設計技術論文范文

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第1篇

在方法層面，傳統研究漢代燈具主要側重考古、考證以及設計技術與文化等領域研究，在方法論上較少涉及燈具的裝飾與仿生科學考察，尤其是對漢代燈具的研究。近代對中國古代燈具的研究達到了相當高的水平，特別近幾年很多以研究古代燈具作為碩、博士學位論文為選題。研究者分別從考古學、文化學、藝術學等學科進行單學科或多學科交叉。從現有關于漢代銅燈的研究成果中可以看到，不同專業的研究者都會不約而同的提到漢代燈具的裝飾，但幾乎沒有研究者專以漢代燈具裝飾藝術作仿生學意義上的科學系統性研究。但是，隨著漢代燈具的不斷出土，以及現代設計科學的進步，漢代燈具研究的未來研究趨勢顯示：從傳統的考古研究轉向設計研究；從傳統的文化裝飾研究轉向科學裝飾研究。

二、研究空間及價值

“裝飾與仿生”是漢代燈具設計研究的一個可開掘空間。通過研究漢代燈具裝飾制作工藝及其仿生科學，調查與梳理相關資料，發現與整理漢代燈具工藝技術，通過科技考古與藝術復原實驗的現代技術手段，還原漢代燈具的裝飾工藝技術，揭示漢代燈具仿生科技發展水平及其技術文化內涵，從而填補漢代燈具制作工藝研究之不足，向世人展示中國漢代燈具裝飾技術與科學文化水平，力求在技術層、裝飾層與文化層等維度上弘揚中國優秀工藝文化。在裝飾層面，研究漢代燈具制作裝飾的藝術手段，復原漢代燈具裝飾藝術風格，包括工藝、造型、紋飾、繪畫、色彩等。漢代燈具裝飾技術文化，主要揭示其技術歷史之嬗變與演進；漢代燈具制作裝飾材料文化，揭示其物質文明；漢代燈具裝飾文化，主要揭示其圖案、紋飾、色彩背后的時代與歷史文化如何滲透到裝飾制作之中。在仿生層面，通過燈具的仿生造型分析漢代人的審美的需求，以及漢代大簡的造物形態和“守約以治廣”“規天矩地”“自然相生”等美學思想的命題；深究仿生造型的潛在含義，佐證漢代神學思想、視死如生的喪葬觀以及封建初期等級的劃分；對仿生燈具的實證分析，探討漢代環保、節能、調光等先進的科學性。對漢代燈具的研究，再現漢代燈具的可視化物質形式、工藝流程與技術發展為微觀特色，其優勢在于再現與復原漢代燈具工藝技術的同時，還側重開掘漢代燈具工藝的載體、材料、工具與技術等內容，為我國燈具技術文化史的建構發展助推，為我國工藝技術文化提升軟實力；通過對漢代燈具藝術發的復原，以再現、實驗、傳承、利用漢代燈具仿生技術遺產為宏觀特色，其優勢在于運用現代技術、科學實驗傳承與再現漢代燈具制作工藝，繪制漢代燈具工藝技術圖譜。

三、結語

第2篇

關鍵詞:概念設計虛擬現實技術產品市場

一、產品概念設計與市場

概念設計是工業設計領域中的一個重要方面。國外大公司的產品設計部門包括:1)(Conceptdesign)概念設計;2)(Detaildesign)詳細設計;3)(Manufacturingdesign)制造設計。由此可見，產品的概念設計的主導地位和重要性。

1概念設計的內涵

概念的設想是創造性思維的一種體現，概念產品是一種理想化的物質形式。下面以概念設計教學實例之一來說明其涵義:給出一個概念“斷藥”，讓學生進行座椅的開發設計。步驟是，首先向學生講述心理學中的一個名詞———暗示心理，并分別舉出一個“安樂死”實驗和一個“挽救少女生命”的文學名著故事，從正反兩個方面說明暗示對人的健康的影響;然后運用一個“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產品上。因為，在民間曾有這樣一個說法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產品上來為健康做設計時，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學生創意出現了形形的座椅開發設計方案(其草圖、效果圖、視圖等技術說明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設計。其應用場合為療養院、醫院、不能自理的老人家庭等。

這是傳統的產品概念設計。當然，產品的類型不止是這種無障礙設計思想指導下的專用座椅。產品即人之觀念的物化，設計是一種思維行為。在這種思維創造活動中，產品概念的構思是豐富的，人的創作智慧是無窮的。概念產品的類型更是多種多樣。

