起的放电（直接放电），以及人或物体对设备邻近物体的放电（间接放电）时对设备工作造成的影响。所以静电放电不会对人产生很大的伤害，但对集成电路芯片等电子产品可能产生破坏性的危害。静电放电试验对LeD灯具的测试等级为：接触放电4kV；空气放电：8kV。[4]在检测过程中灯具在接触和空气放电过程中，灯具光效不变或者只有瞬时闪烁，均算合格。如果试验中灯具熄灭，实验结束后也不能恢复工作状态，即认为此灯具不合格。在厂家灯具做检测时，发现一些厂家的灯具虽然满足空气放电的测试要求，但是在做接触放电实验灯具模组烧毁，其原因是灯具内部绝缘层不符合要求，甚至样品灯内部就没有绝缘材料。
LeD灯具在室外工作环境下外壳会积累大量电荷，通过接地措施，将其释放。做法是：外壳要与建筑的接地干线或者外甩点可靠连接。如：在建筑外立面的LeD线型灯，最长的一条灯带达23.8米，由23盏1米和1盏0.8米（定制）LeD灯组成。具体实施：沿灯具敷设一条40*4的热镀锌扁钢。扁钢首端与屋顶避雷带、楼层均压环外甩点可靠联接，末端与建筑物底部接地外甩点可靠联接，扁钢首尾的连接点不应少于2处。每盏灯具外壳均用不小于6mm2铜线与扁钢联接。方案提出的时候业主认为，增加了大量的热镀锌扁钢，造价增高。但一个一米长LeD灯具售价就在千余元左右，增加的扁钢造价肯定要比日后维护、更换灯具的费用要低的多。业主采纳了以上做法。
4结语
（1）经过现场对灯具数量和供电距离的约束，在人体接触外露灯具时即使有能使人产生电击感觉的泄露电流，剩余电流动作保护器的也能在额定动作时间内断开故障电流，保护人身安全。
（2）静放电实验能够检测LeD灯具在空气和接触放电时的工作状态。
（3）安装在建筑外立面的LeD灯外壳需要与建筑的接地系统可靠连接，来保证外壳多余电荷的释放。这种措施可以保障灯具的正常工作。
参考文献：
[1]民用建筑电气设计规范[S].JGJ16-2008.
[2]王厚余.建筑物电气装置500问[m].北京：中国电力出版社，2008.
集成电路设计的前景篇4
关键词：“安居苑”安置小区项目；规划设计；
abstract:the"livecourtyard"resettlementprojectisplannedtobuildbytheofficeofeastdistrictinJieshoucity.thispaperelaboratestheoverallplanningoftheproject,onlyforreference.
Keywords:"livecourtyard"resettlementproject;planninganddesign;
中图分类号:tU984文献标识码：a文章编号：
一、概况
1、项目概况
“安居苑”安置小区项目位于界首市东城新区——胜利路与东城路交叉口西南侧：用地西侧为市交警大队家属院，东侧为法姬娜商住楼，北侧为胜利路，劳动路南北向穿越用地，南侧紧邻界洪河风景带。该地块位交通便利，环境优越。
2、自然及现状条件
界首市位于安徽省西北部属暖温带半湿润季风气候，气候温和，四季分明，光照充足，建设的自然条件优越。
二、规划依据
1、《界首市总体规划（2007—2020）》
2、《界首市东城新区控制性详细规划》
3、《城市居住区规划设计规范》GB50180-93（2002年版）；
4、《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）
5、《商业建筑设计规范》（JGJ48—88）
6、《高层民用建筑防火规范》（GB50054—95）
7、《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116—98）
8、《民用建筑节能设计标准》（JGJ26—95）
9、甲方提供的设计要求
10、国家现行相关设计规范规定
三、规划设计目标
规划立足于本地的社会、经济、环境与文化特点，充分考虑规划地块在东城区的地位和使用功能，并兼顾现代社会房屋使用者对兴业、居住环境的多层要求，营造一个既兴旺繁荣又优美温磬的兴业和居住场所。
四、规划设计理念
规划充分利用基地紧邻界洪河景观带的自然条件，并融入了生态社区、枝干路网、共生环境和新陈代谢等有机理论，使传统设计理念融入现代生活。规划通过道路、水景、驳岸、地形、绿化、景观小筑等构建生态环境，通过庭院的结合，营造良好的生态系统，促进小区的可持续性发展，体现新陈代谢的概念。
五、规划原则
1、贯彻“以人为本”与“可持续发展”的原则，营造一个布局合理、功能齐全、交通便捷、环境优美的和谐商住环境。
2、贯彻文化与效益结合原则，力求创造一个文化内涵丰富和个性鲜明的生活居住空间。
3、贯彻实事求是原则，适应土地开发与建设实际，面向住宅消费市场，正确处理规划中的社会效益与经济效益、超前性与操作性之间的关系。
六、规划设计构思
1、规划结构
规划按照《界首市东城新区控制性详细规划》，将用地分为东西两个部分。规划地区的用地结构可描述为“一轴两片”。“一轴”是指位南北向贯穿本区的劳动路。“两片”指东西两个两个组团。
2、规划布局
规划力求结构清晰、环境整合有序、居民出行便捷。用地以劳动路为中线分成东西两个组团。规划沿胜利路设小区主入口，按照建设单位的要求，沿胜利路、劳动路设17层上宅下店（1~2层为商业）的商住综合楼8栋，沿界洪河景观带设11、17层商住综合楼（底层商业）4栋。另外在东部组团的中部，在满足日照要求的前提下规划布置17（局部15）层的住宅1栋（东单元底层为社区管理中心）。规划住宅建筑采用9种不同户型，面积80~120㎡不等，其组合各异、分合有序，与临街商住楼围合的空间，既开敞明亮又不失温馨安逸。
小区形象充分考虑了街景、气势、天际线、对景及小区内部环境等因素，为求丰富而有序，势高而宜人。规划在放大基地入口的处理的同时，尽量做到环境的均好性。在集中设置公共绿地的同时兼顾宅间绿地，使住区每户都能“出门见绿”，组团绿地设置廊架座凳，可交友、可集会、可坐憩，日间清秀雅致，夜间浪漫多彩，并通过沿街的繁荣与大环境融为一体，既注重了基地的环境塑造，又考虑了与外界环境的交融。每当夜幕低垂、华灯初上时，从自家的阳台向基地中心望去，多姿的人群、五彩的灯光、浓绿的植被赋予人强烈的艺术感染力，让人们充分领略自然、人文景观于一体的生活情趣。
规划强调本区空间的变化和层次感，采用不同的建筑类型，半围合成具有领域感、认同感的邻里空间。多层住宅建筑间距按其高度的1：1.25倍控制。在住宅群体组合上，一方面以有利于创造丰富的空间景观为原则，另一方面强调等值观念，力求将环境优势与每个院落相结合。同时注重日照、朝向的均好，以适应本地区的气候特点。规划通过建筑的组合与空间的渗透，使基地平面构图开阖有序、富有节奏韵律美。
七、道路交通规划
本项目的外部交通十分便捷，北临胜利路，东接东城路，劳动路自小区中部穿越。小区主入口设置在东部组团，次入口设置在劳动路两侧，另外为满足消防要求，在西部组团的南北两端设置消防车应急入口（结合人行通道）。
