基于自动化技术的电子信息工程设计优化方案研究

引言

电子信息工程设计是该领域的核心，设计质量及效率对于最终产品的性能优劣和市场竞争性有着直接影响。传统电子信息工程设计过程中常常采用人工手工作业，这种方式设计耗时较长、精度较低且容易出错，不能满足目前电子产品市场发展对产品速度及功能需求。而自动化技术的应用可以极大限度地解决该问题，它一方面它可以保证整体制作速度及精密度；另一方面还可以保证整个产品制作流程的稳定可靠。基于此，本文采用自动化技术针对电子信息工程设计进行优化研究。

1 电子信息工程设计现状与挑战

1.1 传统设计模式的局限性

传统电子信息工程设计采用工程师手工绘制电路图、手工编程、手动分析性能的方式完成设计工作。在电路图设计中，人工绘制费时费力，容易出现线路连接错误或者元件参数标注错误；编写代码时，人工编写的速度慢且难以保证代码的规范性和一致性，前后端接口信息不一致，后续进行二次开发时就会存在需要重新修改代码；性能分析方面，人工计算和估算比较耗时耗力，难以获得精准的数据，也无法快速找到设计中出现的问题。这种模式已无法满足现今大规模复杂电子系统的具体要求，阻碍电子信息工程发展的质量和速度。

1.2 现代设计需求带来的挑战

伴随着5G、AI、大数据、云计算等新兴技术的不断发展，对电子信息工程设计也有着更高的要求。现代电子系统规模越来越大，功能越来越复杂，需要设计更加精细、可靠、有创新性的产品。例如，在 5G 通信设备的设计时要精细设计天线布局、信号处理模块等满足高速的数据传输和低延迟；人工智能芯片设计要注重性能、兼顾功耗并做好高难度优化。同时市场竞争激烈促使电子信息产品不断更新换代，传统的设计方式无法在短的时间内完成一系列的复杂设计任务，难以满足产品快速上市的需求[1]。

2 自动化技术应用的必要性

针对上述问题，引入自动化技术是解决电子信息工程设计难题的有效方法。利用自动化技术可以实现设计过程的自动化，降低人为因素对设计工作的影响；同时利用智能化算法、大数据分析等技术，可以实现设计模型和设计数据的快速处理及优化方案的拟定；还可以借助于自动化技术将相关的设计数据信息有效的管理，便于将相关信息提供给多人共享，也有利于各类设计人员积累更多的设计经验。因此，研究电子信息工程设计中基于自动化技术的方案十分必要。

3 基于自动化技术的电子信息工程设计优化方案

3.1 设计流程自动化优化

建立全流程自动化的流程设计体系，整合 CAD 计算机辅助设计、EDA 电子设计自动化工具，完成需求分析、方案设计、详细设计及测试验证全流程一体化。需求分析时用到自然语言处理手段，自动从用户的描述中解析出相应的要求信息，得到关键设计参数；方案设计阶段，通过智能算法自动生成多种方案，并从中挑选出较优的方案；详细设计阶段可以使用EDA 工具完成整个电路图的绘制，以及 PCB 的布局布线工作；在测试验证阶段则可以直接利用自动化测试设备完成全部的设计产品的测试工作并生成测试报告。通过流程自动化可以降低各个环节之间的时间损耗及人为因素带来的错误率，提升设计质量与效率。

3.2 关键设计环节的自动化优化

借助先进的EDA 工具，使用自动布局布线功能，在符合电路原理和性能的基础上，快速完成PCB 版图的设计，并结合电路仿真的技术，完成对设计的性能验证和优化，保证电路符合设计指标。在软件设计中应用自动编程框架和代码生成功能，在软件的功能上使用自动编程框架和代码生成功能，依据软件的功能生成代码模版，并用代码静态分析工具检查代码质量，提高代码的可读性、可维护性及运行效率。在系统集成及调试阶段，使用自动测试平台对系统进行集成测试，能自动检测出系统的兼容性问题和故障点，并用自动调试工具快速准确定位问题点，并及时纠正错误[2]。