2概念設計與產品市場

完成概念設計只是第一步，能不能進行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場為開發商或企業帶來效益等，這是個風險問題。設計師的概念設計畢竟與難以預料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設計者的難題。在開發設計的許許多多產品中，只要一百件產品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中，如何減少做“分母”的被動，擴大見效益的百分比，仍是最關鍵的，是公司管理決策人士和設計師共同努力的方向。

3虛擬現實技術促使概念設計的市場化

為了更好地接近產品的市場需求，目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計，就是將所要開發的產品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是，產品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設計表達在信息時代已是多元化的展示形式，計算機輔助工業設計的發展，尤其是虛擬現實技術在產品概念設計中的應用，已使設計師的設計思路和設計表達如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預言法”設計出的產品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發設計的產品與傳統相比，就大大減少了投放市場的風險性，也為企業決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發生產，提供更好的依據。虛擬現實技術能模擬整個產品開發過程，保證產品開發一次性成功，加快開發進程，甚至使設計者和用戶融為一體，設計出滿足市場需要的產品。

二、虛擬現實技術與虛擬產品

1虛擬現實系統(VirtualReality，VR)

虛擬現實系統又稱為虛擬現實環境，是指計算機生成的一個實時三維環境。使用者可以在這環境中“自由地”運動，觀察周圍的景物，還可通過各種專用的傳感交互設備與虛擬物體進行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽到的是虛擬環境中的音響，感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環境所反饋的作用力，從而讓使用者產生一種身臨其境的感覺。產生虛擬現實環境的方法有:

1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產生虛擬環境的步驟為:

①用放置在不同地點的多個攝像機將某環境或事物記錄下來;

②利用計算機的視頻技術抽取出環境或事物的三維模型;

③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數據標度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。

2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:

用攝像頭連續掃描周圍空間來獲取某一區域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過圖像處理技術，按坐標映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環境。

2虛擬現實系統的常用設備及要求

虛擬現實系統常用設備有:三維鼠標(也稱鳥標)、數據手套、數據衣、頭盔顯示器、立體聲耳機等。對虛擬現實系統的要求除了應具有高性能的計算機系統(包括軟、硬件)外，還必須有下列關鍵技術提供強有力的支持:(1)能以實時的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實時跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動作產生力學反饋。

3虛擬產品(VirtualProduct，VP)

虛擬產品是虛擬現實技術應用于產品設計的產物，是一個數字化的產品。它具有真實產品所必須具有的特征。通過對產品實時的仿真，設計人員或用戶就能夠像使用真實產品一樣使用虛擬產品。由于產品的設計過程是數字化的，因此節省了傳統方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實驗模型、外觀模型和生產模型等)的時間和物質。在計算機中由于對設計的產品進行反復設計、分析、干涉檢查、模具設計等過程，使設計繪圖的工作量比傳統的繪圖工作量大大減少。

三、虛擬現實技術在概念設計中應用前景

在概念設計中，如采用頭腦風暴法進行方案創意時，可以將體驗設計思想更好地融于其中，也就是更多地關注產品使用者的感受，而非產品本身。比如，針對不同用戶及愛好者的要求，在不同的虛擬環境中，讓他們親自體驗修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產品的造型、色彩、裝飾風格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時，充分感受了自己所喜愛的產品在虛擬環境中的“真實”情況。甚至還可根據用戶的建議，邀請部分用戶直接與設計者一起對模型提出修改意見，觀察設計和修改過程，直至大多數人滿意為止。

為了適應激烈的市場競爭，設計廠家不能坐等用戶找上門訂購產品，而應該主動把自己廠家的產品推向市場。利用虛擬現實技術做出虛擬產品的動畫廣告，再與計算機網絡技術結合起來，使用戶能夠通過網絡來游覽設計廠家的設計產品，并能直接在虛擬環境中對產品的功能、結構、外形、色彩等方面進行實時交互、了解、觀察;同時，還可以通過Email對產品提出意見和建議，讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設計的產品。這樣可提高設計廠家的競爭力，為設計廠家謀得更多的市場份額。

若用戶對廠家設計的產品引起購買的欲望，通過網上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會主動爭先與廠家聯系，網上定貨，使廠家的產品提前占領市場。由于激烈的全球市場競爭，各國都投入了大量的資金對虛擬現實技術及其在工業設計領域中的應用進行深入地研究。將研究的成果及時轉化為生產力，這是產品迅速占領市場的關鍵。

