設計方案(集合6篇)
為了確保事情或工作安全順利進(jìn)行，通常需要預先制定一份完整的方案，方案是從目的、要求、方式、方法、進(jìn)度等方面進(jìn)行安排的書(shū)面計劃。我們應該怎么制定方案呢？以下是小編為大家整理的設計方案6篇，希望對大家有所幫助。
設計方案 篇1
教材簡(jiǎn)介：
秋天的草地上，狗、老虎、河馬、斑馬、袋鼠、獅子、兔子孩子們喜歡的動(dòng)物朋友正玩著(zhù)捉迷藏的游戲，簡(jiǎn)潔而略帶夸張的動(dòng)物形象，生動(dòng)地刻畫(huà)出了每一種動(dòng)物的典型特征。作者對繪本的很多環(huán)節都作了精心的設計，每次翻頁(yè)都是讓孩子來(lái)猜猜“誰(shuí)藏起來(lái)了？”、 “誰(shuí)轉過(guò)身去了？”巧妙的藝術(shù)構思和精致的手工畫(huà)令人贊嘆。動(dòng)物們輪流躲藏著(zhù)、變換著(zhù)各種不同姿態(tài)，讓孩子們喜歡上這些可愛(ài)的動(dòng)物們。根據中班幼兒的年齡特點(diǎn)，我選取了其中的9個(gè)動(dòng)物，通過(guò)快樂(lè )的游戲，讓孩子們不僅認識可愛(ài)的動(dòng)物，并且在一次次的“捉迷藏”游戲中不知不覺(jué)地發(fā)展他們的觀(guān)察力、記憶能力，對各種動(dòng)物之間的不同特征也會(huì )有更多更深入的理解。
目標預設：
1、通過(guò)游戲引導幼兒觀(guān)察，發(fā)現動(dòng)物的不同之處，了解動(dòng)物的主要特征，并清楚地表達。
2、引導幼兒通過(guò)縱橫序列初步感知方位，能說(shuō)出動(dòng)物的具體位置，培養幼兒空間概念。
3、體驗和同伴一起游戲的快樂(lè )。
重點(diǎn)：感知序列。
難點(diǎn)：利用縱橫坐標感知空間概念。
設計理念：教學(xué)游戲化。
《綱要》指出，“教育活動(dòng)內容的組織應充分考慮幼兒的學(xué)習特點(diǎn)和認識規律，各領(lǐng)域的內容要有機聯(lián)系，相互滲透，注重綜合性、趣味性、活動(dòng)性，寓教育于生活、游戲之中�！北窘滩氖且槐纠L本，通過(guò)憨態(tài)可掬的動(dòng)物形象以及巧妙的躲藏方式，來(lái)發(fā)展幼兒的觀(guān)察能力。但是，如果單純觀(guān)察動(dòng)物的特征對中班孩子來(lái)說(shuō)過(guò)于簡(jiǎn)單，于是我利用繪本中動(dòng)物的形象和內容特點(diǎn)，設計“捉迷藏”的游戲，把有一定抽象概念的空間方位寓于其中，讓幼兒在游戲中感知、了解并掌握動(dòng)物所在房間的方位，根據縱橫序列說(shuō)出房間號，并和動(dòng)物相對應。利用縱橫序列說(shuō)出方位對中班孩子來(lái)說(shuō)有一定的難度，但是通
過(guò)游戲，使抽象變?yōu)榫呦�，利于幼兒接受�?/p>
設計思路：
認識動(dòng)物——感知橫向序數——通過(guò)動(dòng)物身體特征找出動(dòng)物——游戲中認知縱向和橫向序列——根據縱橫序列感知“房間”號——游戲中找出相應房間躲藏的動(dòng)物——幼兒體驗操作
教學(xué)過(guò)程：
一、導入
1、（出示課件）小朋友，這是什么地方？（秋天的草地）秋天的草地真漂亮！小動(dòng)物們也排著(zhù)隊來(lái)了，瞧，來(lái)了幾個(gè)動(dòng)物？你能說(shuō)說(shuō)它們是誰(shuí)嗎？（幼兒說(shuō)出動(dòng)物的名稱(chēng)。）
2、小動(dòng)物排成幾排？（2排），我們用數字來(lái)表示。
3、小動(dòng)物要和你們玩個(gè)“猜一猜”的游戲：請你說(shuō)出一個(gè)動(dòng)物和別的動(dòng)物不一樣的地方，讓別的小朋友猜猜它是誰(shuí)？
4、用例如“頭上有花的小動(dòng)物是誰(shuí)？”這樣的話(huà)來(lái)說(shuō)。