规划结合用地条件，小区主要道路呈“L”型将东西组团串联，道路宽7米，宅间道路、消防通道净宽4米。
规划利用多种方式解决停车问题，以达到节省用地和方便出行目的，同时尽量减少机动车停放对基地居民生活的干扰：（1）设置集中的室外停车场地；（2）利用小区环行和半环行主干道路边停车；（3）自行车停放结合住宅楼设半地下停车库。
八、绿化景观空间营建
在基地绿化与景观方面，规划结合界洪河景观带，注重区内外环境的交融渗透，注重连绵不断的绿化体系和流动的景观空间，注重园林与建筑的和谐共存。
小区内部设有景观步道、休闲座椅、人文抽象雕塑小品等，提供了系列社会活动的场所。各住宅间组团绿化结合绿地边缘设置台座，为散步的人们提供方便。
九、公建配置
除按业主建设要求设置的面向整个城市的公建——沿街商铺外，按《城市居住区规划设计规范》要求，区内还设置有社区管理中心、配电室、公厕、垃圾转运站、自行车棚等。
十、住宅设计
1、住宅类型及套型
平面户型的处理与小区规划、景观安排整体考虑。
户型组织上，强调平面功能与社区景观的互动，通过设置观景阳台、屋顶花园、景观平台的方式构成室内外交流、过渡的媒介，实现各个房型、各个方向的均好性。
户型内部做到内外分区、动静分区、干湿分区、洁污分区。
2、建筑形式
通过色彩材质选择等建筑立面的细节处理使建筑新切宜人，每一栋建筑都是其所处环境的有机产物。立面、材质的选择的根据各栋楼所处的不同位置，面向不同属性的空间（城市街道、小区景观、庭院景观）而严格定义，而落地窗、转角窗与普通窗所形成的图案，经过对称式或错落式的变化，让每栋楼拥有不同的性格。
建筑单体上体现建筑立面层次的丰富性、通透感。建筑构架承载了延续地域文化的功能。通过墙片、坡顶、竖向构架与横向的板之间的穿插、叠落、呼应、重叠、反复、沟通，通过设置大面积落地观景窗、景观阳台，使山墙通透起来，建筑的侧面感觉消失了，代之以生动活泼的造型形象。
建筑主要材质有石材、砖墙、涂料、玻璃、层面瓦、木材、铝合金等。
十三、工程管线规划设计
1、给水工程规划
基地采用生活——消防相统一的供水管网系统，为保证供水安全可靠性，基地给水管与城市给水管联成环网。给水管网按间距不大于120m设置消火栓。在基地给水管与城市给水管网接口处设置闸阀井，给水管埋深不小于0.7m。
2、排水工程规划
根据城市总体规划，基地采用雨污分流制的排水体制。
（1）雨水工程规划
①雨水排放标准
基地雨水计算采用阜阳市暴雨强度公式
i=
i——降雨强度（毫米/分钟）
p——设计重现期，取一年
t——地面集水时间t=t1+
t1——流到雨水口的集水时间，取10分钟
L——上游各段长度
V——上游各管段设计流速
设计雨水流量Q=166.74ψ·i·F
ψ——设计径流系数，取0.65
F——设计汇水面积（公顷）
②雨水管网
基地雨水经地面管网收集后，排入胜利路雨水干管。雨水干管管径为400mm，，支管管径为200mm。
（2）污水工程规划
①污水量预测
污水量按总用水量的70%计算，污水总量为681m3/d。
②污水管网
基地污水管网由干管和支管组成。粪便污水和含油污水均需经化粪池和隔油池处理后方可排入污水管网，最后排入城市市政污水管道。
3、电力工程规划
基地电源采用城市供电系统进行供电：由胜利路引入电力线，供电系统输入电压为10kV，输出电压为380/220V。
4、电讯工程规划
根据基地总体规划，住宅按每户1部电话计算，并考虑公建电话、公共电话、数据通讯等，预测基地需电话900部。电讯线路从胜利路引入，在基地内设2个电话交接箱。区内电讯线路均采用地埋敷设方式，在住宅每个单元和公共建筑内设置相应容量的电缆分线盒。
5、燃气工程规划
规划小区气源为天然气，就近从城市道路引入管道燃气，结合小区规模，设置1处燃气调压站。小区燃气干管从胜利路中压煤气管接入，经中低压调压站进入用户，小区燃气干管采用D76mm的钢管,沿小区道路敷设,楼前管采用D45mm钢管。
十四、环境保护
1、采用标准
《污水综合排放标准》（GB80178-1996）
《城市区域环境噪声标准》（GB3096-1993）
《中华人民共和国工业“三废”排放试行标准》（GBJ-1973）
2、采取措施
（1）一般生活污水，经化粪池处理后排入城市下水道，雨水汇集后排入城市雨水管网。
（2）对有噪声的机械设备，设备选型、安装时考虑减振降噪声措施，噪音不高于环保部门的要求。
（3）对固体废弃物采用定量储存，由专人日运日清。
十五、节能措施
改善建筑护结构的保温性能；采用节能设备；利用天然能源；设计有利于节能的建筑朝向和平面；改进窗户设计减少能耗。
十六、住宅户型比例
1、本区容纳人口：经计算，本区共有844户，户均按3.2人计算，可容纳人口2700人。
2、住宅户型：规划10种住宅单元户型，a户型单元建筑面积：240.94m2，每单元2户，每户建筑面积120.47m2；B户型单元建筑面积：434m2，每单元4户，每户建筑面积分别为88.9㎡、90.8㎡；C户型单元建筑面积340.69㎡，每单元3户，每户建筑面积分别为124.57㎡、124.50㎡、91.62㎡；D户型单元建筑面积348.14m2，每单元4户，每户建筑面积分别为86.54㎡、87.53㎡；e户型单元建筑面积179.6m2，每单元2户，每户建筑面积89.8㎡；F户型单元建筑面积267.2㎡，每单元4户，每户建筑面积66.8㎡。
3、户型比例
a：152户，面积120.47㎡；
B：376户，其中88.9㎡和90.8㎡各188户；
C：48户，其中124.5㎡32户，91.62㎡16户；
D：128户，其中86.54㎡、87.53㎡各64户；
e：80户，面积89.8㎡；
集成电路设计的前景篇5
关键词：电务；机械室；火灾监测；监测方法
铁路电务机械室（机房）是铁路信号通信系统承载的核心处所，是铁路信号系统的中枢管理单元所在地，承载着大量电气设备，极易引起电气火灾。而常规的环境监控系统起源于社会公共楼堂馆所使用的初级传感器，不适合电务设备高密度、大规模聚集的运用场景，在近年的运用过程中无法起到应有的预警作用，亟需开发针对铁路电务机械室的综合防灾监控新技术。北京西电务段、北京北方常安铁路电务工程技术有限公司和石家庄市世纪电通通信技术有限公司等单位，在深入分析铁路电务机械室大规模电气系统聚集环境灾害的理论模型，建立适合各种条件下的机械室灾害物理模型样本数据库的基础上，有针对性地研究电务机械室相关监测信息采集的来源，在保证一定的精度和频度下，共同研制开发了铁路机械室跨媒体综合防灾监控系统，并将铁路电务机械室火灾监控技术纳入其中。该项技术获得了中国铁道学会颁发的铁道科学技术三等奖。
1火灾监测原理
