动及至其它能量变换系统中得到广泛应用。PWM控制技术大致可以为为三类，正弦PWM（包括电压，电流或磁通的正弦为目标的各种PWM方案，多重PWM也应归于此类），优化PWM及随机PWM。正弦PWM已为人们所熟知，而旨在改善输出电压、电流波形，降低电源系统谐波的多重PWM技术在大功率变频器中有其独特的优势；而优化PWM所追求的则是实现电流谐波畸变率（THD）最小，电压利用率最高，效率最优，及转矩脉动最小以及其它特定优化目标。 在70年代开始至80年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般最高不超过5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波引起的振动引起人们的关注。为求得改善，随机PWM方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪音（在线性频率坐标系中，各频率能量分布是均匀的），尽管噪音的总分贝数未变，但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此，即使在IGBT已被广泛应用的今天，对于载波频率必须限制在较低频率的场合，随机PWM仍然有其特殊的价值（DTC控制即为一例）；别一方面则告诉人们消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率，因为随机PWM技术提供了一个分析、解决问题的全新思路。
5
第二章 EDA简要介绍
20世纪后半期，随着集成电路和计算机的不断发展，电子技术面临着严峻的挑战。由于电子技术发展周期不断缩短，专用集成电路（ASIC）的设计面临着难度不断提高志设计周期不断缩短的矛盾。为了解决这个问题，必须采用新的设计方法和使用高层次的设计工具。在此情况下，EDA（Electronic Design Automation,电子设计自动化）技术应运而生。
§2.1 EDA技术的发展历程
EDA技术就是以计算机为工作平台，以EDA软件工具为开发环境，以硬件描述语言为设计语言，以可编程器件为实验载体，以ASIC、SOC芯片为目标器件，以数字逻辑系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。
随着现代半导体的精密加工技术发展到深来微米（0。18um-0.35um）阶段,基于大规模或超大规模集成电路技术的定制或半定制ASIC 器件大量涌现并获得广泛的应用研究，使整个电子技术与产品的面貌发生了深刻的变化，极大地推动了社会进程。而支撑这一发展进程的主要基础之一就是EDA技术。
EDA技术在硬件方面融合了大规模集成电路制造技术，IC版图设计技术、ASIC测试和封装技术、CPLD/FPGA技术等；在计算机辅助工程方面融合了计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助测试CAT技术及多种计算机语言的设计概念，而在现代电子学方面则融合了更多的内容，如数字电路设计理论、数字信号处理技术、系统建模和优化技术等。因此EDA技术为现代数字系统理论和设计的表达与应用提供了可能性，它已不是某一学科的分支，而是一门综合性学科。EDA技术打破了计算机软件与硬件间的壁垒，是计算机软件技术与硬件实现、设计效率和产品性能的合二为一，它代
6
表了数字电子设计技术和应用技术的发展方向。
EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展经历了3个阶段。
（1）CAD（Computer Aided Design）阶段
20世纪70年代发展起来的CAD阶段是EDA技术发展的早期阶段，这一阶段集成电路制作方面，MOS工艺得到广泛应用，可编程逻辑技术及其器件已经问世，计算机作为一种运算工具已在科研领域得到广泛应用，人们借助于计算机进行电路图的输入、存储及PCB版图设计，从而摆脱了用手工进行电子设计时的大量繁琐、重复、单调的计算机与绘图工作，并逐步利用计算机进行电子系统的设计、分析与仿真。
（2）电子设计CAE（Computer Aided Engineering）阶段
CAE即计算机辅助工程是在20世纪80年代开始应用，在CAD工具逐步完善的基础上发展起来的。此时集成电路设计进入了CMOS（互补场效应管）的时代，复杂可编程逻辑器件已经进入商业应用领域，相应的辅助设计软件也已经投入使用。
在此阶段，人们已将各种电子线路设计工具如电路图输入、编译于廉洁、逻辑模拟、仿真分析、版图自动生成及各种单元库都集成在一个CAE系统中，以实现电子系统或芯片从原理图输入到版图设计输出的全称设计自动化。利用现代的CAE系统，设计人员在进行系统设计的时候，已可以把反映系统互联线路对系统性能的影响因素，一并考虑进去，使电子系统的设计与开发工作更贴近产品实际，更加自动化、更加方便和稳定可靠，大大提高了工作的效率。 （3）EDA阶段
