時間：2023-03-17 17:57:59
導(dǎo)語：在電子設(shè)計論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
我校引進慧魚創(chuàng)意組合模型10套，每套模型中包括9個組合包。機器人電子設(shè)計認識實習分班級開展，4個學生為一個實習小組。整個實習過程分為五個階段進行：項目資料收集階段、基本知識準備階段、操作練習階段、項目產(chǎn)品裝配、編程、調(diào)試階段、項目驗收階段。
1.1收集項目資料教師根據(jù)學生的特點，給出若干項目題目，例如，移動機器人、叉車機器人、顏色識別機器人、抓取機械手、軌跡搜尋機器人等。并由學生自由分組，根據(jù)個人興趣和能力進行項目選擇。選定題目后，每組成員根據(jù)所選項目的任務(wù)要求，開始分頭執(zhí)行各自的任務(wù)。包括搜集所用數(shù)據(jù)資料，閱讀交流。在此過程中，教師要指導(dǎo)學生如何搜集信息和處理信息，要讓學生了解哪些是相關(guān)的信息，如項目產(chǎn)品的實際應(yīng)用背景、工作過程、注意事項等。指導(dǎo)學生整理和儲存信息。
1.2準備基本知識教師采用計算機輔助教學方法對慧魚創(chuàng)意組合模型進行講解。結(jié)合慧魚創(chuàng)意組合模型及實習任務(wù)要求，通過課件介紹和上機演示對慧魚組合模型、裝配方法等、ROBOTX控制器的使用、ROBOPRO軟件編程等內(nèi)容進行講解。ROBOPRO軟件編程采用圖形化的語言，通過接口板與PC機相連，大一學生能夠很快掌握和上手。同時它的直觀性也容易調(diào)動學生學習和創(chuàng)新的積極性。
1.3操作練習教師以一個典型模型為例，根據(jù)不同的功能要求，進行師范編程，實現(xiàn)提出的功能。學生分組操作，教師提出不同的功能要求，并進行現(xiàn)場指導(dǎo)。
1.4項目產(chǎn)品裝配、編程、調(diào)試學生根據(jù)所選項目領(lǐng)取所需的實驗器材，包括慧魚創(chuàng)意組合模型包、慧魚專用電源、慧魚接口板等。根據(jù)項目任務(wù)要求，分析項目工作原理和步驟等。以叉車機器人為例，其工作步驟如下。(1)叉車從軌道端點A出發(fā)，此時叉車前叉升高(由限位開關(guān)控制其最高位置)。(2)按壓起動按鈕，叉車開始沿環(huán)形軌道運行。(3)在叉車運行過程中，根據(jù)軌跡傳感器的檢測信息實時調(diào)整叉車的運行方向(通過調(diào)整左右兩側(cè)車輪的運行速度實現(xiàn)運行方向的調(diào)整)。(4)叉車運行到軌道端點B后，叉車停止運行，并降低前叉(由限位開關(guān)控制其最低位置)，然后向前運行到工件位置，前叉升高，叉起工件，掉頭沿原路返回。(5)叉車運行到端點A后，放下前叉，將工件放置在指定位置(端點A處)，后退一定距離，升起前叉，然后掉頭，恢復(fù)到出發(fā)狀態(tài)。至此叉車的一次工件搬運工作結(jié)束。小組成員理解了項目任務(wù)后，進行組內(nèi)協(xié)商分工，開始模型裝配、編程、調(diào)試等實際操作，這是項目完成的關(guān)鍵步驟。在進行模型裝配之前，讓學生認真閱讀慧魚公司提供的資料，從而獲得大量的感性認識。之后，根據(jù)生產(chǎn)實踐和生活經(jīng)驗進入動手創(chuàng)意階段，大膽設(shè)想，進行設(shè)計組合和裝配，構(gòu)件項目中的結(jié)構(gòu)模型，并搭接電路、氣路連接線。然后根據(jù)項目工作原理和步驟進行圖形化編程(如圖2所示)。[4]在初步完成了軟件編程后，先檢查程序有無編寫規(guī)范上的錯誤，通過仿真功能可以進一步檢查錯誤。初步檢查之后，將接口板連接到電腦，進行硬件測試，即可在線調(diào)試。如果調(diào)試程序無誤，并且確保接口板與電腦的端口連接正確，即進行程序下載。下載完成系統(tǒng)將給予提示，此時即可斷開電腦與接口板之間的連線，在下載模式下運行慧魚模型。裝配、調(diào)試完成的幾個項目產(chǎn)品模型如圖3所示，包括叉車機器人、抓取機械手等。這些產(chǎn)品模型使知識具體化、形象化，為學生感知、理解和記憶知識創(chuàng)造了條件。從而減少學生掌握抽象概念的困難，助其形成明確的概念，發(fā)展其觀察能力和思維能力，提高學生的學習興趣和積極性。
1.5項目驗收最后進行實習項目驗收答辯，檢驗實習成效。各小組在完成實習項目后，要寫出實習報告，詳細敘述實習項目的設(shè)計思路與實現(xiàn)方法、遇到的問題及解決方法、項目小組的體會。并進行現(xiàn)場答辯：陳述制作過程、展示產(chǎn)品運行過程、解釋關(guān)鍵工作原理和采用的方法、回答教師的提問。
2結(jié)束語
EDA(實驗)中心的建設(shè)起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設(shè)和有關(guān)實驗項目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實驗環(huán)境。EDA的實驗環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時EDA的實驗環(huán)境也是一個窗口,代表了一個學校現(xiàn)代化教學的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計算中心或機房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實驗環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現(xiàn)時代的特點,我們將中心80臺機器內(nèi)部互連,整個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計,能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進都經(jīng)過認真市場調(diào)查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產(chǎn)品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質(zhì)量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
(4)鼓勵師生開發(fā)EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發(fā)進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發(fā)并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產(chǎn)生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
2EDA實驗環(huán)境的管理
我校的EDA實驗環(huán)境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學服務(wù)。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務(wù)工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡(luò)授課,我們引進了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學服務(wù),我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過多次試驗,使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
(2)開放式的實驗環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進行現(xiàn)場指導(dǎo),學生可以自由地上機實習。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非?？?我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢,不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們曾請經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業(yè)的學生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業(yè)的“電工學”課程中;每年還有幾十名本?？粕脱芯可谶@里進行畢業(yè)設(shè)計和課題上機?？偵蠙C時數(shù)已達4萬機時。
(2)EDA中心的構(gòu)建,推動了我校多門類課程的教學內(nèi)容、教學方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實現(xiàn)代化的設(shè)計思想和設(shè)計方法,EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創(chuàng)造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學生,激發(fā)了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對學生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn),不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環(huán)境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4)EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養(yǎng)學生從事科學研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的老師利用EDA中心進行電子設(shè)計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。