二、游戲一
1、小動(dòng)物要和小朋友做個(gè)捉迷藏的游戲。你們玩過(guò)捉迷藏的游戲嗎？怎么玩？
2、小動(dòng)物們躲起來(lái)了，小朋友閉上眼睛。哎，誰(shuí)躲起來(lái)了？你怎么知道的？
小朋友真厲害，都能根據動(dòng)物的身體特征看出來(lái)。
三、通過(guò)縱橫序列認識房間號
1、小動(dòng)物們在草地上玩得真開(kāi)心，現在它們還想到家里玩捉迷藏的游戲。
2、（出示課件）看，小動(dòng)物的家有幾層？（三層）最高的是幾樓？最低的是幾樓？中間呢？（在白板上寫(xiě)出樓層號）看，一樓有幾個(gè)房間？哪間是第一間？（老師寫(xiě)上房間號）
3、我們把1樓的第一個(gè)房間叫做101，前面的1表示什么？后面的1表示什么？那1樓的第二個(gè)房間叫幾零幾？第三個(gè)房間呢？
2樓的第一個(gè)房間叫什么？第二個(gè)房間是幾零幾？第三個(gè)呢？誰(shuí)能說(shuō)出3樓的房間號？
4、現在我們來(lái)做個(gè)“我說(shuō)動(dòng)物你說(shuō)房間號”的游戲，反之，我說(shuō)房間號，你說(shuō)動(dòng)物。
四、游戲二
1、現在，動(dòng)物們要繼續玩捉迷藏的游戲了�？�，誰(shuí)躲起來(lái)了？（河馬）你是怎么知道的？河馬的'嘴巴有什么特別的地方？
河馬住在哪個(gè)房間？你能用“幾零幾的誰(shuí)藏起來(lái)了”這樣的話(huà)來(lái)說(shuō)嗎？
2、一個(gè)動(dòng)物藏起來(lái)你能找到，多藏幾個(gè)你能找出來(lái)嗎？
3、這次是誰(shuí)躲起來(lái)了？你是怎么知道的？它們住在幾零幾房間？
4、小朋友真厲害，都能根據動(dòng)物的不同特征找出來(lái)。
5、這次小動(dòng)物是怎么躲的？它的身體怎么樣了？（小豬轉過(guò)身來(lái)了）哦，原來(lái)是讓我們找轉過(guò)身來(lái)的動(dòng)物。幾零幾的小豬轉過(guò)身來(lái)了？
6、 看，這次有幾個(gè)動(dòng)物轉過(guò)身來(lái)了？（3個(gè)）它們是誰(shuí)？誰(shuí)能用“幾零幾的誰(shuí)轉過(guò)身來(lái)了”來(lái)說(shuō)？老虎的身體是什么樣的？你怎么知道是獅子？它是獅子爸爸還是媽媽?zhuān)?/p>
7、小朋友們眼睛真亮，都能找到躲起來(lái)的小動(dòng)物。如果動(dòng)物再多躲幾個(gè)你還能找到嗎？那躲幾個(gè)你能找到？全都躲起來(lái)你能找到嗎？
8、（出示課件）幾個(gè)躲起來(lái)了？你還知道它們是誰(shuí)嗎？河馬在哪兒？犀牛呢？301會(huì )是誰(shuí)？你還記得哪個(gè)動(dòng)物的位置？
五、幼兒操作
1、這兒也有樓房，還有9個(gè)動(dòng)物的圖片，請你把動(dòng)物送回它們的房間好嗎？
2、結合課件評價(jià)。我們一起來(lái)看看，小動(dòng)物都回到自己房間了嗎？（檢查操作結果）啊，小朋友真能干！小動(dòng)物謝謝你們。
六、結束
今天我們和小動(dòng)物玩了捉迷藏的游戲，老師的書(shū)上還有好多動(dòng)物在玩捉迷藏呢，走，和老師一起去找找吧。
設計方案 篇2
一、管道一體化數控加工工藝
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管件的開(kāi)料加工是一種定尺切割加工方法。開(kāi)料加工的方式主要有機械式開(kāi)料加工、液壓式開(kāi)料加工以及電氣式開(kāi)料加工。機械式開(kāi)料加工是通過(guò)輪帶傳動(dòng)進(jìn)行開(kāi)料加工的方式，但由于其加工工藝粗糙，已經(jīng)不被現代的管件市場(chǎng)所接受。液壓式開(kāi)料加工是以液壓缸驅動(dòng)連桿，連桿與活塞相連接，連桿與活塞同時(shí)運動(dòng)帶動(dòng)刀具對工件進(jìn)行切割�，F在采用最多的開(kāi)料加工方式是電氣式開(kāi)料加工，以異步電機作為驅動(dòng)系統，將切割刀具連接到異步電機的轉軸上，由異步電機轉動(dòng)帶動(dòng)刀具旋轉，再通過(guò)其他機構的輔助，實(shí)現對加工管件的切割[1]。