3.3 基于人工智能的设计优化

在电子信息工程设计的优化过程中引入人工智能算法。在设计方案优化方面，借助遗传算法、粒子群优化算法等智能优化算法，对设计参数进行全局搜索与优化，从而得出最优设计方案。在故障预测与诊断环节，运用机器学习算法对海量的设计数据和运行数据展开学习，构建故障预测模型。该模型能够提前预警系统潜在的故障隐患，并自动生成故障诊断报告及相应解决方案。此外，采用深度学习方式，将已有的经验和过往案例充分运用，通过向工程师推荐合理的智能设计建议，辅助工程师开展创新性设计工作。

3.4 设计数据管理与协同自动化

构建统一的设计数据管理平台，实现设计数据的自动存储、自动检索、自动共享，并结合版本控制功能管理好不同版本的设计数据，保证设计数据的完整性和可追溯性；同时借助于数据挖掘技术分析设计数据，从中提炼出有价值的有用的设计知识和设计经验；另外，借助于协同设计平台实现多团队、多人员在线协同设计，基于自动化流程管理工具完成设计任务的分派、跟踪、监督，实现各设计团队间的有效协作，提高设计效率和质量。

4 自动化技术应用的问题与对策

4.1 面临的主要问题

自动化技术在电子信息工程设计的应用上存在很大难度：一是自动化工具和自动化技术较为复杂，要求工作人员掌握专业的计算机知识、自动化技术和电子信息工程相关专业理论知识，培养自动化工作人员需要付出大量的时间和精力；二是由于自动化工具各不相同，在使用过程中很难保证两个不同的自动化工具之间实现数据的准确传递和共享，在很大程度上会影响到整个设计流程的完整性；三是自动化设计过程中可能会出现算法故障、软件故障等情况，导致自动化设计失效；四是在具体应用中会涉及到有关数据安全和知识产权保护的问题[3]。

4.2 应对策略

针对以上问题，采取以下对策：对于人才而言，强化校企合作，开设有关专业的相关课程或培训项目，培养更多符合多种工种需求的复合型人才，同时鼓励企业内部开展各种技术培训和学习活动，助力程师充分发挥其掌握自动化技术的能力。在工具协调方面，协调不同的自动化工具，为各自产品设定了统一的标准接口，并配合研发中间件、数据转化工具等，实现在不同工具之间实现无缝连接。在风险管理方面，建立对自动化设计的监控和预警，以便发现设计中的各种异常情况能够及时做出应对。此外，对自动化工具和算法进行充分的测试验证，提升设计的稳定性和可靠性。在对于数据和知识产权保护方面，运用密码、访问控制、数据加密等方式保障设计的数据安全，并借助知识产权管理制度，确保设计成果的所有权以及使用权。

5 结语

本文对基于自动化技术的电子信息工程设计优化方案进行了分析，在提出基于自动化技术的设计流程、重点环节优化、人工智能、数据管理协同等综合性的设计方案基础上，并阐述了自动化技术在提高设计质量及产品性能上的重要作用，同时也指出了自动化技术在实现过程中面临的困难和问题，并提出了应对策略。未来，随着自动化技术及人工智能技术不断发展和完善，电子信息工程设计将朝着更加智能、高效的方面发展，为电子信息产业的发展带来更好的技术保障。

参考文献：

[1] 周浩. 自动化技术在电子信息工程设计中的实践探索[J]. 普洱学院学报,2021,37(03):19-21.

[2] 俞清 龙. 自动 化技 术在 电子 信息 工程 设计 中的 运用 研究 [J]. 电子 世界,2021,(20):12-13.

[3]杜盟盟.自动化技术在电子信息工程设计中的应用[J].现代工业经济和信息化,2023,13(09):184-186.