參考文獻:
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[2]趙云娣等.電子技術(shù)教學基地的實驗室建設(shè)[J].高等工程教育研究,1999增刊(77)
統(tǒng)一思想，明確目的．大學生電子設(shè)計大賽是考察在校大學生專業(yè)知識和實踐能力的綜合型競賽，是檢驗學校辦學能力的高水平競賽，同時保證參加大賽的同學能通過大賽這一平臺有所收獲和進步．指導(dǎo)教師通過比賽積累經(jīng)驗，實現(xiàn)比賽在學?？沙掷m(xù)發(fā)展，實現(xiàn)以賽促管、以賽促學、以賽促改．大學生電子設(shè)計大賽組織過程分為宣傳、動員、報名、培訓(xùn)、篩選、強化、競賽、獎勵、總結(jié)．賽前準備包含賽前組織和賽前培訓(xùn)．賽前組織包括人員組織、經(jīng)費組織、設(shè)備與耗材組織，賽前培訓(xùn)是對學生進行針對性高強度模擬訓(xùn)練，賽前精心準備是競賽成功的一半，讓每位指導(dǎo)老師和同學在電子設(shè)計大賽賽前、賽中、賽后都有所收獲．
1．1賽前組織
1．1．1人員組織
學校成立電子設(shè)計大賽領(lǐng)導(dǎo)小組．全國大學生電子設(shè)計大賽和省級大學生電子設(shè)計大賽輪流隔年舉辦一次，領(lǐng)導(dǎo)小組是常設(shè)機構(gòu)，負責電子競賽組織、管理、協(xié)調(diào)工作．電子設(shè)計大賽領(lǐng)導(dǎo)小組組長一般由主管教學副校長擔任，副組長由學校教務(wù)處處長和相關(guān)學院院長共同擔任，辦公室主任由電工電子實驗中心主任擔任．辦公室設(shè)在實驗中心，負責處理大賽日常事務(wù)，成員包括指導(dǎo)老師、實驗員及大賽相關(guān)人員．電子設(shè)計大賽領(lǐng)導(dǎo)小組負責相關(guān)部門協(xié)調(diào)和政策落實和大賽組織和宣傳，負責參賽人員管理和學生培訓(xùn)，負責賽前制定培訓(xùn)計劃收集整理資料，負責與賽區(qū)組委會聯(lián)絡(luò)和大賽專項經(jīng)費管理，負責元器件及耗材保管、整理、發(fā)放、采購和培訓(xùn)競賽場地管理，負責培訓(xùn)競賽后勤保障和學生管理．電子設(shè)計大賽人員組織包含指導(dǎo)老師的組織和參賽學生的組織．強有力的指導(dǎo)老師團隊是電子設(shè)計大賽取得成功的基礎(chǔ)．隨著技術(shù)發(fā)展，大賽專業(yè)知識廣度和深度不斷加深，題目更加新穎貼近生活，包括電源類、控制類、無線收發(fā)類、儀器儀表類等，涉及電子技術(shù)各領(lǐng)域和方向，對指導(dǎo)老師綜合素質(zhì)和能力提出了更高要求．指導(dǎo)老師需要精通模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路，精通51單片機和熟練運用CORTEX－M3嵌入式系統(tǒng)、CPLD/FPGA可編程邏輯器件、DSP數(shù)字信號處理器等，有豐富的實踐經(jīng)驗和極強攻堅能力．根據(jù)實際情況組建指導(dǎo)教師團隊給學生全方位的指導(dǎo)，充分發(fā)揮指導(dǎo)教師特長，取長補短，相互學習，共同提高．參賽學生是大賽主體，加強宣傳，吸引更多同學參與大賽，同時保證競賽質(zhì)量和水平，經(jīng)選拔合格或任課老師推薦才能正式報名參加．大三學生知識結(jié)構(gòu)和實踐能力強于大二學生，選拔時以大三學生為主，適當選取大一、大二學生保證后備力量，組成電子設(shè)計大賽參賽隊伍．通過學校宣傳、領(lǐng)導(dǎo)小組動員、輔導(dǎo)員講解，使參賽同學全方位多角度了解電子設(shè)計大賽的意義和目的，對就業(yè)和成長的幫助，調(diào)動學生競賽積極性和熱情．
1．1．2經(jīng)費組織
電子設(shè)計大賽經(jīng)費使用原則:預(yù)算清晰，專人管理，?？顚Ｓ茫侠硎褂?，厲行節(jié)約，保證運行，各項開支在預(yù)算內(nèi)完成，開支與預(yù)算一致．經(jīng)費來源分為學校年度預(yù)算和校內(nèi)部門籌集，用于電子設(shè)計大賽基本運行和指導(dǎo)教師課時補貼．基本運行包含報名費、管理費、電子元器件及耗材采購添置、競賽期間餐費及其他雜費．指導(dǎo)教師課時補貼指賽前教師培訓(xùn)課時費、競賽期間指導(dǎo)教師補貼．電子設(shè)計大賽經(jīng)費不含教師差旅費和競賽獲獎后學校發(fā)放獎金，賽后根據(jù)政策另行撥付．
1．1．3設(shè)備耗材組織
大賽設(shè)備耗材專人管理，專人采購，統(tǒng)一分配;培訓(xùn)類耗材由培訓(xùn)教師提出計劃統(tǒng)一采購．
1．2賽前培訓(xùn)
電子設(shè)計大賽賽前對學生的培訓(xùn)是學生提高的重要過程，很大程度上決定了比賽成績．指導(dǎo)教師根據(jù)歷年競賽內(nèi)容和特點，結(jié)合自身特長制定詳盡的培訓(xùn)計劃和方案．大三學生知識相對全面但實踐應(yīng)用能力較差，沒有系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗，知識點孤立難以將各門課程融合到一起，大二學生專業(yè)知識結(jié)構(gòu)不完整，認識片面，指導(dǎo)教師根據(jù)學生實際情況因材施教做出個性化的培訓(xùn)與輔導(dǎo)，使培訓(xùn)效果達到最佳．培訓(xùn)分兩個階段，時間5～6周．第一階段(3～4周)采用集中授課與實際制作相結(jié)合的方式，第二階段(2～3周)采用三人一組半開放自主設(shè)計的方式．第一階段包含模塊電路分析、設(shè)計、調(diào)試、制作、參數(shù)測試、基本儀器使用及報告書寫，對往屆比賽重點模塊電路進行有針對性專題講座和制作．重點模塊有電源電路、信號調(diào)理與運算放大電路、傳感器與微弱信號檢測電路、信號發(fā)生電路、通信電路、電壓與頻率轉(zhuǎn)換電路，單片機最小系統(tǒng)、人機交互電路、數(shù)據(jù)采集電路、驅(qū)動電路等．設(shè)計報告內(nèi)容包含:摘要，敘述核心技術(shù)、實現(xiàn)方法與發(fā)揮;系統(tǒng)設(shè)計方案，敘述方案選擇、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)方法;硬件電路設(shè)計與分析計算，敘述硬件電路原理、計算、設(shè)計與實現(xiàn);軟件設(shè)計，敘述軟件程序思想、流程、實現(xiàn)方法與重點程序;測試結(jié)果與分析，敘述測試儀器、測試方法、測試結(jié)果、數(shù)據(jù)分析;總結(jié)與展望，總結(jié)題目完成情況、存在問題與展望．第一階段使學生掌握基本模塊電路，對電子設(shè)計進一步了解和認識，優(yōu)秀學生脫穎而出，具備沖擊獎項實力，指導(dǎo)教師對這部分同學重點關(guān)注，畢竟指導(dǎo)教師精力有限，不可能面面俱到，拿獎也是一項重要而艱巨的任務(wù)．第二階段3人一隊進行賽前熱身．按比賽要求自主設(shè)計，鍛煉同學們系統(tǒng)分析與設(shè)計、制作與調(diào)試、參數(shù)測試、團隊分工與協(xié)作能力．每隊由3名同學自愿組合組成，1名同學負責軟件編寫，1名同學負責硬件制作，1名同學負責報告撰寫．實際比賽有很多突況需共同討論、共同參與、共同應(yīng)對、共同解決．指導(dǎo)教師可以根據(jù)以往題目特點、內(nèi)容和難度自行設(shè)計題目，也可以直接選擇往屆典型題目．第二階段模擬訓(xùn)練展現(xiàn)了各隊水平和能力，也暴露存在的問題，指導(dǎo)教師根據(jù)每隊實際情況進行賽前輔導(dǎo)．
2賽期管理
比賽前2～3周，組委會發(fā)放比賽用單片機和開發(fā)平臺，提前讓參賽隊熟悉開發(fā)環(huán)境，賽前一周公布本屆電子設(shè)計大賽可能用到的元器件測試儀器，指導(dǎo)教師團隊根據(jù)公布元器件清單估計本屆比賽可能出現(xiàn)的題目和用到的模塊．指導(dǎo)教師對器件進行分析，列出本次大賽可能用到元器件詳細清單，交器件管理員清理匯總，不足部分立即準備和采購，采購應(yīng)確保器件質(zhì)量，排除器件質(zhì)量問題帶來的故障和干擾．參賽隊在賽前調(diào)試好競賽場地儀器設(shè)備，查看元器件清單結(jié)合指導(dǎo)老師分析對新器件和不熟悉模塊進行搭建與調(diào)試，為比賽正式開始做好準備．4天3夜的電子設(shè)計大賽開始后，第一天選擇題目、設(shè)計方案與具體電路，領(lǐng)取元器件及耗材，不足的元器件匯總立即采購．第二天完成軟件編寫和部分模塊電路搭建．第三天完成軟硬件聯(lián)調(diào)和報告書寫．第四天完成參數(shù)測試，有能力的同學完成發(fā)揮部分設(shè)計．
3賽后總結(jié)