20世纪90年代后期，出现了以硬件描述语言、系统级仿真和综合技术为特征的EDA技术。随着硬件描述语言的HDL的标准得到进一步的确立，计算机辅助工程、辅助分析、辅助设计在惦记技术领域获得更加广泛的应用，与此同时电子技术在通信、计算机及家用点产品生产中的市场和技术需求，极大推动了全新的电子自动化技术的应用和发展。特别是集成电路设计工艺步入了深亚微米阶段，百万门以上的大规模可变成逻辑器件的陆续面世，以及基于计算机技术的面向
7
用户的低成本大规模ASIC设计技术的应用，促进EDA技术的形成。在这一阶段，电路设计者只需要完成对系统功能的描述，就可以由计算机软件进行系列处理，最后得到设计结果，并且修改设计方案如同修改软件一样方便，利用EDA工具可以极大地提高设计效率。
这时的EDA工具不仅具有电子系统设计的能力，而且能提供独立于工艺和厂家的系统设计能力，具有高级抽象的设计构思手段。因此，可以说20世纪90年代的EDA技术是电子电路设计的革命。
§2.2 EDA技术的主要内容
EDA技术是以大规模可变成逻辑器件为实际载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关 的软件开发，自动完成用软件的方法设计电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑简化、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。
EDA技术涉及面广，内容丰富，从教学和实用的角度看，主要有以下4方面的内容：①大规模可编程逻辑器件；② 硬件描述语言；③ 软件开发工具；④ 实验开发系统。其中大规模可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体；硬件描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的表达主要手段；软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化、自动化设计工具；实验开发系统是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。
利用EDA技术进行数字逻辑技术设计，具有以下几个特点： ⑴全程自动化：用软件方式设计的系统到硬件系统的转换，是由有关的开发软件自动完成的。
⑵工具集成化：具有开放式的设计环境，这种环境也称为框架结构（Framework），他在EDA系统中负责协调设计过程和管理设计数据，实现数据与工具双向流动。他的优点是可以将不同公司的软件工具集成到一个统一的计算机平台上，使之成为一个完整的EDA系统。
8
⑶操作智能化：使设计人员不必要学习过多的深入的专业知识，也可免除许多推导运算即可获得优化的设计结果。
⑷执行并行化：由于多种工具采用了同意的数据库，使得一个软件的执行结果马上可以被另一个软件使用，使得原来要串行的设计步骤变成了并行过程，也称为“同时工程（Concurrent Engineering）”。
⑸成果规范化：都采用VHDL（超高速集成电路硬件描述语言），他是EDA系统的一种输入模式，可以支持从数字系统到门级的多层次的硬件描述。
§2.3 EDA技术的发展趋势
EDA技术在进入21世纪后得到了更大的发展，表现在下面几个方面：
(1)使电子设计成果以自主知识产权的方式明确表达和确认成为可能。
(2)使仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言、功能强大的EDA软件不断推出。
(3)电子技术全方位纳入EDA领域，除了日益成熟的数字技术外，传统的电路系统设计建模理念发生了重大变化；软件无线技术的崛起，模拟电路系统硬件描述语言的表达和设计的标准化，系统可编程模拟期间的出现，数字信号处理和图像处理的全硬件实现方案的普遍接受，软、硬件技术的进一步融合等。
(4)EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容：模拟与数字、软件与硬件、系统与器件、专用集成电路ASIC和FPGA（Field Programmable Gate Array）、行为与结构等的界限更加模糊，更加互为包容。
(5)更大规模的FPGA和CPLD（Complex Programmable Logic Device）器件的不断推出。
(6).基于EDA工具的ASIC设计标准单元已涵盖大规模电子系统及IP核模块。
(7)软件IP核在电子行业的产业领域、技术领域、和设计应用领
9