參考文獻

1陳軍等虛擬現實中虛擬景象產生的技術初探計算機應用研究，1999，6

2熊曼辰等數字化與概念化工業設計ICME2000論文集

第3篇

關鍵詞:數字系統；IC；設計

一、數字IC設計方法學

在目前CI設計中，基于時序驅動的數字CI設計方法、基于正復用的數字CI設計方法、基于集成平臺進行系統級數字CI設計方法是當今數字CI設計比較流行的3種主要設計方法，其中基于正復用的數字CI設計方法是有效提高CI設計的關鍵技術。它能解決當今芯片設計業所面臨的一系列挑戰:縮短設計周期，提供性能更好、速度更快、成本更加低廉的數字IC芯片。

基于時序驅動的設計方法，無論是HDL描述還是原理圖設計，特征都在于以時序優化為目標的著眼于門級電路結構設計，用全新的電路來實現系統功能;這種方法主要適用于完成小規模ASIC的設計。對于規模較大的系統級電路，即使團隊合作，要想始終從門級結構去實現優化設計，也很難保證設計周期短、上市時間快的要求。

基于PI復用的數字CI設計方法，可以滿足芯片規模要求越來越大，設計周期要求越來越短的要求，其特征是CI設計中的正功能模塊的復用和組合。采用這種方法設計數字CI，數字CI包含了各種正模塊的復用，數字CI的開發可分為模塊開發和系統集成配合完成。對正復用技術關注的焦點是，如何進行系統功能的結構劃分，如何定義片上總線進行模塊互連，應該選擇那些功能模塊，在定義各個功能模塊時如何考慮盡可能多地利用現有正資源而不是重新開發，在功能模塊設計時考慮怎樣定義才能有利于以后的正復用，如何進行系統驗證等。

基于PI復用的數字CI的設計方法，其主要特征是模塊的功能組裝，其技術關鍵在于如下三個方面:一是開發可復用的正軟核、硬核;二是怎樣做好IP復用，進行功能組裝，以滿足目標CI的需要;三是怎樣驗證完成功能組裝的數字CI是否滿足規格定義的功能和時序。

二、典型的數字IC開發流程

典型的數字CI開發流程主要步驟包含如下24方面的內容:

(1)確定IC規格并做好總體方案設計。

(2)RTL代碼編寫及準備etshtnehc代碼。

(3)對于包含存儲單元的設計，在RTL代碼編寫中插入BIST(內建自我測試)電路。

(4)功能仿真以驗證設計的功能正確。

(5)完成設計綜合，生成門級網表。

(6)完成DFT(可測試設計)設計。

(7)在綜合工具下完成模塊級的靜態時序分析及處理。

(8)形式驗證。對比綜合網表實現的功能與TRL級描述是否一致。

(9)對整個設計進行Pre一layout靜態時序分析。

(10)把綜合時的時間約束傳遞給版圖工具。

(11)采樣時序驅動的策略進行初始化nooprlna。內容包括單元分布，生成時鐘樹

(12)把時鐘樹送給綜合工具并插入到初始綜合網表。

(13)形式驗證。對比插入時鐘樹綜合網表實現的功能與初始綜合網表是否一致。

(14)在步驟(11)準布線后提取估計的延遲信息。

(15)把步驟(14)提取出來的延遲信息反標給綜合工具和靜態時序分析工具。

(16)靜態時序分析。利用準布線后提取出來的估計延時信息。

(17)在綜合工具中實現現場時序優化(可選項)。

(18)完成詳細的布線工作。

(19)從完成了詳細布線的設計中提取詳細的延時信息。

(20)把步驟(19)提取出來的延時信息反標給綜合工具和靜態時序分析工具。

(21)Post-layout靜態時序分析。

(22)在綜合工具中實現現場時序優化(可選項)。

(23)Post一alyout網表功能仿真(可選項)。

(24)物理驗證后輸出設計版圖數據給芯片加工廠。

對于任何CI產品的開發，最初總是從市場獲得需求的信息或產品的概念，根據這些概念需求，CI工程師再逐步完成CI規格的定義和總體方案的設計。總體方案定義了芯片的功能和模塊劃分，定義了模塊功能和模塊之間的時序等內容。在總體方案經過充分討論或論證后開始CI產品的開發。CI的開發階段包含了設計輸入、功能仿真、綜合、DFT(可測試設計)、形式驗證、靜態時序分析、布局布線等內容。而CI的后端設計包括布局、插入時鐘樹、布線和物理驗證等內容，后端設計一般能在軟件中自動完成，如SIE軟件就能自動完成布局布線。

