計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化

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在當(dāng)今電子技術(shù)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)高速電路數(shù)字設(shè)計(jì)十分關(guān)注，高速數(shù)字電路是利用多個(gè)電子元件組成的，可以讓計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)進(jìn)一步提高，因此在計(jì)算機(jī)中使用高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)也就更加普遍。然而，在當(dāng)前實(shí)際的使用中，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)存在某些還未解決的問(wèn)題。比如，抗阻不匹配問(wèn)題、電源平面間電阻與電感的問(wèn)題、信號(hào)線間距離的問(wèn)題等。這都導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)無(wú)法正常發(fā)揮功效，嚴(yán)重影響使用效率。本文對(duì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)及優(yōu)化措施進(jìn)行了探究與討論,希望為有關(guān)專業(yè)人士帶來(lái)一定的參考與借鑒。社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得我國(guó)科技水平也在不斷提高，很多高新技術(shù)的發(fā)展更是日新月異，為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)立足之地，電子技術(shù)必須緊跟時(shí)代步伐，不斷創(chuàng)新變革。將計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效融合，才有當(dāng)前的高速數(shù)字電路，它能對(duì)變化信號(hào)中所產(chǎn)生的電容、電感等在電路中實(shí)現(xiàn)高效集成，還可將電路中所產(chǎn)生的各類參數(shù)根據(jù)需求進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，進(jìn)而使得計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)安全有效運(yùn)行。在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)高速電路的內(nèi)容時(shí)，應(yīng)該準(zhǔn)確調(diào)整各個(gè)元件的搭配狀況，避免配合出錯(cuò)，進(jìn)而對(duì)電路信號(hào)造成不良影響，或是對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中會(huì)受到很多影響因素的干擾，所以有必要對(duì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的可靠性進(jìn)行提升與優(yōu)化。本文首先研究了什么是高速數(shù)字電路，然后對(duì)影響計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路涉及技術(shù)的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)分析，再提出了優(yōu)化計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)的有效措施，希望可以對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)的工作效率提升有所幫助，從而促進(jìn)電子行業(yè)的優(yōu)化發(fā)展（葛敏娜，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)研究，信息與電腦(理論版),2016年第2期45-46頁(yè)）。

1什么是高速數(shù)字電路

高速數(shù)字電路就是一種根據(jù)高速變化的信號(hào)，在電路中所產(chǎn)生的包含比如：電感、電容等模擬性質(zhì)效果的電路。它主要是由分布參數(shù)系統(tǒng)與集中參數(shù)系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。分布參數(shù)系統(tǒng)可被使用高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，分布在熟悉度更靠近該系統(tǒng)對(duì)信號(hào)時(shí)間和其存在的位置對(duì)應(yīng)的特性有關(guān)鍵性作用，因此對(duì)信號(hào)特性產(chǎn)生影響的關(guān)鍵因素是元器件間的信號(hào)長(zhǎng)度，此外線路中的信號(hào)傳輸過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的延遲。而集中參數(shù)系統(tǒng)在高速數(shù)字電路技術(shù)中并不適合高速數(shù)字電路，而被普遍使用于低速數(shù)字電路設(shè)計(jì)（胡文濤，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)點(diǎn)滴談，數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015年第12期235頁(yè)）。

2影響計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的問(wèn)題分析

對(duì)電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域來(lái)講，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展與研究是其重要突破，也對(duì)計(jì)算機(jī)電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展優(yōu)化有重要促進(jìn)作用。但是，在當(dāng)前階段的計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，仍舊存在很多影響嚴(yán)重的問(wèn)題，下面重點(diǎn)討論三個(gè)方面的問(wèn)題（黃一曦，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)探討，山東工業(yè)技術(shù),2016年第12期154頁(yè)）。