在新媒體時代的影響下，電子書籍的設(shè)計是科學技術(shù)與藝術(shù)語言相融合的產(chǎn)物，其在原有的文字、圖像、色彩等視覺元素設(shè)計的基礎(chǔ)上，融入了三維圖像、交互設(shè)計、flas、音頻、視頻等動態(tài)立體圖像表達形式，并通過音頻播放功能，把文字信息以聲音的形式有效、生動地傳遞給讀者，使書籍真正營造出視、聽、嗅、觸、味五感于一體的閱讀氛圍。對于電子書籍教學與傳統(tǒng)書籍相比較,對書籍設(shè)計如何體現(xiàn)“五感”有一個新的認識?！耙暋钡捏w現(xiàn)：將傳統(tǒng)書籍版式與動態(tài)技術(shù)結(jié)合，動靜結(jié)合。“聽”的體現(xiàn)：在電子書籍中融入聽覺元素更好的傳達信息的同時，提高了書籍聽覺感染力。“觸”的體現(xiàn)，從以往傳統(tǒng)書籍對材料的觸覺提升到以讀者與書籍交互性設(shè)計和參與性，通過讀者對屏幕的觸摸或是鼠標的點擊、拖動，運用動態(tài)圖像使讀者體會觸覺的主動性。“嗅”與“味”的體現(xiàn)，電子書籍無法從食物的方面?zhèn)鬟_嗅覺，只有間接的從圖像、色彩等視覺元素來刺激讀者。總之，在電子書籍的教學中要強調(diào)書籍內(nèi)涵藝術(shù)化、設(shè)計風格簡約化、設(shè)計信息多元化、設(shè)計服務(wù)合理化的原則，貫穿到整個電子書籍設(shè)計的教學環(huán)節(jié)中去。
2對電子書籍設(shè)計課程教學模式的嘗試
2.1培養(yǎng)模式的改革電子書籍的教學中以綜合學科知識運用與新媒體技術(shù)結(jié)合的方式，改變單一教學模式，以開放式態(tài)度對待學生和教學。在電子書籍的內(nèi)容采集階段，提倡凸顯個性化特征；在創(chuàng)意階段，鼓勵學生突破、創(chuàng)新；在電子書籍的制作階段，以合理化運用新媒體技術(shù)為原則，將視聽多媒體元素進行有效的編輯和安排。教師應(yīng)把握學生在每一個階段的學習，以不同階段的要求對學生進行指導(dǎo)，不能一味追求新媒體技術(shù)帶來的全新效果，而是要本著傳統(tǒng)書籍技巧與電子書籍技術(shù)結(jié)合的方式，確立藝術(shù)與技術(shù)相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。
2.2電子書籍設(shè)計教學內(nèi)容的設(shè)置優(yōu)秀的電子書籍設(shè)計是以實用性、藝術(shù)性、文化性相結(jié)合的產(chǎn)物，教師在電子書籍設(shè)計的教學內(nèi)容中需要注意以下幾個方面：強調(diào)版式設(shè)計：在電子書籍教學中信息傳達是電子書籍版面設(shè)計中的重點，雖然電子書籍不同于傳統(tǒng)書籍的紙質(zhì)媒介和形態(tài)，融合了音頻視頻以及圖形圖像為一體的心得表達形式，但是它的呈現(xiàn)，在讀者閱讀時，仍然以圖形、文字、色彩為主要構(gòu)成，所以將傳統(tǒng)設(shè)計元素與視頻、音頻相結(jié)合的方式來傳達信息。強調(diào)適量的設(shè)計元素，避免視覺混亂進行有序的設(shè)計，準確把握整體和部分的關(guān)系。提倡交互式設(shè)計：相較于傳統(tǒng)書籍，電子書籍運用交互式技術(shù)使讀者通過界面中的按鈕、圖標、菜單等交互式設(shè)置，來實現(xiàn)閱讀的主動性，所以引導(dǎo)學生通過交互式設(shè)計來增加讀者閱讀的互動性、趣味性和主動性是電子書籍設(shè)計教學的重點，但在電子書籍中交互設(shè)計應(yīng)當適度、合理，帶動讀者的參與，調(diào)動讀者的閱讀積極性。鼓勵運用新技術(shù)：由于電子書籍中的媒體多元化，所以對于新技術(shù)（軟硬件）的掌握與操作尤為重要，鼓勵學生將新技術(shù)在電子書籍設(shè)計上進行運用，利用flas、視頻音頻、3D模擬虛擬空間等手法，使學生在電子書籍在個性風格和藝術(shù)表現(xiàn)上更為豐富，但這也是教學的難點與挑戰(zhàn)，需要學生指導(dǎo)掌握綜合知識與技術(shù)。在課題設(shè)置訓(xùn)練上：以網(wǎng)絡(luò)上招標的電子書籍設(shè)計項目來作為學生訓(xùn)練項目，如：電子雜志、電子書刊、電子報紙等，而不是局限于虛擬課題設(shè)計，提升學生的設(shè)計能力和興趣，引導(dǎo)學生結(jié)合市場的需求來創(chuàng)意，設(shè)計出優(yōu)秀的電子書籍。
3教學中可能遇到的問題
1.1RF輸出單元：輸出濾波器是RF輸出單元的主要器件，它主要影響發(fā)射機的無用發(fā)射性能，由于數(shù)字電視發(fā)射機的無用發(fā)射是連續(xù)的，因此必須采用帶通濾波器。
1.2監(jiān)控部分：數(shù)字電視的監(jiān)控系統(tǒng)由五部分構(gòu)成，主要包括傳感器、微處理器和PC機等。它的主要作用就是對發(fā)射機的工作狀態(tài)、信號傳輸、電視機故障處理等進行監(jiān)控，以此保證發(fā)射機的穩(wěn)定工作。
2數(shù)字電視發(fā)射機的技術(shù)與應(yīng)用
2.1數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)與模擬電視發(fā)射機技術(shù)。數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)和模擬電視發(fā)射技術(shù)都是全固態(tài)、單通道發(fā)射，兩者在大功率合成、供電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制單元等技術(shù)上存在互通的關(guān)系，在設(shè)計理念上，兩者都實現(xiàn)了設(shè)計的模塊化、智能化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化特點，綜上所述，數(shù)字電視發(fā)射機與模擬發(fā)射機存在很多相似之處。但是數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)與模擬技術(shù)又存在著一定的差異性。數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)在激勵器方面采用了信道編碼，這項技術(shù)是國標規(guī)定的內(nèi)容，頒布國標之后，信道編碼已經(jīng)順利解決了國標部分的問題，伴隨著我國數(shù)字電視發(fā)射機技術(shù)的發(fā)展，中國廠商在發(fā)射機產(chǎn)品制造中解決了基帶預(yù)矯正、平均功率、低相噪本振和單頻網(wǎng)等技術(shù)難題，這些關(guān)鍵性技術(shù)難題的克服都離不開數(shù)字化技術(shù)水平的提高。
2.2調(diào)頻廣播發(fā)射的數(shù)字技術(shù)特點。數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展使得調(diào)頻廣播的發(fā)射具備了以下特點：抗干擾能力強、信號穩(wěn)定、電臺頻道變寬。調(diào)頻廣播的信號傳播受到自然環(huán)境、工業(yè)生產(chǎn)活動、家用電器干擾等等因素的影響，諸多因素在信號傳播過程中一旦一起參與進來就難以被分辨出來，調(diào)頻收音機卻可以通過限幅變化切除掉干擾信號。數(shù)字調(diào)頻激勵器的引入，使得調(diào)頻廣播發(fā)射機改進了同步指標，降低了傳播過程中的噪音影響，使人們獲得了更好的音頻質(zhì)量。數(shù)字音頻信號傳輸節(jié)約了系統(tǒng)同步性用時，提高了系統(tǒng)調(diào)試和維護的工作強度。調(diào)頻廣播系統(tǒng)是一個全方位的信息傳播平臺，具有較大的社會實用性。隨著科技的進步，數(shù)字化技術(shù)還會不斷更新，數(shù)字化廣播也會有更長足的發(fā)展和進步。
2.3數(shù)字微波通信技術(shù)。數(shù)字微波通過技術(shù)經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展，已經(jīng)取得了一定的成績，且在一段時期內(nèi)是通信系統(tǒng)傳輸?shù)闹饕绞街唬怯捎诮陙砀鞣N信息傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，如光纖技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)等，使得微波技術(shù)進行了新的發(fā)展期，面臨的挑戰(zhàn)也更多。現(xiàn)代通信傳輸?shù)娜笾е切l(wèi)星技術(shù)、光纖技術(shù)和數(shù)字微波通信技術(shù)。當前我國的廣播電視領(lǐng)域，已經(jīng)將光纖傳播作為主要的信號傳輸方式，我國廣電行業(yè)早已開展以光纖網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。光纖通信技術(shù)的特點是容量大、抗干擾能力強、損耗程度低，在廣播電視信號的傳輸過程中基本不會受到中繼引起的噪聲影響，減少了接受信號延時較長的現(xiàn)象。光纖傳播技術(shù)是高質(zhì)量的視頻和音頻傳輸介質(zhì)，它的傳輸效果非常理想化，逐步成為了直播或者遠地傳播最為主要的方式，也成為了廣播電視城域網(wǎng)最穩(wěn)定可靠的數(shù)字電視和數(shù)據(jù)傳輸鏈路。隨著數(shù)字電視的不斷普及，電視正在由給人們提供單項接收信息向雙向互動方向發(fā)展，光纖傳播技術(shù)在電視傳播中的使用，擴展了傳輸?shù)拈L度和寬度，還使電視傳播具備了很強的信號質(zhì)量，帶動了廣播電視技術(shù)的雙向發(fā)展。綜上所述，數(shù)字電視發(fā)射機技術(shù)不僅使數(shù)字電視行業(yè)得到了高效的發(fā)展，其在社會生活的各個領(lǐng)域中都發(fā)揮著重要的作用。