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將成型模具置于關(guān)鍵的端口，根據需要對端口進(jìn)行加工，改變其形狀是管端成型工藝的原理。管端成型工藝方法主要有機械沖壓式、管端偏心回轉式和NC工作機驅動(dòng)成型模具式等幾種。機械沖壓式成型通過(guò)對管端沖壓而使端口形狀發(fā)生改變的成型方法。管端偏心回轉式成型主要用于管端成型加工的初始階段。NC工作機驅動(dòng)成型模具式成型是應用半球形成型模具在管件沿軸心進(jìn)行轉動(dòng)時(shí)進(jìn)行移動(dòng)，進(jìn)行管件端口加工來(lái)改變端口形狀。
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彎管成型工藝是借助彎曲模具對管件進(jìn)行一定角度的彎曲，對同一管件進(jìn)行多次彎曲后而形成一定的形狀，是管道一體化數控成型的核心工藝。目前，三維彎曲成型是應用最廣泛的管件成型工藝，其加工方式是管件在模具的作用下發(fā)生一定程度的彎曲，輾壓式加工和拉式加工是最主要的兩種加工方式。輾壓式加工是事先將管件和模具裝置固定，利用輥輪圍繞彎曲模具的滾動(dòng)進(jìn)行管件彎曲加工。而拉式加工是靠彎曲模具拖動(dòng)管件進(jìn)行彎曲[2]。
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在管件成型加工完成后，將產(chǎn)品從設備上人工卸下，然后進(jìn)行分料懸掛彎管件，是管道開(kāi)料加工工藝中的卸料工序。為了提高卸料的效率，開(kāi)始采用機械手卸料，其原理是在伺服電機的驅動(dòng)下，通過(guò)滾珠絲桿將完成工件平穩地卸下取出。憑借其精確的自動(dòng)卸料功能，機械手卸料得到了更多的應用。
二、管道一體化數控加工的控制方案
管件數控成型加工是以開(kāi)料加工、管端成型和彎管成型等加工工藝為主，精確控制好每個(gè)加工程序的過(guò)程。該過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的數據信息，需要對其進(jìn)行準確的處理，以提高整個(gè)加工系統的工作效率。建立一套管道一體化數控加工的控制方案，能夠做到對各項加工工藝的控制和轉換。結合管道的一體化數控成型工藝，需要對整個(gè)管道數控加工的控制結構進(jìn)行設計，得出一個(gè)完備的方案。建立以伺服系統為核心部分的控制系統，將其作為整個(gè)管道一體化數控加工系統的控制核心。以管道一體化數控加工工藝作為控制對象，準確的接受指令信號，自動(dòng)完成對管件的加工。結合管件數控加工中存在的問(wèn)題，需要對伺服控制系統進(jìn)行合理的'設計。伺服控制系統的主要構成包括氣動(dòng)伺服控制、電液伺服控制和機電伺服控制系統。管件一體化加工大多選擇機電伺服系統，以交流電機作為執行機構，數控成型加工控制的精確度會(huì )大幅度提高。伺服控制結構主要采用半閉環(huán)的控制方式，是針對于管件一體化加工整體機械性和傳動(dòng)精度較高特性的設計。根據管件一體化加工工藝的分析，有如下特點(diǎn)：一，控制系統應該具有可靠性高和抗干擾能力強的特點(diǎn)；二，具備自動(dòng)精確檢測的控制系統，符合管件加工工藝對精度的要求；三，操作簡(jiǎn)單，執行人員可以很容易選擇需要的管件加工方式，并能夠及時(shí)得到管件加工的工藝參數；四，系統進(jìn)行改造和升級更加簡(jiǎn)單快捷，做到實(shí)時(shí)通訊，便于參數的更改。對管道數控加工控制的一體化設計，實(shí)現了控制加工系統的數字化和智能化，大幅度節約了成本。通過(guò)對管件加工工藝條件、要求以及成本問(wèn)題綜合考慮，設計了以交流伺服控制系統為主體的控制方案。