2.1阻抗不匹配的問(wèn)題

信號(hào)傳輸線上抗阻是其關(guān)鍵因素，但是在當(dāng)前階段計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)使用過(guò)程中，時(shí)常出現(xiàn)信號(hào)傳輸位置上的抗阻部匹配的問(wèn)題，抗阻不匹配會(huì)導(dǎo)致反射噪聲的產(chǎn)生，反射噪聲會(huì)對(duì)信號(hào)的形成產(chǎn)生一定的破壞，導(dǎo)致信號(hào)的完整性受到嚴(yán)重影響。

2.2電源平面間電阻和電感的影響

從實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)當(dāng)前先進(jìn)的電子技術(shù)設(shè)計(jì)出來(lái)計(jì)算機(jī)高速電路設(shè)計(jì)技術(shù)，并且該技術(shù)在很多領(lǐng)域被充分使用。在當(dāng)前階段的計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，來(lái)自電源平面間電阻與電感的影響，會(huì)讓傳輸過(guò)程中產(chǎn)生大量電路輸出同時(shí)動(dòng)作的問(wèn)題，從而讓整個(gè)電路出現(xiàn)很大的瞬態(tài)電流，這一電流會(huì)對(duì)極端集高速數(shù)字電路地線和電源線上的電壓造成嚴(yán)重的影響，還可能會(huì)造成波動(dòng)的情況（王威，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)及優(yōu)化策略，通訊世界,2016年第20期244-245頁(yè)）。

2.3信號(hào)線間距離的影響

在計(jì)算器高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)中，信號(hào)線間距離的影響普遍存在。通常來(lái)講，信號(hào)線間的距離會(huì)跟著印刷版電路密集度的增大而產(chǎn)生相應(yīng)變化，該變化會(huì)越來(lái)越小，并且在這個(gè)變化過(guò)程中也會(huì)致使信號(hào)與信號(hào)間的電磁耦合逐漸變大。因此就不能再對(duì)其忽略處理，信號(hào)間還會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_現(xiàn)象，而且該問(wèn)題還會(huì)隨著時(shí)間的變化而逐漸加重。以上幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題如果不得到及時(shí)解決，則計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)無(wú)法在當(dāng)前多個(gè)領(lǐng)域中得到進(jìn)一步充分使用，嚴(yán)重阻礙我國(guó)電子科技行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展（賈萍，探析計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)，智能城市,2016,年第10期44頁(yè)）。

3優(yōu)化計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)的有效措施

3.1優(yōu)化電路信號(hào)設(shè)計(jì)，確保電路信號(hào)的完整性

為全面提高計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電視信號(hào)的完整性、準(zhǔn)確性與可靠性，在對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路的布局時(shí)就要重視其合理性。就當(dāng)前的實(shí)際使用情況來(lái)看，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)中，抗阻不匹配問(wèn)題一直無(wú)法得到有效的解決，這嚴(yán)重影響了電路信號(hào)的完整性，為了使得抗阻不匹配這一問(wèn)題得到有效解決，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)研究解決：第一，仔細(xì)研究不同電路信號(hào)在傳輸過(guò)程中的具體情況，并對(duì)其中的干擾問(wèn)題和反射情況進(jìn)行具體研究；第二，傳輸過(guò)程中，對(duì)不同信號(hào)源傳輸時(shí)的電路信號(hào)產(chǎn)生的干擾情況做具體分析?？棺璨黄ヅ鋯?wèn)題會(huì)讓計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路運(yùn)行時(shí)的電路信號(hào)傳輸效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響，不管抗阻值偏大還是偏小，其影響的程度都非常嚴(yán)重，會(huì)給電路信號(hào)得傳播產(chǎn)生一定的干擾，還會(huì)阻止電路正常合理運(yùn)行，使得計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路傳輸信號(hào)的完整性產(chǎn)生偏差。為了有效解決抗阻不匹配問(wèn)題，還需對(duì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行深層次研究，并根據(jù)其設(shè)計(jì)理論找到高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中臨街阻抗與電路的匹配原因，從而優(yōu)化抗阻配置方式，讓其始終保持過(guò)阻抗?fàn)顟B(tài)，如此一來(lái)就能確保電路在運(yùn)行過(guò)程中，不會(huì)由于阻抗不匹配問(wèn)題而導(dǎo)致整個(gè)電路信號(hào)傳輸?shù)耐暾允艿絿?yán)重影響。該問(wèn)題的解決，使得系統(tǒng)的可靠性能有效提高（潘元忠，高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用研究，數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2017年第12期162-163和165頁(yè)）。