關(guān)鍵詞：電子政務(wù)，頂層設(shè)計，地方政府，前臺-后臺服務(wù)體系
一、背景
近兩年來，有關(guān)電子政務(wù)或信息化的“頂層設(shè)計”這個概念用得非常頻繁；但是，時至今日，人們對此卻仍然沒有一個權(quán)威的定義與說法。其實，簡單地說，所謂頂層設(shè)計即是就某個對象進行全面系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計。從起源上看，頂層設(shè)計這個概念最初來自自然科學或大型技術(shù)工程領(lǐng)域，如人類基因組工程研究、航天工程研究等。例如，中國航天科技集團總經(jīng)理王禮恒院士在談到我國載人航天與繞月探測工程時，就先后多次提到要進行頂層設(shè)計，“加強航天發(fā)展的頂層設(shè)計，從國家和全局的高度來統(tǒng)籌安排航天發(fā)展”（王禮恒：“載人航天繞月探測同步推進時機成熟”，/home/news/Inland/200403/08/214153.html。）。中國國防科工委副主任、國家航天局局長欒恩杰曾在2003年6月11日表示，中國航天需要政府從國家戰(zhàn)略的高度出發(fā)，做好頂層設(shè)計和整體規(guī)劃，調(diào)整結(jié)構(gòu)、整合資源（“專家認為：中國航天需政府做好頂層設(shè)計和整體規(guī)劃”，。）提到“建設(shè)新一代運載火箭型譜化系列”，其中的“型譜”即是產(chǎn)品設(shè)計方面的頂層設(shè)計。從這些自然科學與大型技術(shù)工程領(lǐng)域的案例來看，頂層設(shè)計的基本內(nèi)容是指，為完成某一大型科技項目，必須實現(xiàn)理論上一致、功能上協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)上統(tǒng)一、資源共享、部件標準化。
但是，就電子政務(wù)來說，要“實現(xiàn)理論上一致、功能上協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)上統(tǒng)一、資源共享、部件標準化”，卻不是件那么容易和簡單的事情，因為科技項目與工程的頂層設(shè)計與作為政策體系的電子政務(wù)頂層設(shè)計畢竟存在著很大的差異。從基本內(nèi)容來看，電子政務(wù)的頂層設(shè)計應(yīng)該是就電子政務(wù)建設(shè)的基本問題進行總體的、全面的設(shè)計，不僅應(yīng)該包括網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、安全管理、信息資源建設(shè)等諸多技術(shù)層面的內(nèi)容，也應(yīng)該包括行政管理體制、政府職能、政府績效管理及具體業(yè)務(wù)類型之間的關(guān)系。
時至今日，尚沒有哪個國家以頂層設(shè)計來命名自己的電子政務(wù)政策或文件。不過，就基本內(nèi)容來看，美國聯(lián)邦政府的“聯(lián)邦政府組織架構(gòu)（FEA）”和英國政府的“電子政務(wù)互操作模型（e-GIF）”可以看作是他們本國的電子政務(wù)頂層設(shè)計。例如，就FEA來說，美國政府將電子政務(wù)的主要問題都納入其五個參考模型，即績效參考模型（PRM）、業(yè)務(wù)參考模型（BRM）、服務(wù)構(gòu)件參考模型（SRM）、數(shù)據(jù)參考模型（DRM）、技術(shù)參考模型（TRM），從而使其對電子政務(wù)的管理由原先的注重具體項目、業(yè)務(wù)細節(jié)與資金配給的特別管理轉(zhuǎn)向基于績效評估、業(yè)務(wù)規(guī)范與技術(shù)標準的制度化的例行管理?？梢?，頂層設(shè)計正在成為一些國家電子政務(wù)建設(shè)的重要方向。
二、我國地方電子政務(wù)頂層設(shè)計的基本內(nèi)容是建立“電子政務(wù)前臺-后臺服務(wù)體系”
由于信息化發(fā)展水平的差異，國外進行電子政務(wù)頂層設(shè)計的方法顯然不能直接應(yīng)用于我國的電子政務(wù)頂層設(shè)計。但是，盡管如此，它們卻為我們提供了頂層設(shè)計的基本思路，而且其中的一些具體的過程、工具和手段，更是可以直接地應(yīng)用到我們的頂層設(shè)計當中。所以，在電子政務(wù)頂層設(shè)計的具體構(gòu)建過程當中，一方面，必須充分考慮到我國的政治、經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)實；另一方面，也必須借鑒其他國家在進行電子政務(wù)頂層設(shè)計時所采用的科學合理的思路與方法，以使我國電子政務(wù)更能發(fā)揮提高行政管理效率、實現(xiàn)資源共享、減少重復(fù)建設(shè)的目的。
根據(jù)對國外有關(guān)國家的電子政務(wù)頂層設(shè)計的分析，結(jié)合我國行政管理體制特點及電子政務(wù)發(fā)展實際，筆者就作為一級地方政府的電子政務(wù)頂層設(shè)計構(gòu)造一套結(jié)構(gòu)模型，并將其稱為“電子政務(wù)前臺-后臺服務(wù)體系”模型。
該模型包含兩部分。第一部分是基本模型，主要包括模型的骨干架構(gòu)，基本內(nèi)容可以概括為四個流程主體、三項業(yè)務(wù)要求（如圖1、圖2所示）。四個流程主體為各政府部門（以及由其業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成的內(nèi)部網(wǎng)）、行政服務(wù)中心、政府門戶網(wǎng)站、公眾（及其服務(wù)界面）；三種基本業(yè)務(wù)要求為集中、整合以及互動。第二部分是擴展模型，是在基本模型基礎(chǔ)之上的業(yè)務(wù)擴展。從圖中可以看出，該模型本身就是一個系統(tǒng)流程，電子政務(wù)建設(shè)的幾乎全部內(nèi)容均能涵蓋其中。
“電子政務(wù)前臺-后臺服務(wù)體系”具有如下特點：
1.與目前我國政府管理特點相契合。電子政務(wù)通常要求對業(yè)務(wù)流程和組織機構(gòu)進行調(diào)整，因而在實際執(zhí)行過程中容易讓某些部門產(chǎn)生抵觸情緒，協(xié)調(diào)起來存在一定的困難。所以，在上述模型中，內(nèi)網(wǎng)（局域網(wǎng)）及其網(wǎng)上辦公業(yè)務(wù)是在統(tǒng)一規(guī)劃下由各部門根據(jù)自身業(yè)務(wù)需要分別建設(shè)的，一些相應(yīng)的后臺業(yè)務(wù)仍然需要本部門去解決，這樣可以充分地調(diào)動各政府部門開展電子政務(wù)的積極性。
2.體現(xiàn)了信息技術(shù)對政府行政管理體制改革的要求與影響。這主要表現(xiàn)在三個方面：一是對行政業(yè)務(wù)、信息資源與政府財務(wù)管理的大集中；二是行政服務(wù)中心在整個一級政府的電子政務(wù)建設(shè)中的樞紐地位，為信息時代的政府機構(gòu)調(diào)整提出了改革的方向；三是突出強調(diào)了政府門戶網(wǎng)站在整個系統(tǒng)流程中的重要地位，體現(xiàn)了電子政務(wù)發(fā)展的基本要求。
3.明確了電子政務(wù)所存在的三層“前臺-后臺”關(guān)系。第一層是公眾（企業(yè)和公民）與政府門戶網(wǎng)站之間的“前臺-后臺”關(guān)系，第二層是政府門戶網(wǎng)站與行政服務(wù)中心之間的“前臺-后臺”關(guān)系，第三層是行政服務(wù)中心與各政府部門之間的業(yè)務(wù)關(guān)系。其實，在不同的信息化和電子政務(wù)發(fā)展水平下，“前臺-后臺”層級關(guān)系數(shù)量及其密切程度都會存在很大的差異。在電子政務(wù)發(fā)展水平較低的情況下，層級數(shù)量較少，其密切程度也較低；隨著發(fā)展水平的提高，層級數(shù)量應(yīng)逐漸增加，其密切程度也會相應(yīng)地增加。
4.模型具有較大的伸縮性能。該模型只是從邏輯上表示一級政府的電子政務(wù)服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，因而能夠包容很多實際操作過程與建設(shè)方式。如就行政服務(wù)中心而言，本身可以是地域分布性的，能夠滿足管轄范圍較大的一級政府對分片管理的要求；另外，行政服務(wù)中心是一種綜合性管理機構(gòu)的總稱，可以表示行政審批中心、辦證中心、市民服務(wù)中心等機構(gòu)。不過，盡管其名稱可以不一致，但是與政府門戶網(wǎng)站的唯一的“前臺-后臺”關(guān)系卻是必須堅持的，政府不應(yīng)該就每一種所謂的中心單建一套信息化系統(tǒng)，這樣是與信息化的大集性相違背的，也是沒有效益的。
5.能夠容納頂層設(shè)計與政府行政管理體制創(chuàng)新的諸多技術(shù)與方法。這里可以舉幾個具體的例子。
例子一，就政府績效管理與評估而言，由于各政府部門是單獨地向行政服務(wù)中心提供自己的網(wǎng)上對外辦公事務(wù)，政府信息公開以及行政業(yè)務(wù)網(wǎng)上辦理情況都能分別地加以考察。