火灾智能视频分析的目标是从视频流中判断是否存在明火特征，并提取出用户所需的特征信息。基本方法是根据视频场景和被分析的对象，选择合适的、可区分的特征进行数学建模；然后采用一定的策略，在图像帧序列中进行模式识别。智能视频分析算法基本原理如图1所示，包括图像预处理、特征提取和特征判定3个主要步骤。1．图像预处理。视频信号在成像采集、传输、编解码和格式转化的过程中，都存在一定的信息损失，并且会引入部分自然噪声。通过图像预处理技术，可以有效提高图像数据的信噪比，为后续的图像分析提供质量更高的源数据。采用的预处理技术主要包括YUV420转RGB图像、RGB图像转灰度图像、高斯二维平滑滤波等。预处理算法只对配置规则内的区域进行处理，既提高了算法的运行速度，又排除了非感兴趣区域对算法的影响，改善了处理效果。2．背景建模。根据机械室内环境照明特点，采用改进后的混合高斯背景学习模型，增加了定期更新背景的策略，能够快速构建当前的背景图像。3．前景提取。运行目标在视频画面中通常被当作前景，利用背景减除和oUSt算法进行图像二值化，为后续在前景区域进行特征提取提供数据源。4．特征提取。即用低维空间下的特征量，表征高维空间中目标特征的过程。本系统主要提取目标比较显著的一些特征，如轮廓、面积、纹理和颜色，相应的方法有寻找连通域、线段表转换、目标纹理能量，以及色彩分量投影等技术。5．特征判定。首先根据约束的松紧和特征之间的耦合程度，对每一维的特征设计了相应的目标特征分类器，将提取的特征值带入分类器进行特征判定，并综合判定输出目标信息。在特征判定的过程中，主要采用了相似度判定、评分加权判定和一票否决的分段线性判定等策略。
2特性指标
1．可根据需要检测的异常事件来设置算法及规则，布防后开始实时分析异常事件。2．技术先进，1～2s内即可识别目标。3．拥有安防、消防、管理等20多种可选的智能视频分析算法，算法丰富并经过长时间实际环境优化。4．目标检测准确，框定准确；基本无漏报，误报较少。5．能较稳定地进行静态跟踪，轨迹连续。6．带模拟视频环出，可方便串入原有监控系统，且模拟视频输出图像质量较好，最高支持D1分辨率，与模拟视频输入图像无明显质量差异。7．模拟视频及网络视频图像基本无延迟，视频差异不明显。8．可在画面上叠加报警信息oSD，包括规则、报警文字、目标框、目标轨迹等。9．可设置景深，滤除一部分不符合规则的目标及误报。10．可检测小目标，最小可至2×4像素。11．可抑制画面抖动，基本消除摄像机抖动造成的误报。12．可以识别目标的大小、远近和空间位置关系，景深设置操作简单。
3基本配置
铁路电务机械室火灾监测设备包括机房前端系统、传输网络、监控中心移动客户端等。机房前端系统是信息采集部分，通过嵌入式机房处理单元，对机房内的视频监控、环境监测、安全防范、火灾报警、门禁、照明等进行了整合，主要负责对机房视音频、环境量、开关报警量等信息进行采集、编码、存储，既可通过传输网络进行上传，也可进行本地的相关联动。摄像机是整个铁路电务机械室火灾监测的视频信号源，主要负责对机房整体环境、机房设备等进行全天候的视频监视。对于主机房，选择球机实现大范围的监控需要，通过云台控制可以监看机房具体细节信息，同时根据需求，配合半球或枪机进行特定范围的监控，摄像机的安装高度一般为2～5m。机房独立的火花及火焰报警系统，可根据机房现场情况划分为不同的防区，每个防区内配置有不同数量的烟感等火灾探测器，以监测烟雾报警情况，配置视频内容分析传感单元检测火焰、火花等火灾前期信号并报警。
4现场运用及效果
铁路电务机械室火灾监控具有视频监测、传感器监测和火焰、火花智能跨媒体监测全功能，实施报警与提前预警相结合，提升了机械室监测设备效益最大化水平。同时，对电务机械室实施远程、多点、实时监测，有利于及时发现隐患。从2014年开始，在北京铁路局京广等6条繁忙干线和石德线共计219个站、500余个机械室陆续安装使用，通过其自动告警功能，发现和处理了几起铁路火灾监测设备隐患。如2014年7月4日，京广线某站机械室监控系统检测出某继电器表面温度过热，超过国家标准3000V以下低压电气设备运行技术条件35°的限值，经现场检查发现是由于继电器接点接触不良，造成拉弧所致，及时更换继电器消除火灾隐患。
5结论
针对电务机械室火灾前期特征视频提取算法分析，通过监控系统有效预警火灾前期状态，提高了电务机械室信号设备的运用安全，同时，也为电气设备的失效预防提供理论依据。
参考文献
［1］王顺方．电务安全新机制的探索与实施［J］．铁道通信信号，2014（3）：47－49．
集成电路设计的前景篇6
一、嵌入式系统设计方法变化的背景
嵌入式系统设计方法的演化总的来说是因为应用需求的牵引和it技术的推动。
1.随着微电子技术的不断创新和发展，大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高。硅材料与人类智慧的结合，生产出大批量的低成本、高可靠性和高精度的微电子结构模块，推动了一个全新的技术领域和产业的发展。在此基础上发展起来的器件可编程思想和微处理（器）技术可以用软件来改变和实现硬件的功能。微处理器和各种可编程大规模集成专用电路、半定制器件的大量应用，开创了一个崭新的应用世界，以至广泛影响着并在逐步改变着人类的生产、生活和学习等社会活动。
2.计算机硬件平台性能的大幅度提高，使很多复杂算法和方便使用的界面得以实现，大大提高了工作效率，给复杂嵌入式系统辅助设计提供了物理基础。
3.高性能的eDa综合开发工具（平台）得到长足发展，而且其自动化和智能化程度不断提高，为复杂的嵌入式系统设计提供了不同用途和不同级别集编辑、布局、布线、编译、综合、模拟、测试、验证和器件编程等一体化的易于学习和方便使用的开发集成环境。
4.硬件描述语言HDL(HardwareDescriptionLanguage)的发展为复杂电子系统设计提供了建立各种硬件模型的工作媒介。它的描述能力和抽象能力强，给硬件电路，特别是半定制大规模集成电路设计带来了重大的变革。目前，用得较多的有已成为ieee为StD1076标准的VHDL、ieeeStD1364标准的VerilogHDL和altera公司企业标准的aHDL等。
由于HDL的发展和标准化，世界上出现了一批利用HDL进行各种集成电路功能模块专业设计的公司。其任务是按常用或专用功能，用HDL来描述集成电路的功能和结构，并经过不同级别的验证形成不同级别的ip内核模块，供芯片设计人员装配或集成选用。
ip（intellectualproperty）内核模块是一种预先设计好的甚至已经过验证的具有某种确定功能的集成电路、器件或部件。它有几种不同形式。ip内核模块有行为（behavior）、结构（structure）和物理（physical）3级不同程度的设计，对应有主要描述功能行为的“软ip内核(softipcore)”、完成结构描述的“固ip内核(firmipcore)”和基于物理描述并经过工艺验证的“硬ip内核(hardipcore)”3个层次。这相当于集成电路（器件或部件）的毛坯、半成品和成品的设计技术。
软ip内核通常是用某种HDL文本提交用户，它已经过行为级设计优化和功能验证，但其中不含有任何具体的物理信息。据此，用户可以综合出正确的门电路级网表，并可以进行后续结构设计，具有最大的灵活性，可以很容易地借助于eDa综合工具与其他外部逻辑电路结合成一体，根据各种不同的半导体工艺，设计成具有不同性能的器件。可以商品化的软ip内核一般电路结构总门数都在5000门以上。但是，如果后续设计不当，有可能导致整个结果失败。软ip内核又称作虚拟器件。