結論：
數控加工工藝成為了管道一體化數控加工的核心內容，確定了以交流伺服控制系統為主體數控加工的控制方案設計，加速提高了數控加工工藝的完善和進(jìn)步。高速化、高精度化、加工過(guò)程復合化將成為未來(lái)管道一體化數控加工技術(shù)的發(fā)展目標。應用多媒體技術(shù)，智能化控制，是未來(lái)管道一體化數控加工技術(shù)的發(fā)展方向。管道一體化數控加工工藝將越來(lái)越多的應用于我們的生活當中。
設計方案 篇3
一、設計依據；
1）業(yè)主提供的部分設計圖紙。
2）建筑設計防火規范 GB 50016-20xx
3）辦公建筑設計規范 JGJ 67--20xx
4）民用建筑設計通則 GB 50352—20xx
二、方案一平面設計內容：（增加一層）
一）拆除工程：
1、拆除部分混凝土地坪，隔墻，門(mén)窗。
2、零星工程。
二）增加工程：
1）底層6.5m高大空間中間局部增加一層樓面做辦公室。層高3.3米，局部二層3.2米。鋼框架結構（柱、梁、板），鋼板上現澆80mm厚鋼筋混凝土（或150mm厚蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板），面層貼防滑地磚。內隔墻采用輕質(zhì)隔墻（泰柏板），內門(mén)采用成品木門(mén)（加木門(mén)套）。保留原鋼窗，在靠近室內增加塑鋼推拉窗，上部多余部分用封板封嚴。
3.3米以上二層空間為辦公區域，內隔墻采用輕質(zhì)隔墻（泰柏板），內門(mén)采用成品木門(mén)（加木門(mén)套）。在原外墻增加塑鋼推拉窗。
2）6.5米層高以上為設計院辦公區域，墻采用輕質(zhì)隔墻（泰柏板），內門(mén)采用成品木門(mén)（加木門(mén)套）。保留原鋼窗，在靠近室內增加塑鋼推拉窗，上部多余部分用封板封嚴。()增加硅鈣板吊頂，樓面至吊頂凈高3.2米（主要考慮節省空調制熱制冷效果）
3）二層6.5m標高西端樓梯間增加一層樓面做貯藏空間。鋼框架結構（柱、梁、板），鋼板上現澆80mm厚鋼筋混凝土，面層貼防滑地磚。
三、方案二平面設計內容：
一）增加工程：
1）二層6.5m標高東端靠近變形縫增加女廁所，解決設計院辦公人員對廁位的.需求。
2）其余除不加層外裝修做法同方案一。
四、需說(shuō)明的問(wèn)題：
方案一中西側增加的衛生間排水流向室外化糞池距離太遠（大約55米）。
設計院辦公層可否考慮采用小型中央空調系統，有利于節能。
本設計不包含外立面改造。
設計方案 篇4
一、教學(xué)要求：區別形近字并組詞。在田字格中書(shū)寫(xiě)形近字。讀句子，能給句子加標點(diǎn)符號。在閱讀欣賞中積累優(yōu)美詞語(yǔ)。語(yǔ)文生活：學(xué)做小統計，統計自己零花錢(qián)。
二、教學(xué)重難點(diǎn)：在閱讀欣賞中積累優(yōu)美詞語(yǔ)區別形近字并組詞
三、課時(shí)劃分2課時(shí)
四、教學(xué)設計
第一課時(shí)
一、有趣的漢字
1、出示小黑板，載—裁，學(xué)生認讀。
2、學(xué)生區分（從字音、字形、字義上區別）
3、學(xué)生用組詞。
4、出示其他八組生字，學(xué)生可仿造1—3步，同座和小組互相交流。
5、在班級里交流討論結果。
二、寫(xiě)字板
1、出示要書(shū)寫(xiě)的6個(gè)字，學(xué)生認讀并組詞。
2、區別歷—厲要—耍冠—寇字形上的不同。