例子二，行政服務(wù)中心在整合相關(guān)的行政業(yè)務(wù)時，可以采用美國政府在FEA中所采用的業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)劃法（BSP）遴選一些共性的業(yè)務(wù)內(nèi)容。
例子三，由于行政服務(wù)中心承接來自各政府部門的業(yè)務(wù)并要求對其進行整合，因此知識管理技術(shù)與客戶關(guān)系管理技術(shù)等技術(shù)方法，能夠極大地提高政府服務(wù)于公民和企業(yè)的能力與效益。與此同時，由于行政服務(wù)中心直接管理政府門戶網(wǎng)站，與政府各部門密切聯(lián)系，因此它也能處理很多通過手機、電話等非互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，仍然繼續(xù)發(fā)揮傳統(tǒng)手段下的政府服務(wù)管理內(nèi)容與形式，以適應(yīng)當前信息化過渡期內(nèi)群眾信息化應(yīng)用水平不高的實際情況。
三、地方政府電子政務(wù)頂層設(shè)計的政策建議
目前，不少地方政府（特別是地級市政府）已經(jīng)或正在進行自己的電子政務(wù)頂層設(shè)計。不過，從頂層設(shè)計的角度來看，其內(nèi)容仍然顯得不夠全面，對一些比較重要的問題沒能進行詳細的討論和分析。作者認為，圖2的“電子政務(wù)前臺-后臺服務(wù)體系”可以作為構(gòu)建地方電子政務(wù)頂層設(shè)計的基礎(chǔ)，即圍繞該模型并從政府績效管理、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、信息資源、組織結(jié)構(gòu)等諸多方面進行各地的電子政務(wù)總體設(shè)計。因此，作者提出以下的政策建議。
（一）建立科學規(guī)范的地方政府電子政務(wù)績效管理與評估模型
績效參考模型是美國FEA的核心內(nèi)容，是決定其他四個參考模型的基礎(chǔ)，而且美國政府在實施電子政務(wù)戰(zhàn)略的24個總統(tǒng)優(yōu)先項目時，同樣也是以此為考核依據(jù)的。實際上，我國一些地方也在建立政府績效管理制度，并提出了建立責任型政府的要求，但是從具體內(nèi)容來看，電子政務(wù)尚未納入政府績效管理制度范疇。為此，今后各地方政府可以采取以下政策措施：
1.明確電子政務(wù)的績效考核單位及其各自的電子政務(wù)發(fā)展的具體目標。通過圖2的“電子政務(wù)前臺-后臺服務(wù)體系”，我們能夠?qū)崿F(xiàn)這樣一種雙重的目標：既能單獨地對各部門進行績效考核，又能實現(xiàn)跨部門的業(yè)務(wù)整合。為便于對各部門的電子政務(wù)開展情況進行分別地考核，必須科學合理地設(shè)計電子政務(wù)前臺-后臺服務(wù)體系流程，即在進入行政服務(wù)中心之前，各部門是獨立完成自己的電子政務(wù)業(yè)務(wù)設(shè)計與管理的。為此，地方政府首先必須針對各政府部門的業(yè)務(wù)情況制定詳細的信息化發(fā)展計劃，明確地為各部門訂立電子政務(wù)發(fā)展的具體的階段目標。
確立發(fā)展目標是電子政務(wù)發(fā)展的出發(fā)點。但是在確立發(fā)展目標時，必須充分地考慮本地方電子政務(wù)的發(fā)展階段，從與自身發(fā)展實際相符的條件出發(fā)來制定各部門的電子政務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展目標。在確立具體方法
時，應(yīng)該選擇合適的方法，如目標管理法、記分平衡卡法等。由于記分平衡卡法相對復(fù)雜，因而建議采用目標管理法來確立各部門的電子政務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展目標。
2.根據(jù)地方電子政務(wù)發(fā)展實際，構(gòu)建自己的“績效參考模型”。具體工作包括兩個方面：一是明確可以具體考核的業(yè)務(wù)內(nèi)容及其考核指標?！翱冃⒖寄Ｐ汀彼ǖ膬?nèi)容和指標其實非常廣泛，就地方電子政務(wù)來說，難以完全地按照該模型來進行績效考核，為此必須就實際情況選擇業(yè)務(wù)流程及其績效考核指標。在這方面，可以考慮挑選經(jīng)濟綜合部門以及社會綜合服務(wù)部門進行試點，通過試點并獲得經(jīng)驗后再逐步地全面推廣。二是績效評估方法與方式的選擇。根據(jù)不同的分類標準，績效評估方法可以有內(nèi)評估、外評估、事前評估、事后評估等多種。建議采取兩種評估方式，一是由紀律檢查委員會、監(jiān)察局和信息化辦公室一道進行內(nèi)評估，就政府各部門的信息化績效進行考核；二是聘請獨立的中介機構(gòu)對政府各部門的電子政務(wù)業(yè)務(wù)成效進行評估。值得注意的是，如果進行全面評估有難度、或者為配合專項工作的需要，也可就具體某項業(yè)務(wù)進行單獨評估。
（二）根據(jù)政府職能設(shè)計電子政務(wù)業(yè)務(wù)參考模型
在1988年的國務(wù)院機構(gòu)改革過程當中，我們明確地提出了“轉(zhuǎn)變政府職能”的概念。此后，政府職能轉(zhuǎn)變成為我國關(guān)于政府行政體制改革的理論基礎(chǔ)，因此在討論電子政務(wù)頂層設(shè)計時，首先必須從政府職能的角度來設(shè)計電子政務(wù)的業(yè)務(wù)參考模型，遵循目前“三定方案”的基本原則來規(guī)劃政府機構(gòu)的電子政務(wù)業(yè)務(wù)。但是，從FEA的業(yè)務(wù)參考模型來看，我們是看不到政府職能的思路的，美國政府在設(shè)計該模型時采取的是業(yè)務(wù)例舉法。
根據(jù)行政管理理論，政府職能是分層次的，如圖3所示?？紤]到具體情況，我們認為將電子政務(wù)的業(yè)務(wù)劃分為圖4的四級結(jié)構(gòu)比較適合我國這些年來對政府行政管理改革的要求（李廣乾，“電子政務(wù)與政府職能轉(zhuǎn)換”，國務(wù)院發(fā)展研究中心中青年課題，2005年。）。為此，圖4就基本職能的“政治職能”的“政府管理”的內(nèi)容進行了比較詳細的劃分。值得注意的是，目前尚無權(quán)威的資料對政府職能層次及其明細結(jié)構(gòu)進行全面的界定。因此，就地方政府的電子政務(wù)業(yè)務(wù)參考模型來說，其余的具體內(nèi)容還必須在針對整個政府的業(yè)務(wù)情況、根據(jù)圖4的基本結(jié)構(gòu)進行充分的業(yè)務(wù)調(diào)研之后才能具體地確定。
根據(jù)圖2，必須由行政服務(wù)中心對上述業(yè)務(wù)內(nèi)容進行流程整合，在整合后通過門戶網(wǎng)站向公眾統(tǒng)一提供跨部門的服務(wù)。為此，地方政府必須對行政服務(wù)中心加以授權(quán)，賦予其相應(yīng)的職能、機構(gòu)與編制，使之能協(xié)調(diào)各相關(guān)部門的業(yè)務(wù)流程。
（三）根據(jù)業(yè)務(wù)需要構(gòu)造電子政務(wù)管理模塊體系
為使業(yè)務(wù)模型能夠發(fā)揮有效的作用，必須建立一些能夠重復(fù)利用政府行政業(yè)務(wù)流程并提高跨部門的業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)能力的服務(wù)構(gòu)件和模塊。這既是FEA模型的初衷，也是開展電子政務(wù)的必需。從SRM來看，其中包含了很多服務(wù)構(gòu)件，其中的一些構(gòu)件對我們目前的電子政務(wù)來說，往往是超前的或不合適的。因此，我們在參考使用這些服務(wù)構(gòu)件時，應(yīng)該從實際出發(fā)借鑒切合地方電子政務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要的那些構(gòu)件。
在采用服務(wù)構(gòu)件時，必須注意以下幾個方面的問題：
一是必須考慮服務(wù)構(gòu)件的應(yīng)用范圍。不同的服務(wù)構(gòu)件，其適用性存在著較大的差異，有的可以適用于整個一級政府及各政府部門（如財政管理系統(tǒng)等），而有的則只能在專業(yè)性政府部門使用。
二是整合已有的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。由于很多政府部門開展信息化應(yīng)用已經(jīng)很久了，且各部門是分別進行的，因此就存在著重復(fù)使用或不兼容的問題。因此，在建立電子政務(wù)管理模塊體系時，必須充分地考慮這個現(xiàn)實問題。
三是加緊在行政服務(wù)中心推廣使用CRM、知識管理等構(gòu)件。這些內(nèi)容將有力地促進地方政府服務(wù)企業(yè)和老百姓的能力，例如，就CRM的服務(wù)類型來說，就包括呼叫中心管理、客戶分析、產(chǎn)品銷售與市場營銷、產(chǎn)品管理、品牌管理、客戶賬戶管理、日常往來管理、合作關(guān)系管理、客戶反饋、信息統(tǒng)計等構(gòu)件。
（四）整合政府信息資源服務(wù)平臺，構(gòu)建數(shù)據(jù)與信息參考模型
在構(gòu)建數(shù)據(jù)與信息參考模型方面，一方面可以參考國外進行電子政務(wù)信息資源管理的基本技術(shù)方法，另一方面也必須結(jié)合前面所介紹的對政府職能層次劃分的理論方法，通過政府職能四級明細劃分來建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)交換機制及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
1農(nóng)機車載電子設(shè)備常用界面簡介