硬ip内核是基于某种半导体工艺的物理设计，已有固定的拓扑布局和具体工艺，并已经过工艺验证，具有可保证的性能。其提供给用户的形式是电路物理结构掩模版图和全套工艺文件，是可以拿来就用的全套技术。
固ip内核的设计深度则是介于软ip内核和硬ip内核之间，除了完成硬ip内核所有的设计外，还完成了门电路级综合和时序仿真等设计环节。一般以门电路级网表形式提交用户使用。
ti，philips和atmel等厂商就是通过intel授权，用其mCS51的ip内核模块结合自己的特长开发出有个性的与intelmCS51兼容的单片机。
常用的ip内核模块有各种不同的CpU(32/64位CiSC/RiSC结构的CpU或8/16位微控制器/单片机，如8051等)、32/64位DSp（如320C30）、DRam、SRam、eepRom、Flashmemory、a/D、D/a、mpeG/JpeG、USB、pCi、标准接口、网络单元、编译器、编码/解码器和模拟器件模块等。丰富的ip内核模块库为快速地设计专用集成电路和单片系统以及尽快占领市场提供了基本保证。
5.软件技术的进步，特别是嵌入式实时操作系统eoS(embeddedoperationSystem）的推出，为开发复杂嵌入式系统应用软件提供了底层支持和高效率开发平台。eoS是一种功能强大、应用广泛的实时多任务系统软件。它一般都具有操作系统所具有的各种系统资源管理功能，用户可以通过应用程序接口api调用函数形式来实现各种资源管理。用户程序可以在eoS的基础上开发并运行。它与通用系统机中的oS相比，主要有系统内核短小精悍、开销小、实时性强和可靠性高等特点。完善的eoS还提供各种设备的驱动程序。为了适应网络应用和internet应用。还可以提供tCp/ip协议支持。目前流行的eoS有3Com公司的palmoS、microsoft公司的windowsCe和windowsntembedded4.0、日本东京大学的tron和各种开放源代码的嵌入式Linux以及国内开发成功的凯思集团的HopenoS和浙江大学的HBoS。
二、嵌入式系统设计方法的变化
过去擅长于软件设计的编程人员一般对硬件电路设计“敬而远之”，硬件设计和软件设计被认为是性质完全不同的技术。
随着电子信息技术的发展，电子工程出身的设计人员，往往还逐步涉足软件编程。其主要形式是通过微控制器（国内习惯称作单片机）的应用，学会相应的汇编语言编程。在设计规模更大的集散控制系统时，必然要用到已普及的pC机，以其为上端机，从而进一步学习使用QuickBaSiC，C，C++，VC和VB等高级语言编程作系统程序，设计系统界面，通过与单片机控制的前端机进行多机通信构成集中分布控制系统。
软件编程出身的设计人员则很少有兴趣去学习应用电路设计。但是，随着计算机技术的飞速发展，特别是硬件描述语言HDL的发明，系统硬件设计方法发生了变化，数字系统的硬件组成及其行为完全可以用HDL来描述和仿真。在这种情况下，设计硬件电路不再是硬件设计工程师的专利，擅长软件编程的设计人员可以借助于HDL工具来描述硬件电路的行为、功能、结构、数据流、信号连接关系和定时关系，设计出满足各种要求的硬件系统。
eDa工具允许有两种设计输入工具，分别适应硬件电路设计人员和软件编程人员两种不同背景的需要。让具有硬件背景的设计人员用已习惯的原理图输入方式，而让具有软件背景的设计人员用硬件描述语言输入方式。由于用HDL描述进行输入，因而与系统行为描述更接近，且更便于综合、时域传递和修改，还能建立独立于工艺的设计文件，所以，擅长软件编程的人一旦掌握了HDL和一些必要的硬件知识，往往可以比习惯于传统设计的工程师设计出更好的硬件电路和系统。所以，习惯于传统设计的工程师应该学会用HDL来描述和编程。
三、嵌入式系统设计的3个层次
嵌入式系统设计有3个不同层次。
1.第1层次：以pCBCaD软件和iCe为主要工具的设计方法。
这是过去直至现在我国单片机应用系统设计人员一直沿用的方法，其步骤是先抽象后具体。
抽象设计主要是根据嵌入式应用系统要实现的功能要求，对系统功能细化，分成若干功能模块，画出系统功能框图，再对功能模块进行硬件和软件功能实现的分配。
具体设计包括硬件设计和软件设计。硬件设计主要是根据性能参数要求对各功能模块所需要使用的元器件进行选择和组合，其选择的基本原则就是市场上可以购买到的性价比最高的通用元器件。必要时，须分别对各个没有把握的部分进行搭试、功能检验和性能测试，从模块到系统找到相对优化的方案，画出电路原理图。硬件设计的关键一步就是利用印制板(pCB)计算机辅助设计(CaD)软件对系统的元器件进行布局和布线，接着是印制板加工、装配和硬件调试。
工作量最大的部分是软件设计。软件设计贯穿整个系统的设计过程，主要包括任务分析、资源分配、模块划分、流程设计和细化、编码调试等。软件设计的工作量主要集中在程序调试，所以软件调试工具就是关键。最常用和最有效的工具是在线仿真器(iCe)。
2.第2层次：以eDa工具软件和eoS为开发平台的设计方法。
随着微电子工艺技术的发展，各种通用的可编程半定制逻辑器件应运而生。在硬件设计时，设计师可以利用这些半定制器件，逐步把原先要通过印制板线路互连的若干标准逻辑器件自制成专用集成电路(aSiC)使用，这样，就把印制板布局和布线的复杂性转换成半定制器件内配置的复杂性。然而，半定制器件的设计并不需要设计人员有半导体工艺和片内集成电路布局和布线的知识和经验。随着半定制器件的规模越来越大，可集成的器件越来越多，使印制板上互连器件的线路、装配和调试费用越来越少，不仅大大减少了印制板的面积和接插件的数量，降低了系统综合成本，增加了可编程应用的灵活性，更重要的是降低了系统功耗，提高了系统工作速度，大大提高了系统的可靠性和安全性。
这样，硬件设计人员从过去选择和使用标准通用集成电路器件，逐步转向自己设计和制作部分专用的集成电路器件，而这些技术是由各种eDa工具软件提供支持的。
半定制逻辑器件经历了可编程逻辑阵列pLa、可编程阵列逻辑paL、通用阵列逻辑GaL、复杂可编程逻辑器件CpLD和现场可编程门阵列FpGa的发展过程。其趋势是集成度和速度不断提高，功能不断增强，结构趋于更合理，使用变得更灵活和方便。
设计人员可以利用各种eDa工具和标准的CpLD和FpGa等，设计和自制用户专用的大规模集成电路。然后再通过自下而上的设计方法，把用半定制器件设计自制的集成电路、可编程器件、所选择的aSiC与嵌入式微处理器或微控制器在印制板上布局、布线构成系统。
3.第3层次：以ip内核库为设计基础，用软硬件协同设计技术的设计方法。