3、指導學(xué)生觀(guān)察筆順，然后書(shū)空，特別提醒學(xué)生寫(xiě)清萬(wàn)的筆順。
4、學(xué)生在田字格書(shū)寫(xiě)生字，注意字的結構。
5、教師評講優(yōu)秀作業(yè)。
三、讀一讀，加標點(diǎn)
1、讀課本中的三個(gè)句子。
2、想想，句子末尾應加上什么標點(diǎn)。
3、學(xué)生獨立完成。
4、說(shuō)一說(shuō)你為什么這樣填。
5、分別用陳述句語(yǔ)氣、疑問(wèn)語(yǔ)氣和感嘆語(yǔ)氣來(lái)讀好這三句話(huà)。
6、用問(wèn)號、句號和感嘆號說(shuō)句子。
四、作業(yè)
第二課時(shí)
一、教學(xué)目標在閱讀欣賞中積累 語(yǔ)文生活中學(xué)會(huì )合理利用零花錢(qián)。
二、教學(xué)過(guò)程
1、閱讀欣賞
�。�1）自由朗讀課文，圈出不認識的字，用自己喜歡的方式解決。
�。�2）出示詞語(yǔ)庫中的生字，學(xué)生認讀。
�。�3）個(gè)別學(xué)生分段朗讀課文。
�。�4）學(xué)習1—4自然段
1、自由讀，想想誰(shuí)給誰(shuí)寫(xiě)信？
2、太陽(yáng)用什么給月亮寫(xiě)信？他在信里會(huì )寫(xiě)些什么？
3、太陽(yáng)會(huì )給月亮講什么故事？
4、為什么貼的郵票是“西陽(yáng)”或“晚霞”。
5、指導朗讀。
�。�5）學(xué)習5—8自然段
1、自由讀，想想這部分是誰(shuí)給誰(shuí)寫(xiě)信？他在信里會(huì )寫(xiě)些什么？
2、月亮會(huì )給太陽(yáng)講那些神秘的夢(mèng)想？
3、為什么月亮給太陽(yáng)的信封上貼的郵票是“晨曦”或“朝霞”？
4、朗讀你想給誰(shuí)寫(xiě)信？用什么寫(xiě)？會(huì )寫(xiě)些什么？
�。�6）齊讀全文
2、語(yǔ)文生活
1）、今天我們語(yǔ)文生活要討論的話(huà)題是零用錢(qián)。
2）、每個(gè)同學(xué)的手里或多或少都有些零用錢(qián)，有的是父母給的，有的是自己省下來(lái)的，那我們先來(lái)討論第一個(gè)問(wèn)題：應該要零用錢(qián)嗎？辯論第一個(gè)問(wèn)題：應不應該要零用錢(qián)。辯論第二個(gè)問(wèn)題；花零用錢(qián)要不要跟家長(cháng)商量
3、說(shuō)說(shuō)你的`零用錢(qián)是怎么花的？
4、學(xué)做統計表
5、總結 希望小朋友們能合理的支配自己的零用錢(qián)，能不浪費自己的零用錢(qián)，同時(shí)養成紀錄的好習慣。
三、作業(yè)摘抄優(yōu)美的詞語(yǔ)、句子和段落
設計方案 篇5
設計意圖：
中班幼兒對自己生活的地方、住的小區已有了一定的認識，就產(chǎn)生了想了解同伴居住環(huán)境的愿望。隨著(zhù)主題“我的家鄉’’的開(kāi)展，幼兒通過(guò)看家鄉、說(shuō)家鄉、夸家鄉等系列活動(dòng)，產(chǎn)生了自己是安吉人的自豪感。幼兒對自己身邊的事比較感興趣，通過(guò)與父母一起去自己生活的小區、街道、公園等地方看看、玩玩、畫(huà)畫(huà)，從父母、老師身邊了解有關(guān)安吉的歷史、人文等知識，豐富相關(guān)的談話(huà)內容，使幼兒有想說(shuō)、敢說(shuō)的愿望。
活動(dòng)目標：
1．幫助幼兒學(xué)習用簡(jiǎn)短的語(yǔ)句說(shuō)出自己居住的小區名稱(chēng)。
2．要求幼兒學(xué)會(huì )安靜地傾聽(tīng)別人的談話(huà)、了解別人的談話(huà)內容，培養有意識的傾聽(tīng)能力。
3．鼓勵幼兒能大方地在集體面前表達自己的意見(jiàn)。
活動(dòng)準備：
1．多媒體：有關(guān)城市小區、街道、生態(tài)廣場(chǎng)、驛站廣場(chǎng)、昌碩公園、機關(guān)幼兒園等圖片。