農(nóng)業(yè)現(xiàn)場的電子設(shè)備通常以監(jiān)測控制為主，監(jiān)測和控制設(shè)備一般是在農(nóng)機運行前進行參數(shù)設(shè)置，在運行過程中進行數(shù)據(jù)顯示，在很多情況下監(jiān)測和控制是合二為一的，因此要求界面是非阻塞式的，能在各種狀態(tài)下方便的相互切換，并可以通過菜單項選擇實現(xiàn)一定的功能（如：啟動，停止）。農(nóng)業(yè)上常用的計量單位標準尚不統(tǒng)一，通常還需實現(xiàn)計量單位切換功能。工業(yè)控制常用的界面分為5種類型：菜單屏、變量屏、選擇屏、設(shè)定屏和顯示屏[5]。與之類似將界面類型分為：菜單選擇屏、靜態(tài)文本屏、動態(tài)文本屏和參數(shù)設(shè)定屏。各個類型界面的功能見表1?；谝陨辖缑骖愋?，參照一般人機交互的按鍵系統(tǒng)考慮到通用性及便捷性，系統(tǒng)設(shè)計時采用7鍵制，分別為：上、下、左、右、確定、設(shè)置、返回。以下介紹各界面的元素類型和操作分析：菜單選擇界面主要用于自頂向下的樹狀界面操作，為界面設(shè)計中常用的類型，用戶通過此類界面進行界面跳轉(zhuǎn)，功能設(shè)定。靜態(tài)標簽一般為提示性文字，靜態(tài)選項為帶被選擇功能文字。菜單選擇界面的一般操作為：上下鍵變更選項，左右鍵翻頁，確定鍵進入下一界面，或?qū)崿F(xiàn)某一功能，返回鍵返回上一界面，設(shè)置鍵的功能一般不使用。靜態(tài)文本界面主要用于顯示固定的內(nèi)容，一般用于信息提示，幫助文檔，版權(quán)信息的顯示，即它只包含靜態(tài)標簽。因為靜態(tài)文本界面本身操作較少，所以其按鍵響應(yīng)也相對簡單，只包含滾屏和返回，操作方法與菜單選擇界面類似。動態(tài)文本界面主要用于變量數(shù)據(jù)，運行狀態(tài)的實時顯示，用戶主要通過這類界面實現(xiàn)對系統(tǒng)實時狀態(tài)的了解，其界面由靜態(tài)標簽和動態(tài)標簽組成，而動態(tài)標簽又由固定文字，變量文字組成。像靜態(tài)文本界面一樣動態(tài)文本界面本身并不需要太多操作，所以其按鍵響應(yīng)也相對簡單與靜態(tài)文本界面相同。參數(shù)設(shè)定界面也是用戶界面中常用的界面，主要用于用戶對系統(tǒng)中的變量進行設(shè)置。它包含了幾乎所有的界面常用功能，其組成如圖1所示。這里的動態(tài)選項指的是既可以被選中，又會因變量和單位的改變而變化顯示內(nèi)容的選項。參數(shù)設(shè)定界面的操作相對復(fù)雜，因其有兩種狀態(tài)，即選項切換和變量修改，其操作邏輯如圖2所示。以上分析了界面的組成和操作。在操作上采用了和目前大多數(shù)手持設(shè)備相仿的操作模式，并且在各種類型界面間保持了操作風格的統(tǒng)一。
2農(nóng)機車載電子設(shè)備界面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
目前常見的界面框架數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都以菜單為單位，缺少對菜單項的精細化分，這使得界面顯示和操作函數(shù)對各種類型的菜單很難做到通用，而基于菜單項的菜單組織結(jié)構(gòu)可以很好解決這個問題。將以上分析抽象為實際的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則形成菜單和項兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中項是菜單的子結(jié)構(gòu)，為了適應(yīng)較小的屏幕，并簡化顯示和操作函數(shù)，一項即實際屏幕顯示中的一行。
2.1項數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計項中含有文本內(nèi)容，即格式化字符串，用于格式化輸出的字符串；含有數(shù)據(jù)變量地址和單位變量地址，用于填入格式化字符串中的變量內(nèi)容；含有項狀態(tài)標志，用于區(qū)別項的類型，以便在顯示和操作時加以區(qū)分；含有跳轉(zhuǎn)菜單指針，用于表明該項所應(yīng)該跳轉(zhuǎn)的菜單。特別指出將數(shù)據(jù)變量類型定義為無類型指針，從而使得同一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)變量類型的表示。其中第一個元素表示了要顯示的數(shù)據(jù)和變量元素的顯示格式；第二、三個元素分別是數(shù)據(jù)變量地址和單位字符串首地址，在設(shè)置模式時可以利用這些指針修改變量原始值，實現(xiàn)數(shù)據(jù)設(shè)置和單位更改；第四個元素是項狀態(tài)標志，表示該項是可選中項，用于區(qū)分標題和選項；最后一個元素表示選擇此項后跳轉(zhuǎn)的目標菜單。通常定義項數(shù)據(jù)時是定義一個項數(shù)組用來組成一個菜單，以減少存儲空間，并實現(xiàn)隨機存儲。
2.2菜單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計菜單是用于表達一個界面內(nèi)容和狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它應(yīng)該含有項數(shù)組首地址，用于表示界面顯示的內(nèi)容；含有界面狀態(tài)標志位，用于表明界面的狀態(tài)和界面的功能；含有被選項，用于表明當前界面的被選項；含有頁頂項，用于控制界面視圖位置；含有最大項數(shù)，用于防止項數(shù)組越界；含有按鍵響應(yīng)函數(shù)，用于相應(yīng)按鍵操作。其中按鍵響應(yīng)函數(shù)采用帶參函數(shù)指針形式，利用界面的狀態(tài)和按鍵共同決定需要執(zhí)行的操作，既實現(xiàn)了統(tǒng)一接口，又增強了可擴展性。菜單間的關(guān)系只由項與菜單的指針決定，而與項的順序無關(guān)。一個常見的菜單數(shù)據(jù)其中第一個元素表示了該菜單對應(yīng)的項數(shù)據(jù)數(shù)組；第二個元素是菜單狀態(tài)標志，表示該菜單是參數(shù)設(shè)置類型，該元素也可以在運行過程中被改為正在設(shè)置狀態(tài)；第三、四個元素默認填充0，在程序?qū)嶋H運行中可更改，以變更選項或視圖；第五個元素是菜單最大項，與項數(shù)據(jù)數(shù)組長度相當；第六個元素是操作響應(yīng)函數(shù)，對應(yīng)的函數(shù)為參數(shù)設(shè)定界面的操作函數(shù)。
3農(nóng)機車載電子設(shè)備界面框架實現(xiàn)
3.1菜單顯示將以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)，菜單的操作實現(xiàn)也呼之欲出。界面顯示函數(shù)，每次從PageTopSelect對應(yīng)項開始顯示，顯示接下來的若干項到屏幕（受屏幕顯示最大行影響），顯示項數(shù)據(jù)時，先分析項字符串中的變量類型和顯示寬度，再將項數(shù)據(jù)中對應(yīng)的變量插入到顯示字符串中。同時可以利用MenuSelect變量值反顯選中行。如此可以顯示超過屏幕長度本身的菜單，每次只顯示對應(yīng)屏幕大小的一部分內(nèi)容，相當于擴展了屏幕。具體流程圖如圖3所示。
3.2操作功能實現(xiàn)樹狀菜單結(jié)構(gòu)使用堆棧，即主界面為棧底，每次執(zhí)行菜單跳轉(zhuǎn)時執(zhí)行壓棧操作，菜單返回時執(zhí)行出棧操作，并且堆棧操作都使用指針方式實現(xiàn)，這樣既可以較少的代價實現(xiàn)多級菜單跳轉(zhuǎn)，又將菜單的操作和菜單數(shù)據(jù)本身分離，使得在修改菜單數(shù)據(jù)時避免了對其他菜單關(guān)系的影響。每個菜單可以使用不同的按鍵響應(yīng)函數(shù)，相同類型菜單之間還可以共用響應(yīng)函數(shù)，兼顧了靈活性與復(fù)用性。將菜單顯示和操作分開，用戶可以將顯示刷新放在定時中斷中，將操作放在外部中斷中，增強了編程的靈活性。一個典型的界面操作流程如圖4所示。菜單操作對應(yīng)的軟件實現(xiàn)方式見表2。
3.3菜單修改對于已經(jīng)編寫好的菜單對其修改非常簡單，以下介紹幾種常見的菜單修改方式：（1）要增加（刪除）菜單中某項，直接增加（刪除）該項數(shù)據(jù)，并修改相關(guān)菜單數(shù)據(jù)的最大項參數(shù)即可。（2）要修改項數(shù)據(jù)顯示格式，直接修改項數(shù)據(jù)中的格式化字符串即可。（3）要調(diào)節(jié)菜單項順序，直接調(diào)整項數(shù)組的順序而不用修改其他數(shù)據(jù)內(nèi)容。（4）要修改某項跳轉(zhuǎn)的菜單，直接替換掉該項數(shù)據(jù)后的跳轉(zhuǎn)菜單指針。（5）要修改某項顯示的變量，直接修改該項數(shù)據(jù)中的變量指針指向即可。（6）要將菜單中的某項移至同類型其他菜單，直接將相關(guān)項數(shù)據(jù)移至目標菜單項數(shù)組，并修改兩個菜單數(shù)據(jù)的最大項參數(shù)即可。（7）要增加（刪除）某菜單只需將與其相關(guān)的項數(shù)據(jù)同時增加（刪除），并修改相關(guān)菜單數(shù)據(jù)的最大項參數(shù)即可。這些修改完全不涉及整個菜單的結(jié)構(gòu)調(diào)整，項與項，菜單與菜單之間沒有直接關(guān)系，在修改時也不會相互影響。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞：無線發(fā)射FSK射頻發(fā)射器nRF902