20世纪90年代后，进一步开始了从“集成电路”级设计不断转向“集成系统”级设计。目前已进入单片系统SoC（Systemonachip）设计阶段，并开始进入实用阶段。这种设计方法不是把系统所需要用到的所有集成电路简单地二次集成到1个芯片上，如果这样实现单片系统，是不可能达到单片系统所要求的高密度、高速度、高性能、小体积、低电压、低功耗等指标的，特别是低功耗要求。单片系统设计要从整个系统性能要求出发，把微处理器、模型算法、芯片结构、器件各层次电路直至器件的设计紧密结合起来，并通过建立在全新理念上的系统软件和硬件的协同设计，在单个芯片上完成整个系统的功能。有时也可能把系统做在几个芯片上。因为，实际上并不是所有的系统都能在一个芯片上实现的；还可能因为实现某种单片系统的工艺成本太高，以至于失去商业价值。目前，进入实用的单片系统还属简单的单片系统，如智能iC卡等。但几个著名的半导体厂商正在紧锣密鼓地研制和开发像单片pC这样的复杂单片系统。
单片系统的设计如果从零开始，这既不现实也无必要。因为除了设计不成熟、未经过时间考验，其系统性能和质量得不到保证外，还会因为设计周期太长而失去商业价值。
为了加快单片系统设计周期和提高系统的可靠性，目前最有效的一个途径就是通过授权，使用成熟优化的ip内核模块来进行设计集成和二次开发，利用胶粘逻辑技术GLt（GlueLogictechnology），把这些ip内核模块嵌入到SoC中。ip内核模块是单片系统设计的基础，究竟购买哪一级ip内核模块，要根据现有基础、时间、资金和其他条件权衡确定。购买硬ip内核模块风险最小，但付出最大，这是必然的。但总的来说，通过购买ip内核模块不仅可以降低开发风险，还能节省开发费用，因为一般购买ip内核模块的费用要低于自己单独设计和验证的费用。当然，并不是所需要的ip内核模块都可以从市场上买得到。为了垄断市场，有一些公司开发出来的关键ip内核模块（至少暂时）是不愿意授权转让使用的。像这样的ip内核模块就不得不自己组织力量来开发。
这3个层次各有各的应用范围。从应用开发角度看，在相当长的一段时间内，都是采用前2种方法。第3层次设计方法对一般具体应用人员来说，只能用来设计简单的单片系统。而复杂的单片系统则是某些大的半导体厂商才能设计和实现的，并且用这种方法实现的单片系统，只可能是那些广泛使用、具有一定规模的应用系统才值得投入研制。还有些应用系统，因为技术问题或商业价值问题并不适宜用单片实现。当它们以商品形式推出相应单片系统后，应用人员只要会选用即可。所以，3个层次的设计方法会并存，并不会简单地用后者取代前者。初级应用设计人员会以第1种方法为主；富有经验的设计人员会以第2种方法为主；很专业的设计人员会用第3种方法进行简单单片系统的设计和应用。但所有的设计人员都可以应用半导体大厂商推出的用第3种方法设计的专用单片系统。
集成电路设计的前景篇7
【关键词】传感器；全景数据；导航定位
1.全景相机触发控制器
全景三维相机触发控制器是针对微单或单反等高像素商用相机来拼接全景图片而研发的相机控制器，主要是为了满足高像素、无异步触发的商用相机的控制需求。
控制器具有同时同步触发四路微电或单反相机并记录闪光灯的反馈时间，以特定的文件格式存入到CF卡中，再和拍摄影像通过USB2.0接口导出，给后续处理软件使用。并且通过更换同步控制器输入电源单元，可以做到移动便携使用（系统结构图如图1所示）。
同步控制板接收外部输入的里程和GpS信号，经过处理得到车辆行驶的距离和精确的运行时钟，再通过拍摄接口控制5路相机拍摄，并同时记录下相机的闪光灯信号（1路备份），储存在CF卡中。
相机监控单元完成对相机工作状态的监控，若相机处于不正常的工作状态时，通过声光发出指示信号。
提供一路RS232作为调试设置接口。
提供一路USB导出记录的时间文件，相机的影像通过自带的USB接口导出。
2.供电子系统
单台相机的待机电流为350ma，在1Hz的工作状态下，消耗电流为460ma。设单台相机的工作电流为500ma，以20%为冗余设计，单台相机的电流为600ma，5台相机共需要提供3a电流。加上控制单元200ma电流，整个主控板电流消耗为3.2a，采用Lt1074是可以提供相机正常的工作电流。
外部电源输入后，首先进过过压过流保护单元，再通过BnX002-01的emi滤波后给后级输入，提供最大5a输出电流。
采用Lt1074DC-DC完成5路电源变换，其中相机供电为7V输出，主板供电经过Lt1963输出3.3v给主板供电。为了保证相机供电安全，在相机供电的回路中并入8V的tVS或稳压管。图2所示为供电子系统结构图。
基本参数：
1）能适配DC9―36v的宽电压输入；
2）工作是需提供5a的最大峰值电流；
3）支持个人便携时使用。
3.精度控制子系统
主控板上电后，通过UaRt1接收GpS信号，在卫星定位后解析出时间信息，并用ppS信号对齐到秒，作为时钟源的校准。通过接收的里程信号来触发5路相机的拍摄。其中74HC06是oC门结构，可以完成对相机拍摄信号接口的要求。相机拍摄后通过74HC132施密特整形后给CpU中断，把当前的时间以特定文件格式写入到CF卡上。
相机工作状态主要监控相机是否上电，是否有拍摄信号发出。若相机未拍摄可以通过声光提示报警。
同步记录文件通过USB导出，系统调试串口提供系统的升级和调试信息输出。
相机电源的控制有三种方式，一种采用类似便携式的方式，接触开关机信号线。另一种采用机械方式，一直顶住开机按键，上电后相机自动开机。最后一种采用伺服电机推动螺杆结构模拟手动开关机控制。第一种控制方式最可靠简单，但是需要改动相机。第二种成本最小，但是长期工作有待测试。第三控制方式须定制相应的机械结构，但适用性最广。
综合考虑，目前暂采用第二种控制方式，并测试第三种控制方式。
基本参数：
1）采用控制电子快门的方式触发拍照；
2）记录相机闪关灯返回的脉冲时间，以定义的文件格式写入CF卡；
3）解析里程信号，并按设置的里程间隔拍摄；
4）当车速超过10米/秒，转为1Hz间隔的时间触发拍摄；
5）解析GpS信号获取时间，并用ppS对齐秒；
6）精度达到同步时间误差为0.5ms。
4.实时存储子系统
三维影像的采集密度见表1所示，当采集频率为1Hz时，每小时数据量：13GB；在速度为20km/h的影像采集间距是5.5m；在速度为
本系统每台相机存储容量为128G，系统每次作业可以连续作业10小时左右；由于相机使用USB2.0接口，所以数据读取速度可以达到20mB/S，所以导出4小时的数据需要45分钟，若5台相机写满全部数据，导出全部数据的时间接近6个小时。考虑到USB线还要延长估计速度还有可能下降，因此数据导出时不能采用USB-HUB方式，而采用两台计算机同时导出时，效率能提高2倍。同步器的数据量较小，通过USB导出的时间成本可以忽略不计。
基本参数：
1）相机：相机拍摄后记录到SD卡中存储，用USB连接电脑导出。
2）控制器：记录同步数据文件通过USB用专用软件导出，控制器存介质为2G以上的CF卡。
参考文献
[1]郎为民.射频识别技术原理与应用[m].北京：机械工业出版.
[2]Kearneyp.messageLevelSecurityforwebServices[J].informationSecuritytechnicalReport，2005，（10）：41-50.