2．幼兒在父母的幫助下了解自己居住小區的名稱(chēng)，小區的一些主要景色。
3．介紹小區的圖畫(huà)（幼兒照片或自己畫(huà)的圖）。
重難點(diǎn)：能用簡(jiǎn)短的語(yǔ)句說(shuō)出自己的感受。
活動(dòng)過(guò)程： 一、創(chuàng )設談話(huà)情景，引出談話(huà)話(huà)題
1．出示安吉地圖：看！這是什么？（一張地圖）
這是哪個(gè)地方的地圖？（安吉地圖）
我們住的地方叫“安吉”（指出地圖中的安吉）。
你住在安吉的哪個(gè)小區？（讓幼兒說(shuō)出自己居住小區的名稱(chēng)，最好能說(shuō)出幾幢幾單元幾號。）
2．老師小結：我們居住的地方叫安吉，有許多的小區：匯豐花園，新嘉園，芬芳小區，桃園新村，寧馨花園，市民中心……我們住的地方很美，我愛(ài)我家！
�。ɑ顒�(dòng)前幼兒已經(jīng)在區域活動(dòng)中了解了安吉地圖，為幼兒在本次活動(dòng)中尋找自己居住的地方提供了保障，幼兒因此能大膽地進(jìn)行介紹。有多名幼兒在地圖上找到了自己住的小區。）
二、引導幼兒圍繞居住地進(jìn)行談話(huà)
1．提問(wèn)：你家周?chē)心男┖猛�、好看的地方？（提示：匯豐花園的旁邊有哪些好玩的.地方，如生態(tài)廣場(chǎng)……）
2．請你介紹給大家。（生態(tài)廣場(chǎng)、驛站廣場(chǎng)、昌碩公園、機關(guān)幼兒園……）
3．你最喜歡到什么地方玩，你用什么方法把這些好玩的地方告訴大家呢？ （拍照，畫(huà)下來(lái)。）
�。ㄓ變夯卮饡r(shí)語(yǔ)言豐富、聲音響亮，因為他們對自己的家很熟悉，又通過(guò)與父母的交流知道了許多居住地周?chē)沫h(huán)境，所以與老師的互動(dòng)、同伴的互動(dòng)積極。）
三、討論：主題墻的布置
出示收集并已制作的居住小區圖片讓幼兒談?wù)摗?/p>
師：昨天我們小朋友已經(jīng)回家畫(huà)了自己居住的地方，我們怎么將你的家介紹給同伴？（布置“我居住的地方”。）
怎么來(lái)布置“我愛(ài)家鄉”的主題墻呢？（提示：上一次的主題“我愛(ài)媽媽”，小朋友用不同的方法如：愛(ài)心，心愿卡，畫(huà)媽媽等表達了自己的感受o）
�。ㄍㄟ^(guò)集體討論、個(gè)別交流等方式讓幼兒大膽表述，鼓勵幼兒積極參與到主題墻的創(chuàng )設中，發(fā)揮幼兒的主體作用，使幼兒與環(huán)境、幼兒與老師產(chǎn)生積極的互動(dòng)。）
四、延伸活動(dòng)
回活動(dòng)室，師幼共同布置主題墻。
設計方案 篇6
傳統的嵌入式系統中，設計周期、硬件和軟件的開(kāi)發(fā)是分開(kāi)進(jìn)行的，并在硬件完成后才將系統集成在一起，很多情況下，硬件完成后才開(kāi)始進(jìn)行實(shí)時(shí)軟件和整體調試。軟硬件聯(lián)合仿真是一種在物理原型可用前，能盡早開(kāi)始調試程序的技術(shù)。
軟硬件聯(lián)合仿真有可能使軟件設計工程師在設計早期著(zhù)手調試，而采用傳統的方法，設計工程師直到硬件設計完成才能進(jìn)行除錯處理。有些軟件可在沒(méi)有硬件支持的情況下完成任務(wù)的編碼，如不涉及到硬件的算法。與硬件相互作用的編碼在獲得硬件之前編寫(xiě)，但只有在硬件上運行后，才能真正對編碼進(jìn)行調試。通過(guò)采用軟硬件聯(lián)合仿真技術(shù)，可在設計早期開(kāi)始這一設計調試過(guò)程。由于軟件的開(kāi)發(fā)通常在系統開(kāi)發(fā)的后段完成，在設計周期中較早的開(kāi)始調試有可能將使這一項目提早完成，該技術(shù)會(huì )降低首次將硬件和軟件連接在一起時(shí)出現意外而致使項目延期完成所造成的風(fēng)險。