1概述
nRF902是一個單片發(fā)射器芯片，工作頻率范圍為862～870MHz的ISM頻帶。該發(fā)射器由完全集成的頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩(wěn)定的頻率合成器，因此，頻率漂移很低，完全比得上基于SAW諧振器的解決方案。nRF902的輸出功率和頻偏可通過外接電阻進行編程。電源電壓范圍為2.4～3.6V，輸出功率為10dBm，電流消耗僅9mA。待機模式時的電源電流僅為10nA。采用FSK調(diào)制時的數(shù)據(jù)速率為50kbits/s。因此，該芯片適合于報警器、自動讀表、家庭自動化、遙控、無線數(shù)字通訊應(yīng)用。
2引腳功能和結(jié)構(gòu)原理
nRF902采用SIOC-8封裝，各引腳功能如表1所列。
表1nRF902的引腳功能
引腳端符號功能
1XTAL晶振連接端/PWR-UP控制
2REXT功率調(diào)節(jié)/時鐘模式/ASK調(diào)制器字輸入
3XO8基準時鐘輸出（時鐘頻率1/8）
4VDD電源電壓（+3V）
5DIN數(shù)字數(shù)據(jù)輸入
6ANT2天線端
7ANT1天線端
8VSS接地端（0V）
圖1所示是nRF902的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出：該芯片內(nèi)含頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等電路。
通過nRF902的天線輸出端可將平衡的射頻信號輸出到天線，該引腳同時必須通過直流通道連接到電源VDD，電源VDD可通過射頻扼流圈或者環(huán)路天線的中心接入。ANT1/ANT2輸出端之間的負載阻抗為200～700Ω。如果需要10dBm的輸出功率，則應(yīng)使用400Ω的負載阻抗。
調(diào)制可以通過牽引晶振的電容來完成。要達到規(guī)定的頻偏，晶振的特性應(yīng)滿足：并聯(lián)諧振頻率fp應(yīng)等于發(fā)射中心頻率除以64，并聯(lián)等效電容Co應(yīng)小于7pF，晶振等效串聯(lián)電阻ESR應(yīng)小于60Ω，全部負載電容，包括印制板電容CL均應(yīng)小于10pF。由于頻率調(diào)制是通過牽引晶振的負載（內(nèi)部的變?nèi)荻O管）完成的，而外接電阻R4將改變變?nèi)荻O管的電壓，因此，改變R4的值可以改變頻偏。
將偏置電阻R2從REXT端連接到電源端VDD對可輸出功率進行調(diào)節(jié)。nRF902的工作模式可通過表2所列方法進行設(shè)置。
表2nPF902的工作模式設(shè)置
引腳
工作模式XTALREXTXO8DIN
低功耗模式（睡眠模式）GND---
時鐘模式VDDGNDVDD-
ASK模式VDDASK數(shù)據(jù)VDD或者GNDVDD
FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK數(shù)據(jù)
在FSK模式時，調(diào)制數(shù)據(jù)將從DIN端輸入，這是nRF902的標準工作模式。
ASK調(diào)制可通過控制REXT端來實現(xiàn)。當R2連接到VDD時，芯片發(fā)射載波。當R2連接到地時，芯片內(nèi)部的功率放大器關(guān)斷。這兩個狀態(tài)可用ASK系統(tǒng)中的邏輯“1”和邏輯“0”來表示。在ASK模式，DIN端必須連接到VDD。
時鐘模式可應(yīng)用于外接微控制器的情況，nRF902可以給微控制器提供時鐘。它可在XO8端輸出基準時鐘，XO8端輸出的時鐘信號頻率是晶振頻率的1/8。如晶振頻率為13.567MHz，則XO8輸出的時鐘信號頻率為1.695MHz。
在低功耗模式（睡眠模式），芯片的電流消耗僅10nA。在沒有數(shù)據(jù)發(fā)射時，芯片可工作在低功耗模式以延長電池的使用時間。電路從低功耗模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要5ms的時間，從時鐘模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要50μs的時間。
圖2nRF902的應(yīng)用電路
汽車設(shè)計中一般都有一個高度集成的微控制器，該控制器用來完成大量的計算并實現(xiàn)有關(guān)車輛運行的控制，包括引擎管理和制動控制等。汽車電子設(shè)計不僅需要在這種噪聲環(huán)境中實現(xiàn)對MCU的保護，同時也必須規(guī)范MCU模塊設(shè)計，確保MCU模塊發(fā)射的噪聲滿足相關(guān)的規(guī)范。
在概念上，電磁兼容性(EMC)包含系統(tǒng)本身對噪聲的敏感性以及噪聲發(fā)射兩個部分。噪聲可以通過電磁場的方式傳播從而產(chǎn)生輻射干擾，也可以通過芯片上或者芯片外的寄生效應(yīng)傳導(dǎo)。
在大多數(shù)汽車控制系統(tǒng)設(shè)計中，EMC變得越來越重要。如果設(shè)計的系統(tǒng)不干擾其它系統(tǒng)，也不受其它系統(tǒng)發(fā)射影響，并且不會干擾系統(tǒng)自身，那么所設(shè)計的系統(tǒng)就是電磁兼容的。
在美國出售的任何電子設(shè)備和系統(tǒng)都必須符合聯(lián)邦通訊委員會(FCC)制定的EMC標準，而美國主要的汽車制造商也都有自己的一套測試規(guī)范來制約其供應(yīng)商。其它的汽車公司通常也都有各自的要求，如：
SAEJ1113(汽車器件電磁敏感性測試程序)給出了汽車器件推薦的測試級別以及測試程序。
SAEJ1338則提供關(guān)于整個汽車電磁敏感性如何測試的相關(guān)信息。
SAEJ1752/3和IEC61967的第二和第四部分是專用于IC發(fā)射測試的兩個標準。
歐洲也有自己的標準，歐盟EMC指導(dǎo)規(guī)范89/336/EEC于1996年開始生效，從此歐洲汽車工業(yè)引入了一個新的EMC指導(dǎo)標準(95/54/EEC)。
檢查汽車對于電磁輻射的敏感性，應(yīng)該確保整個汽車在20到1000MHz的90％帶寬范圍內(nèi)參考電平限制在24V/米的均方根值以內(nèi)，在整個帶寬范圍以內(nèi)的均方根值在20V/米以內(nèi)。在測試過程中要試驗駕駛員對方向盤、制動以及引擎速度的直接控制，而且不允許產(chǎn)生可能導(dǎo)致路面上任何其他人混淆的異常，或者駕駛員對汽車直接控制的異常。
由于芯片幾何尺寸不斷減小，以及時鐘速度的不斷增加都會導(dǎo)致器件發(fā)射超過500MHz的時鐘諧波，因此EMC設(shè)計非常重要。如摩托羅拉公司最新基于e500架構(gòu)的微控制器MPC5500系列，該芯片采用0.1微米工藝技術(shù)，時鐘頻率為200MHz。
此外，產(chǎn)品成本的要求迫使生產(chǎn)商設(shè)計電路板時不使用地層并盡可能減少器件數(shù)量，汽車設(shè)計工程師將面對非常嚴格的設(shè)計約束挑戰(zhàn)。設(shè)計的電子系統(tǒng)必須高度可靠，即使一百萬輛汽車中有一輛存在一個簡單的故障都是不允許的。沒有考慮EMC設(shè)計而召回所有汽車的事實證明這種做法不僅損失巨大，而且影響汽車廠商的聲譽。
在電磁兼容設(shè)計中，“受害方”的概念通常指那些由于設(shè)計缺乏EMC考慮而受到影響的部件。受害部件可能在基于MCU的PCB或者模塊的內(nèi)部，也可能是外部系統(tǒng)。通常的受害部件是汽車免持鑰匙入車(Keyless-Entry)模塊中的寬帶接收器或者是車庫門開啟裝置接收器，由于接收到MCU發(fā)出的足夠強的噪聲，這些模塊中的接收器會誤認為接收到了一個遙控信號。
汽車收音機通常也是受害部件：MCU可能產(chǎn)生大量的FM波段諧波，嚴重降低聲音質(zhì)量。分布在汽車中的其它模塊也可能受到類似的影響，基于MCU的模塊產(chǎn)生的發(fā)射噪聲經(jīng)由線纜傳播出去，如果MCU產(chǎn)生足夠強的噪聲對文本和語音進行干擾，那么無繩電話和尋呼機也容易受到干擾。
EMC設(shè)計
很多EMC設(shè)計技術(shù)都可以應(yīng)用到電路板和SoC設(shè)計中。最具共性的部分就是傳輸線效應(yīng)，以及布線和電源分布網(wǎng)絡(luò)上的寄生電阻、電容和電感效應(yīng)。當然，SoC設(shè)計中存在許多與芯片自身相關(guān)的技術(shù)，涉及基底材料、器件幾何尺寸和封裝等。
首先了解傳輸線效應(yīng)。如果發(fā)送器和接收器之間存在阻抗不匹配，信號將產(chǎn)生反射并且導(dǎo)致電壓振鈴現(xiàn)象，因而降低噪聲容限，增加信號串擾并通過容性耦合對外產(chǎn)生信號發(fā)射干擾。IC上的傳輸線尺寸通常非常小，因此不會發(fā)射噪聲或者受到輻射噪聲的影響，而電路板上的傳輸線尺寸通常比較大，容易產(chǎn)生這種問題，最常用的解決辦法是使用串聯(lián)終結(jié)器。
在SoC設(shè)計中，噪聲主要通過寄生電阻和電容來傳導(dǎo)，而不是以電磁場的方式輻射。CMOS芯片通過一種外延工藝實現(xiàn)極低電阻基底的方法來增強抗閉鎖的能力，而基底的底側(cè)為基底噪聲提供了一種有效的傳導(dǎo)路徑，使得很難將噪聲源同敏感節(jié)點在電氣上分隔開來。