集成电路设计的前景篇8
摘要：为了充分节约能源，提高路灯控制系统的智能化，介绍了一种基于GSm的太阳能路灯控制系统。系统通过太阳能电池板把光能转换成电能存储在锂电池中，利用StC12C5a16S2单片机内置aD采集锂电池电压数据，并通过GSm模块把锂电池电压不足的信息发送给手机，工作人员可通过手机回复短信，让单片机控制继电器切换路灯工作电源。该方案对于太阳能利用以及远程路灯控制有很大帮助，应用前景广阔。
关键词：GSm；单片机；太阳能电池板；光敏电阻
中图分类号：tp273.5文献标志码：a文章编号：1006-8228（2016）07-59-03
DesignofthesolarstreetlightcontrolsystemwithGSm
ZhangXiaojuan
（HuizhoupowerSupplyBureauofGuangdongpowerGridCo.，Ltd.，Huizhou，Guangdong516003，China）
abstract：inordertosaveenergyandimprovetheintelligentcontrolsystemofstreetlamp，thispaperintroducesakindofcontrolsystemofsolarstreetlampbasedonGSm.thesystemusesthesolarpaneltoconvertlightenergyintoelectricenergystoredinthelithiumbattery，usesStC12C5a16S2mCUbuilt-inaDconvertertoacquirelithiumbatteryvoltagedata，andsentthelithiumbatterylowvoltageinformationtothemobilephonethroughGSmmodule，theengineercanreplymessagethroughthemobilephone，andcontrolrelaytoswitchlamppowersupply.theschemehasgreathelptotheutilizationofsolarenergyandtheremotecontrolofstreetlamps，andhasbroadapplicationprospects.
Keywords：GSm；mCU；solarpanel；photosensitiveresistor
0引言
太阳能是干净、无污染且随处可得的能源，而且取之不尽、用之不竭。在化石能源日渐短缺的今日，选择太阳能作为替代能源是解决能源危机的有效途径之一[1]。目前国内大部分城市的道路照明管理系统至今仍在沿用简单的光控、钟控等传统控制方式。这些系统普遍存在着难以反馈路灯运行状态信息、难以进行远程控制等局限，基本没有节电效果，并且采用传统的人工巡检，不仅使路灯管理部门的任务繁重，也增加了运行维护的费用[2]。本文运用光能转换成电能这一节能减排、可持续发展理念，设计了一个可远程控制的太阳能路灯系统。
1系统结构与工作原理
本系统由单片机控制中心、GSm模块、太阳能电池板及充电管理模块和锂电池等模块构成，总体架构如图1所示。
系统采用StC12C5a16S2单片机作为主控芯片，当光敏电阻检测到光线亮度小于设定的值时，打开LeD灯，通过单片机内置aD模块采集锂电池电压数据，如果锂电池电压小于2.8v（当锂电池电压小于2.7V，则处于过放状态，会损害电池，减少电池使用寿命），单片机就会控制GSm模块给工作人员发送短信，工作人员可以回复该短信实现远程操控，切换路灯电源供应方式，以提高路灯持续工作能力及节电节能。
2系统硬件设计
StC12C5a16S2是一款新型的单片机，由中央处理器（CpU）、程序存储器、数据存储器、定时/计数器、UaRt串口、i/o接口、高速aD接口、Spi接口、看门狗及片内振荡等模块组成[3]。利用单片机的内置aD采集锂电池电压数据，采集到的数据传输到单片机p1.0口，通过单片机内置aD转换计算。如果锂电池电压小于2.8v，单片机则会控制GSm模块给工作人员发送短信，工作人员收到短信后可以回复短信实现远程操控，切换路灯电源供应方式。系统的总电路如图2所示。
2.1GSm模块设计
系统中的无线通讯GSm模块采用Sim900a，sim900a是一个专门为中国大陆和印度设计的2个频端的GSm模块，它的工作频段是eGSm900mHz和DCS1800mHz。GSm模块是一个电子集成器件，它包含各种部件如：GSm射频、基带频率处理芯片、功率放大器件、存储器等，所有不同功能的器件集成在一块电路板上。这个模块自带GSm射频处理、单独的操作系统、基带处理而且内嵌tCp/ip协议等功能模块。模块能够实现打电话、发短信和上网等功能。文献[4]中详细介绍了单片机与Sim900a的通信方法，与单片机采用串口通讯，波特率为9600mHz，定时器1定时寄存器tH1=tL1=0xFD，使用at指令来完成单片机与GSm模块之间的字符传输。GSm模块采用的是ttL电平，GSm模块的电源端口接5V电压，VCC_mCU端口接5V电压（高电平的基准电压），模块的RXD接单片机的tXD，GSm模块的tXD接单片机的RXD，模块GnD接单片机的GnD。
2.2太阳能电池板及充电管理设计
本系统的电源来自于太阳电池板，把照射到太阳能电池板上的太阳光，利用光伏效应直接将光能转换成直流电能输出。由于本系统限定的电流值为1a，充电管理模块的电压为3.5V-35V，而采用的太阳能电池板功率过高，输出电流最大值为2.5a，输出电压最大值为22V。所以要将太阳能电池板遮住两格以减少输出电流，并把太阳能电池板的输出经降压模块降至7V后，再输入到充电管理模块，由充电管理模块对锂电池进行充电管理，防止过冲。最后通过升压模块把锂电池输出的电压提高到直流5V。
2.3充电管理模块设计
充电管理模块的设计采用tp4056芯片，芯片会根据电池电压自动调节，依照电池电压的大小来选择采用恒定电流还是恒定电压进行充电。tp4056充电芯片内部基于pmoSFet架构和防倒充电路，因此不再设计隔离二极管电路，从而使得充电电路简单可靠。芯片通过对一个调节电阻进行设置来控制充电电流大小，而充电电压最高为4.2V则最高为4.2V。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时，tp4056将自动终止充电循环。当断掉输入电压时，tp4056充电芯片会自动进入低功耗模式，使得锂电池漏电流被降至3μa。tp4056充电芯片还包括欠压闭锁及电池的温度检测等功能[5]。它是针对单节锂电池充电管理的芯片，在硬件设计中，在充电输出端口增加二极管，是防止电池电流倒流。模块充电电压恒定于4.2V，而充电电流通过外部电位器进行设置。
3软件设计
前文中详细阐述了基于GSm太阳能路灯控制系统硬件电路各个组成模块的功能和工作原理，而接下来就是这个系统的核心部分，即软件控制系统的设计。软件系统是这个控制系统的灵魂，其设计有极大的灵活性，在硬件结构一定的情况下，系统的智能性几乎完全靠软件来实现。对于设计者而言，软件系统的设计重在把设计者的严密思路转换成电路及芯片之间能够流通和交流的信号和“语言”。
在此次设计中，软件结构仿效硬件电路的设计理念，采用模块化设计，各个功能程序分别编写并调试，在各模块调试成功后，再将所有模块连接整合，构成总系统的软件。这样，不仅有利于程序代码的优化，而且便于编程、调试、维护和协作。设计单片机软件主程序流程图如图3所示。
4结论