三、IC開發過程介紹

IC開發過程包括設計輸入、功能仿真、綜合、可測試性設計DFT、形式驗證、靜態時序分析、布局、插入時鐘樹、布線、物理驗證等內容，下面分別進行詳細介紹。

設計輸入:一般包括圖形與文本輸入兩種格式。文本輸入包括采用verilog和vHDL兩種硬件描述語言的格式，verliog語言支持多種不同層次的描述，采用硬件描述語言主要得益于采用綜合器來提高設計效益;圖形輸入一般應該支持多層次邏輯圖輸入，主要應用在一些專門的電路設計中，但是圖形輸入耗時費力且不方便復用。

功能仿真:功能仿真的目的是為了驗證設計功能的正確性和完備性。搭建的測

試環境質量和測試激勵的充分性決定了功能仿真的質量和效益，仿真工具也是比較多，而且功能比較齊全。

綜合:所謂綜合，就是將設計的HDL描述轉化為門級網表的過程。綜合工具(也可稱為編譯器)根據時間約束等條件，完成可綜合的TRL描述到綜合庫單元之間的映射，得到一個門級網表等;綜合工具可內嵌靜態時序分析工具，可以根據綜合約束來完成門級網表的時序優化和面積優化。

可測試性設計DFT:目前大多數CI設計都引入可測試結構設計，一般在電路初步綜合后可進行DFT設計。典型的DFT電路包括存儲單元的內建自測BIST電路、掃描鏈電路和邊界掃描電路。BIST電路是為了測試而設計的專門電路，它可以來自半導體生產廠商，也可以用商用的工具自動產生。掃描鏈電路一般是用可掃描的寄存器代替一般的寄存器，由于帶掃描功能的寄存器的延時與一般的寄存器并不一致，所以在綜合工具進行時序分析時最好就能考慮這種“附加”的延遲。邊界掃描電路主要用來對電路板上的連接進行測試，也可以把內部掃描鏈的結果從邊界掃描電路引入。

形式驗證是一種靜態的驗證手段，它根據電路結構靜態地判斷兩個設計在功能上是否等價，從而判斷一個設計在修改前和修改后其功能是否保持一致。

靜態時序分析:靜態時序分析是CI開發流程中非常重要的一環。通過靜態時序分析，一方面可以了解到關鍵路徑的信息，分析關鍵路徑的時序;另一方面，還可以了解到電路節點的扇出情況和容性負載的大小。

布局:布局被認為是整個后端流程最關鍵的一步，布局首先是在滿足電路時序要求的條件下得到盡可能小的實現面積，其次布局也是把整個設計劃分成多個便于控制的模塊。布局的內容包括把單元或宏模塊擺放到合適的位置，其目的是為了最大限度地減小連線的RC延遲和布線的寄生電容效應，此外，良好的布局還可以減小芯片面積和降低布線時出現擁賽現象的幾率。

插入時鐘樹:時鐘樹又稱時鐘網絡，是指位于時鐘源和它所有扇出的寄存器時鐘輸入端之間的BUFFER驅動邏輯，時鐘樹通常根據物理布局情況生成。時鐘樹的插入關鍵在于如何控制時鐘信號延時和時鐘信號扭曲，因為較大的延遲對解決電路的保持時間問題不利，較大的時鐘扭曲往往增加寄存器鎖存不穩定數據的幾率。但是時鐘信號延遲和時鐘信號扭曲問題是對矛盾，如果設計對兩者都要求比較嚴格的話，時鐘樹的插入往往需要考慮比較多。

布線:布線分為兩個階段完成:預布線和詳細布線，預布線時版圖工具把整個芯片劃分為多個較小的區域，布線器只是估算各個小區域的信號之間最短的連線長度，并以此來計算連線延遲，這個階段并沒有生成真正的版圖連線。詳細布線階段，布線器根據預布線的結果和最新的時序約束條件生成真正的版圖連線。但是如果預布線的時間比布局運行的時間還要長，這就意味著布局的結果是失敗的，這時候就需要重新布局以減少布線的擁賽。

布局布線完成之后，EDA工具根據布局布線的結果產生電路網表，產生真正的互連線延遲數據，這樣以前綜合工具DC根據線負載模型計算出來的延遲數據與這些互連線延遲數據相比是不夠精確的，因此把這些版圖提取出來的互連線延遲數據反標給DC重新進行綜合優化，如果生成的網表滿足了時序、面積及功耗要求后就生成電路版圖，電路版圖經過驗證就可以制成芯片。超級秘書網：

參考文獻：