許多并行的p＋基底觸點(contact)為阻性耦合噪聲提供了一個低阻抗路徑。在n阱和p溝道晶體管p基底的側(cè)壁以及底部之間會形成寄生電容，因而產(chǎn)生容性耦合噪聲，并且在n溝道晶體管的基底和源區(qū)之間形成pn結(jié)(見圖1)。
單個pn結(jié)電容非常小，在一個VLSI的SoC設(shè)計中并行的電容總和通常是幾個納法，在連接到電源網(wǎng)絡(luò)之前將源區(qū)和基底直接連接可以短路掉這個電容。這種技術(shù)還消除了進入基底的瞬時負電流而導(dǎo)致的體效應(yīng)(bodyeffect)。體效應(yīng)會增加耗盡區(qū)，并導(dǎo)致晶體管的Vt變高。同樣的技術(shù)也可以應(yīng)用于n阱p溝道晶體管，以減小容性耦合噪聲。
然而，包含層疊晶體管的數(shù)字電路或者模擬電路通常都需要隔離源區(qū)。在這種情況下，增加Vss到基底或者Vdd到基底的電容能夠降低噪聲瞬態(tài)值。對模擬電路設(shè)計來說，體效應(yīng)通過改變偏置電流和信號帶寬降低了電路性能，因此需要使用其它解決辦法，如阱隔離。對數(shù)字電路，采用單一的阱最理想，可以降低芯片面積。通過認真的設(shè)計可以對體效應(yīng)進行補償。
基底噪聲的另一個來源是碰撞離化(impact-ionization)電流，該噪聲跟工藝技術(shù)有關(guān)，當NMOS晶體管達到夾斷(pinch-off)電壓時就會出現(xiàn)這種情況。碰撞離化會在基底產(chǎn)生空穴電流(正的瞬間電流)。
通常，基底噪聲的頻率范圍可能高達1GHz，因此必須考慮趨膚效應(yīng)。趨膚效應(yīng)是指導(dǎo)體上隨著深度的增加感應(yīng)系數(shù)增大，在導(dǎo)體的中心位置達到最大值。趨膚效應(yīng)會導(dǎo)致片上信號的衰減以及信號在芯片p＋基底層的失真。為最大程度減小趨膚效應(yīng)，要求基底厚度小于150微米，該尺寸遠遠小于某些基底允許的最小機械厚度，然而更薄的基底更易碎。
噪聲源
微控制器內(nèi)部存在四種主要的噪聲源：內(nèi)部總線和節(jié)點同步開關(guān)產(chǎn)生的電源和地線上的電流；輸出管腳信號的變換；振蕩器工作產(chǎn)生的噪聲；開關(guān)電容負載產(chǎn)生的片上信號假象。
許多設(shè)計方法可以降低同步開關(guān)噪聲(SSN)。穿透電流是SSN的一個主要來源，所有的時鐘驅(qū)動器、總線驅(qū)動器以及輸出管腳驅(qū)動器都可能受到這種效應(yīng)的影響。這種效應(yīng)發(fā)生在互補類型的反相器中，輸出狀態(tài)發(fā)生變化時p溝道晶體管和n溝道晶體管瞬間同時導(dǎo)通。確保在互補晶體管導(dǎo)通之前關(guān)斷另一個晶體管就可以實現(xiàn)穿透電流最小，在大電流驅(qū)動器的設(shè)計中，這可能要求一個前置驅(qū)動器來控制該節(jié)點信號的轉(zhuǎn)換率。
切斷不需要使用模塊的時鐘也可以降低SSN。很明顯，該技術(shù)同具體應(yīng)用十分相關(guān)，應(yīng)用該技術(shù)可以提高EMC性能。在類似摩托羅拉的MPC555和565這樣高度集成的微控制器芯片中，所有芯片的模塊都具有這樣的功能。
SSN也會產(chǎn)生輻射干擾，瞬間的電源和地電流會通過器件管腳流向外部的去耦電容。如果該電路(包括邦定線、封裝引線以及PCB線)形成的環(huán)路足夠大，就會產(chǎn)生信號發(fā)射。而環(huán)路中的寄生電感會產(chǎn)生電壓降，將進一步產(chǎn)生共模輻射干擾。
共模輻射電場E的強度由下面等式計算：
E=1.26x10-6Iwfl/d
E=1.26x10-6Iwfl/d
這里E的單位是伏特/米，Iw的單位是安培，f是單位為赫茲，l是路徑長度，d是到該路徑的距離，l和d的單位都是米。復(fù)雜設(shè)計中頻率由特定的應(yīng)用需求來確定，不可能降低，因此SoC設(shè)計工程師必須認真考慮如何通過降低Iw或l來降低電場強度。
處理好時鐘域也能降低SSN。許多優(yōu)秀的SoC設(shè)計都是同步電路，這樣容易在時鐘上下沿處產(chǎn)生很大的峰值電流。將時鐘驅(qū)動器分布在整個芯片中，而不是采用一個大的驅(qū)動器，這樣可以使瞬態(tài)電流分布開。另外一種可能的辦法是確保時鐘不互相重疊。當然必須小心避免由于時序不匹配而產(chǎn)生競爭。更重要的是，時鐘信號應(yīng)該在遠離敏感的I/O邏輯信號，特別是模擬電路。
當前的復(fù)雜嵌入式MCU有許多輸出信號，大多數(shù)輸出信號都必須能夠快速地響應(yīng)電容負載。這些信號包括時鐘、數(shù)據(jù)、地址和高頻串行通信信號。對內(nèi)部節(jié)點來說，穿透電流和容性負載都會產(chǎn)生噪聲。應(yīng)用同樣的技術(shù)處理內(nèi)部節(jié)點可以解決輸出管腳驅(qū)動器電路噪聲問題。另外，管腳上信號的快速變換會產(chǎn)生反射引起的輸出信號線上的信號振鈴和串擾。
將這種類型的噪聲源減到最小有許多解決方案。輸出驅(qū)動器可以設(shè)計成驅(qū)動強度可以控制，并且可以增加信號轉(zhuǎn)換速率控制電路來限制di/dt。由于大多數(shù)器件測試設(shè)備同最終應(yīng)用相比，測試節(jié)點電容更高，所以通常更愿意指定一個固定值來實現(xiàn)驅(qū)動強度的控制。例如，假定MPC5XX系列的MCU微控制器芯片的CLKOUT滿驅(qū)動強度是一個90pF的負載，并且是專為測試目的而設(shè)定。除了因為時序而考慮滿驅(qū)動強度外，最好使用降低的驅(qū)動強度。
上面介紹的技術(shù)對于降低噪聲有積極的作用，由于瞬態(tài)電流包絡(luò)延長，平均的電流實際上會增加。在芯片上實現(xiàn)一個LVDS物理層也可以減小由于輸出管腳上大的瞬態(tài)電流產(chǎn)生的噪聲，這種方式依靠差模電流源來驅(qū)動低阻抗的外部負載(圖2)。電壓的擺幅限制在±300mV范圍內(nèi)。
支持這種技術(shù)所需增加的管腳可以通過減少電源管腳來彌補，由于這種實現(xiàn)方式有效地降低了片上瞬態(tài)電流，因而輸出驅(qū)動器通過電源基本上維持一個恒定的直流電流，而傳統(tǒng)驅(qū)動器中的瞬態(tài)電流則會在電容性負載上產(chǎn)生大的電壓擺幅。
在振蕩器設(shè)計中有兩個方面會影響到EMC：輸入和輸出信號波形的形狀會產(chǎn)生影響；通過頻率抖動來實現(xiàn)頻譜展寬并降低其窄帶功率的能力。
振蕩器從本質(zhì)上屬于模擬電路，因而對工藝、溫度、電壓和負載效應(yīng)比SoC中的數(shù)字電路更敏感。使用自動增益控制(AGC)電路形式的反饋來限制振蕩器信號幅度可以消除大部分這些效應(yīng)。AGC的另外一種替代實現(xiàn)就是雙模式振蕩器，可以在高電流模式和低電流模式之間切換。初始狀態(tài)下，電源接通時使用高電流模式確保較短的啟動時間，然后切換到低電流模式確保最小噪聲。
在集成了作為振蕩器電路一部分的鎖相環(huán)的SoC設(shè)計中，可以利用頻率抖動在很小的范圍內(nèi)改變時鐘頻率，這樣隨著頻率在一個范圍上展開，可以減少基本能量。整個系統(tǒng)設(shè)計必須仔細考慮確保這種改變的比率以及頻率范圍不會影響最終應(yīng)用中關(guān)鍵器件的時序。而在類似CAN、異步SCI和定時的I/O功能等廣泛應(yīng)用于汽車的串行通信中不能采取該方式。芯片上的開關(guān)噪聲表明其自身就是期望信號輸出的一個阻尼振蕩，這是電感與芯片上負載電容串聯(lián)組合而產(chǎn)生的結(jié)果。對一個典型的片上總線來說，負載是一個連接到許多三態(tài)緩沖器的長的PCB布線，該負載的主體是電容，包括柵極，pn結(jié)以及互聯(lián)電容。
消除電感或者降低di/dt可以減小或者消除噪聲。只有當噪聲幅度大到會引起連接節(jié)錯誤開關(guān)時，才需要認真考慮設(shè)計中的噪聲問題。
降低對于外部噪聲源的敏感性包括對外部器件以及內(nèi)部設(shè)計的考慮。外部的瞬態(tài)電流會引起管腳上的兩種情況：電壓變化會導(dǎo)致容性耦合的電流進入器件；超出電源范圍的電壓最終會通過電阻路徑將電流傳導(dǎo)到器件中。
汽車電子設(shè)計中，通常用外部RC濾波器來限制瞬態(tài)電壓擺幅和注入電流。必須小心，確保外部器件值考慮到漏電流效應(yīng)，尤其是模擬輸入時。值得注意的是，MCU和IC的I/O管腳通常多達200個，這種解決方案所需的額外成本和電路板空間使工程師在系統(tǒng)設(shè)計中不愿意采用。最好的解決辦法是實現(xiàn)在芯片上的高度集成。
硬件和軟件技術(shù)可以協(xié)同實現(xiàn)EMC性能要求。例如，許多MCU都具有在外部總線上輸出內(nèi)部訪問的能力，通常情況下這些都是不可見的。這種方式對于調(diào)試非常有用，但是在一些設(shè)計不當?shù)南到y(tǒng)中可能會產(chǎn)生外部的總線競爭，從而使相關(guān)噪聲增加。
在過去的工作中我曾遇到芯片上A/D變換器讀取值不正確的類似問題，該問題看上去似乎噪聲在某種程度上干擾了測量或者是變換。通過了解系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖，從表面上了解A/D變換器的輸入部分似乎一切都很正常，但是我注意到外部的EPROM以某種方式實現(xiàn)解碼，而這種解碼方式在某些非常特殊的情況下可能會引起總線競爭，這種競爭不會影響程序的任何運行，但是會產(chǎn)生足夠的噪聲，因此會出現(xiàn)A/D變換偶然的錯誤。通過改變解碼邏輯就迅速解決了這個問題。
參考文獻：
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