本文详细介绍了基于GSm的太阳能路灯控制系统的设计方案与软硬件实现过程。对单片机控制、GSm模块、光敏电阻模块和太阳能电池组件等各个部分的功能、实现过程作了详细介绍。该系统能够可靠地对城市路灯进行有效的数据采集、自动判断、自动报警，能够对锂电池进行有效的充电管理，同时能够便捷地接收远程命令控制继电器切换路灯工作电源，达到节能要求，其具有体积小，工作可靠，控制便捷等优点。该方案对于太阳能利用以及远程路灯控制有很大帮助，应用前景广阔。
参考文献（References）：
[1]吴理博，刘建政，王健等.在太阳能路灯照明系统中的应用电
力电子在太阳能路灯照明系统中的应用[J].电力电子，2003.1（2）：15-19
[2]吕运朋，李宏超，张为民等.基于StC单片机的智能LeD路灯
控制器设计[J].电源技术，2010.134（5）：496-498，508
[3]王鑫，崔忠林，刘建.基于StC12C5a16S2的温度采集系统的
设计[J].微型机与应用，2012，31（20）：24-26，29
[4]王明新.基于Sim900a的GSm远程监控系统设计[J].电脑
知识与技术，2014.10（5）：3500-3503
集成电路设计的前景篇9
模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。依据能力目标的不同，可以划分不同的任务类型，并据此确定任务目标，设计任务结构。
关键词：模拟电路电路设计教学模式
以大规模集成工艺为依托的各种数字电路问世以来，由于其相对模拟电路的高可靠性和灵活性，逐渐取代了各种传统的模拟电路的应用领域。但是现实的物理世界毕竟是模拟的，因此，任何数字化系统都包含有模拟电路部分，模拟电路并没有因数字电路的兴起而被完全取代。模拟电路课程仍然是电子工程、电气工程、自动控制、通信等涉电类专业的核心课程之一。
模拟电路课程的重要性还在于无论从工程技术还是专业能力结构而言，模拟电子技术都处于较为底层的位置，通过该课程的学习获取的知识、经验、工程技术方法是顺利学习上述专业几乎所有其它专业课程的基础。
模拟电路是教学难度相对较大的课程。其学习的困难性在于，学生是第一次接触以半导体器件为核心的有源电路；模拟电路“数字化”、结构化程度低，表现出的物理现象和涉及的数学工具又较为复杂；模拟电路的工程技术方法很难实现程序化，常常需要依赖经验知识解决问题。
电路设计是电子技术人员的工作邻域和具有典型性的工作过程，模拟电路设计过程相当完整地体现了模拟电路技术应用能力的内容和要求。构建基于模拟电路设计的学习任务，依据设计工作过程组织教学活动，能够较好地实现培养模拟电子技术应用能力的教学目标。
1、工作过程、能力与任务类型
一个较完整的电子系统电路设计的工作过程，包括：技术指标分析，方案设计，单元电路设计与参数调整，电路综合联调与性能测试。通过对模拟电路设计工作内容和过程的分析，完成电路原理设计过程必须具备的、应由模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。因此模拟电路课程的学习任务有4种类型：识读电原理图和技术资料、单元电路设计与电路综合、计算机仿真测试、编制设计文件。
单元电路设计与电路综合是基本任务，它引领其它类型任务和整个项目的实施完成。
不同类型的任务可以根据设计任务的需要和本身的复杂程度，作为单独的任务存在，与相关的设计任务共同组成学习项目，也可以作为完成设计的准备知识存在于设计任务之中。例如，反馈放大器设计可以作为一个学习项目，由识读反馈放大电路原理图、反馈放大电路性能分析、反馈放大电路设计3个关联的任务组成。
识读电原理图和阅读元器件技术文件是基本能力。电路设计，特别是在原理设计和电路结构设计时，极少原理性的创新，绝大多数是对已有电路的适用性改进和重新组合，这种改进和组合需要阅读已有的设计资料，借鉴他人的技术经验和成果；为提高电路性能，降低成本，提高工作效率，往往需要在电路中采用新出现的电子元器件，例如集成电路芯片，需要阅读生产方提供的产品规格书及典型应用电路。识读电原理图和技术文件对于形成和提高电路设计能力具有基础性的意义。
目前，电子电路计算机辅助设计（eDa）包括电子工程设计的全过程，例如系统结构模拟、电路特性分析、在系统可编程器件开发、绘制电路图和制作pCB。在电子工程设计中有着不可替代的重要作用，是电子工程技术人员必须具备的专业技术能力之一。在模拟电路课程的学习任务中，主要是指应用计算机完成电路图绘制、电路性能和参数的仿真测试与分析、编制设计文件等工作。
在电路设计的实际工作过程中，编写设计文件是重要的工作内容和不可缺少的环节。没有设计文件，无法进行初步设计完成以后的后继工作。对于学习任务而言，编写设计文件，是一个总结和提高的过程，有利于培养交流沟通能力和养成严谨的工作态度。设计文件也是判断和评价项目或任务完成情况的重要依据。
2、任务目标
(1)电路识读任务，是对针对设计任务收集技术资料（主要是可供设计参考的电路）并进行分析，属于电路设计的准备工作，任务的目的是为完成设计任务建立必要的知识储备。大致分为互相关联的3个层次：1)识别元器件符号、功能和主要技术指标。依据符号识别电路中的元器件是读图的基础，作为专业入门课程，对此应该给与一定程度的注意，要能够识别和了解符号的含义、主要器件功能和技术指标。根据电路中使用的核心器件，往往可以判断电路的功能。2)区分电路单元，判断电路功能。较复杂的电路系统都由单元电路构成，功能单一的单元电路也可以进一步分解为部分电路，例如放大器可分为输入级、中间级和输出级；稳压器可分为整流和稳压部分。对部分电路功能的分析，得出对整个系统功能的判断，并作为下一步工程估算的基础。3)指出电路的结构特点，估算分析电路技术指标。分析电路形式与结构，可以得出电路大致的技术性能指标，定性判断元器件参数对电路性能的影响。例如对放大器输入级、输出级电路形式和结构的分析，可以大致得出放大器的输入、输出特性；对中间级的分析，可以大致判断放大能力；依据级间耦合方式，可以判断放大器频率响应范围；甚至电源电压也可以据以分析放大器输出信号幅值。
(2)设计任务目标包括典型单元电路设计与电子线路综合设计，在定性分析的基础上实现定量估算，自顶向下完成初步的设计。依据设计工作过程，可以分解为以下阶段目标。1)正确理解任务要求，分析各项技术指标的含义。仔细研究任务的工程背景和要求，正确分析和理解各项技术指标的含义，分析实现任务要求的技术途径，这是完成设计的前提条件。2)设计总体框图，分配技术指标。参考与任务相同或相近的电路方案，选用能够满足技术指标要求的核心器件，完成方案论证。对于同一个任务，实现的方案可以有多个，应具备将不同方案加以分析、比较的能力，从中确定一种相对较优的方案。
依据选定的方案按照功能划分成若干个互相联系的模块，将技术指标和功能分配给各个模块。3)单元电路设计。依据模块的功能和技术指标要求，参考典型电路，确定电路结构，计算元器件参数完成单元电路的初步设计。4)仿真测试。模拟电路，比如放大器、滤波器等的参数比较繁琐，需要进行多次调整才能达到技术指标要求。要能够在计算机上对单元电路仿真测试，修改电路参数，观测性能指标，直至满足技术指标要求。5)电路联调，测试技术指标。在单元电路完成逐步设计的基础上，通常依据信号流向，逐级完成级联和调试直至全部电路调试完成，系统技术指标达到设计要求。这个过程是电路综合的过程，也可以在计算机上模拟仿真实现。