3.2優(yōu)化電路電源設(shè)計(jì)，減少電源系統(tǒng)阻抗

根據(jù)電路設(shè)計(jì)理論研究發(fā)現(xiàn)，若電路系統(tǒng)中不存在任何阻抗因素，那么電路設(shè)計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)將會(huì)呈現(xiàn)理想模式，由于在整個(gè)信號(hào)回路中沒(méi)有任何抗阻的影響，也會(huì)使得整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的能量消耗大幅減少，而且系統(tǒng)內(nèi)的所有元件所流經(jīng)的電壓與電流都能維持恒定狀態(tài)。計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路的構(gòu)成元件當(dāng)中，電源是其構(gòu)成元件的重要組成部分。從上面的內(nèi)容可以得知，電源平面范圍內(nèi)存在電感和電阻，那么在運(yùn)行過(guò)程中，整個(gè)電腦的電源部分都會(huì)由于電壓的問(wèn)題而使得電源電壓出現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，該情況會(huì)使得計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路的運(yùn)行可靠性嚴(yán)重下降，也會(huì)讓電源電壓的穩(wěn)定性出現(xiàn)問(wèn)題。所以，為了提高整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的可靠性與穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)的過(guò)程時(shí)，就應(yīng)該將電源電阻和電感的因素考慮在內(nèi)，從一開(kāi)始就減少由于電源內(nèi)部的電感和電阻給整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行所帶來(lái)的不良影響，利用有效措施減少抗阻。從目前使用于計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路的電源材質(zhì)來(lái)看，多數(shù)使用的是銅質(zhì)材料，而根據(jù)計(jì)算機(jī)高速電路的具體情況來(lái)看，銅質(zhì)材料的電源無(wú)法滿足其具體需求（孫麗華，高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，電子技術(shù)與軟件工程,2018年第16期90頁(yè)）。所以才會(huì)導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)的正常運(yùn)行無(wú)法得到保障，使得電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性受到嚴(yán)重影響。在考慮以上因素對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響程度后，可以考慮把電容技術(shù)使用的電路中，電容技術(shù)的加入會(huì)讓電源面電感和電阻對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響程度大幅降低，從而也會(huì)讓整個(gè)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)的運(yùn)行安全性與完整性得到保障（楊瑞萍,孫海波，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)探討，電子技術(shù)與軟件工程,2015年第5期137頁(yè)；楊濤,李成文,陳國(guó),范超，機(jī)載計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)的硬件抗干擾設(shè)計(jì)，大眾科技,2015年第6期1-4頁(yè)）。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，當(dāng)前社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，讓我國(guó)電氣化、信息化水平不斷提高，使得我國(guó)電子設(shè)計(jì)行業(yè)得到發(fā)展機(jī)遇不斷創(chuàng)新優(yōu)化，為了適應(yīng)當(dāng)前快速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與各項(xiàng)技術(shù)，并在競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)市場(chǎng)環(huán)境中占據(jù)市場(chǎng)地位，我國(guó)電子科技技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域必須迎難而上。本文所說(shuō)的計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)就是在電子技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)完善的，這給我國(guó)很多行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了重大影響和助力。本文在分析了影響計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的幾個(gè)問(wèn)題后，要給出了優(yōu)化計(jì)算機(jī)高速鐵數(shù)字電路技術(shù)的有效措施。希望經(jīng)過(guò)本文的敘述與分析，能夠幫助我國(guó)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)的有效運(yùn)行有一定幫助，也能夠促進(jìn)我國(guó)電子產(chǎn)品的發(fā)展與創(chuàng)新。

作者：盧重慶 蔣崇瀚 單位：南京郵電大學(xué)