(3)仿真测试调整任务的目标是在电子电路设计过程中实现较为精确的量化分析。其作用主要表现在3个方面。[3]1)验证电路方案设计的正确性。当要求的系统功能确定之后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证系统方案的可行性，进而对构成系统的各单元电路结构进行模拟分析，以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。2)电路特性的优化设计。分析恶劣温度条件下的电路特性，计算分析器件容差对电路的影响量，用于确定最佳元器件参数、电路结构以及适当的系统稳定裕度，实现电路的优化设计。3)实现电路的模拟测试。电子电路的设计过程中大量的工作是元器件参数计算、各种数据测试及特性分析。在工程估算的基础上，通过仿真测试与分析加以调整，能有效提高设计工作的效率。4)技术文件编写要求在完成电路设计的同时编写尽可能详细的符合工程标准的技术文件，包括方案设计说明、原理框图、电原理图、原理与技术说明、元器件参数计算、技术指标与特性测试数据、元器件清单等。
3、任务结构及实施
一个典型的电路设计任务由工程背景描述、任务要求、基础知识学习、设计方法与步骤、电路设计等学习单元组成。
3.1工程背景描述
工程背景描述的内容主要包括电路功能、工程应用背景、技术发展背景介绍。工程背景描述的实质是“提出问题”，工程背景描述尽可能选择具有典型性的电子工程问题为实例，解决关于学习目标的问题。
3.2任务要求
设计任务必须具备明确的工程应用背景，必须提出具体的设计要求（技术指标）。例如交流放大器设计任务，应明确提出工作频率、信号源、输出特性、输入特性、工作稳定性等要求等技术指标。提出任务要求，应依据由浅入深循序渐进的原则，从体现基本功能的一两个技术指标开始，逐步增加技术指标数量，提高设计难度。
3.3基础知识学习
基础知识学习包括任务分析、相关理论知识学习、参考方案与参考电路分析及相应的基础练习等。基础知识的学习包括理论知识、技术知识、经验知识和经验技能的学习。理论知识是重要的，因为它是能力的组成部分，同时对于学生的发展能力起到更为持续和关键的作用。在工程实践中学习和使用的理论知识才能被真正掌握并形成能力，因此应该以实现电路设计任务为依据，确定理论知识的学习内容和学习深度，力求将理论与实践、数学方法与物理概念更紧密地结合起来。
提供设计参考的电路必须是工程电路，但学习是一个循序渐进的过程，基础知识的学习会使用原理电路为学习对象，原理电路不能仅有电路结构和元器件标号，也要标注元器件主要参数，使学生在定性分析阶段就能对电路参数有直观的影像，逐步建立数量观念，这对于初次接触模拟电路的学生是十分重要的。
3.4设计方法与步骤
不同功能和结构的电路，具体的设计内容、方法与步骤各不相同。甚至同样功能的电路，技术要求不同，设计时考虑的重点、设计依据、电路结构等均有区别，但工程估算是贯穿整个设计过程始终的基本方法。
以反馈放大器为例，设计步骤如下:
选择反馈组态，选择反馈深度，选择反馈级数，确定放大级数，确定输入级、中间级、输出级的电路结构，计算电路参数，仿真测试和参数调整。容易理解，上述步骤都必定建立在必要的工程估算的基础之上。
3.5电路设计
这是学生在相对独立的情况下，完成电路设计的过程。尽量采用与前面4个学习单元及撰写设计文件交叉进行的方式实施。
不同类型的学习任务，其结构不尽相同。但区别主要是在(4)、(5)两部分。
不同类型的学习任务以“定性分析、工程估算与仿真测试调整相结合”的方法实现。
4、结语
电路设计在知识的运用上不同于单纯的电路分析与计算，依据模拟电路原理设计过程构建学习任务，组织和实施教学过程，不仅能够有效控制理论知识学习深度，促使学生较为自主地获取经验知识，并在获取知识的同时实现知识转换为技术应用能力，更有利于实现培养学生模拟电路技术应用能力的教学目标。
参考文献
[1]SergioFranco.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计[m].西安交通大学出版社,2009.
[2]谢自美等.电子线路综合设计[m].华中科技大学出版社,2006.
[3]赵世强等.电子电路eDa技术[m].西安电子科技大学出版社,2000.
[4]m.Herpy.模拟集成电路[m].高等教育出版社,1984.
集成电路设计的前景篇10
关键词:费控智能表计量芯片aDe7878
中图分类号:文献标识码:a文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
1引言
随着电网的大规模的改造与建设,电力系统对三相智能费控电能表的需求不断增长,提出了高精度、多参数测量、谐波功率电能计量,实时测量等技术要求。本文以三相计量集成芯片aDe7878为核心,设计出一款三相费控智能表。
2计量芯片aDe7878的性能特点
aDe7878是一款高精度、3.3V供电、宽电源电压工作、串行接口以及具备三个灵活的脉冲输出的三相计量集成芯片。它集成了模数转换器、数字积分电路、基准源电路、电能计量、数字信号处理电路。aDe7878可以提供四种不同的电源模式,通过引脚pm0和pm1来控制aDe7878进入不同的功耗模式,包括正常模式、省电模式、低功耗模式、睡眠模式;在低功耗模式下,最大电流功耗为200ua,可以实现防窃电的功能。
3计量芯片aDe7878的硬件电路设计
aDe7878的电压电流通道输入信号范围为±0.5V,此次设计的电表额定电压为220V,通道采用5个200KΩ的电阻和一个510Ω的电阻分压,加额定电压时输入信号电压为112mV.采用多个电阻的目的是提高抗干扰性能。图1为硬件电路设计。
4电能表的总体框图
该电能表主要包括单片机、电能计量电路、电表电源电路、数据存储电路、eSam模块、iC卡接口电路、LCD显示电路等。硬件框图如图2:
5重要模块的设计
(1)电能计量电路:采用具备高精度、高速率的三相计量芯片aDe7878来实现对电表的计量,满足多参数测量、谐波功率电能计量的要求;
(2)控制芯片:单片机采用UpD78F1166,它是neC推出的低功耗FLaSH型16位单片机,是一款性价比较高的单片机,采用FLaSH存储器,广泛用于仪表行业,具有低功耗、内置上电清零电路、低压差检测电路、按键中断特点;
(3)eSam加密认证模块:eSam模存储电能表运行过程中的所有重要参数,是电表实现费控功能的核心部件。UpD78F1166和CpU卡接口对于加密认证来说只是起到传输数据的作用;
(4)数据存储电路:此次设计的电能表采用34Kbit的eepRom,32mbit的FLaSH,256Kbit的非易失性的F-Ram,既满足了存储数据和程序的要求,也具有不会断电丢失数据,快速读取数据,无限的读写操作和低功耗的特点;
(5)CpU卡读写电路:此次设计CpU卡内采用的是aRtCoS操作系统,该系统符合《中国金融集成电路(iC)卡规范》,支持安全数据传输,支持明文、加密、加密校验四种传输模式;
(6)LCD显示电路和LeD显示:液晶显示内容包括数字、代码和符号三种,设计采用两片基于i2C的pCF8576Ct来进行液晶驱动。实现原理是把要显示的数据传给pCF8576C,它将接收到的字节数据按照所选择LCD驱动方式填充在显示Ram中。
6结语
本次设计的费控智能表既能满足准确计量,高精度的要求,又具有灵活组合的计量方式、多种多样的事件记录特点,有利于规范电表技术的开发与应用,具有广阔的应用前景,本文所介绍的方案设计已通过实际的开发与运行,且达到预期效果。
参考文献
[1]Q/GDw_365-2009《智能电能表信息交换安全认证技术规范》.北京:国家电网公司,2009.