在取得物理原型前，采用軟硬件聯(lián)合仿真技術(shù)對硬件和軟件之間的接口進(jìn)行驗證，將使你不會(huì )花太多的時(shí)間在后期系統調試上。當你確實(shí)拿到物理原型開(kāi)始在上面跑軟件的時(shí)候，你會(huì )發(fā)現經(jīng)過(guò)測試的軟件部分將會(huì )正常工作，這會(huì )節省項目后期的大量時(shí)間及努力。
軟硬件聯(lián)合仿真系統由一個(gè)硬件執行環(huán)境和一個(gè)軟件執行環(huán)境組成，通常軟件環(huán)境和硬件環(huán)境都有自己的除錯和控制界面，軟件通過(guò)一系列由處理器啟動(dòng)的總線(xiàn)周期與硬件的交互作用。本文以一個(gè)MiniWeb卡的開(kāi)發(fā)介紹一種軟硬件聯(lián)合仿真系統。
該方案的核心是采用一個(gè)51單片機仿真引擎GoldBullISS51（以下簡(jiǎn)稱(chēng)ISS51），ISS51是51單片機開(kāi)發(fā)環(huán)境KeiluVision2的一個(gè)插件，ISS51具有連接Keil和硬件仿真環(huán)境Modelsim的接口，可以實(shí)現軟硬件同步仿真。在該系統中，Keil作為軟件調試界面，Modelsim作為硬件仿真和調試界面，ISS51負責軟件執行、監控軟件斷點(diǎn)、單步執行、內存和寄存器數據返回給Keil、CPU總線(xiàn)時(shí)序產(chǎn)生和捕獲、內部功能模塊（如定時(shí)器，串口）的運行等功能。
MiniWeb卡介紹
MiniWeb卡是一個(gè)運行在單片機上的Web服務(wù)器，提供網(wǎng)口連接，有大容量文件系統，提供TFTP和HTTP服務(wù)。盡管軟件系統比較復雜，但優(yōu)化編譯后，執行代碼還不足25K，為后續升級留下了足夠空間。
51CPU采用SST89系列，這種CPU具有ISP功能，可以通過(guò)RS232串口，直接將目標碼下載到CPU。
DMA控制邏輯是一個(gè)可編程邏輯器件，采用的.是ALTERA的CPLDEPM240，主要功能是實(shí)現外圍器件之間的DMA傳遞。因為51CPU進(jìn)行IO訪(fǎng)問(wèn)是很低效的，需要24個(gè)時(shí)鐘周期才能進(jìn)行一
次IO訪(fǎng)問(wèn)，在外圍設備之間轉移數據則需要更多的時(shí)鐘周期，使用DMA控制邏輯可以達到3個(gè)時(shí)鐘周期就能轉移一個(gè)字節。本系統中處理多種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，需要大量報文收發(fā)和文件系統訪(fǎng)問(wèn)，采用DMA可以極大地提高51單片機的數據處理速度。DMA通道主要有MAC芯片與RAM之間的數據塊轉移，SMARTMEDIA和RAM之間的數據塊轉移。
網(wǎng)卡芯片采用的是AX88796，主要的優(yōu)點(diǎn)是可以和51CPU方便地接口；支持100M以太網(wǎng)，速度高；有較大的接收報文緩存，能夠平滑網(wǎng)絡(luò )流量，減少因51CPU處理速度慢導致的報文丟棄和重發(fā)。
SMARTMEDIA是一個(gè)移動(dòng)存儲卡，主要用于存儲文件，MiniWeb卡支持8M到256M的SMD卡。
文件系統是MiniWeb卡的新開(kāi)發(fā)模塊，文件系統的測試主要通過(guò)TFTP來(lái)進(jìn)行，為此MiniWeb卡上的TFTP服務(wù)程序進(jìn)行了特殊設計，支持格式化SMARTMEDIA，獲取剩余空間，獲取文件名列表，上傳、下載和刪除文件。
軟硬件聯(lián)合仿真的必要性：
MiniWeb卡軟件模塊多，軟件開(kāi)發(fā)風(fēng)險較大。軟件對硬件的依賴(lài)較強，FLASH存儲器的訪(fǎng)問(wèn)驅動(dòng)、網(wǎng)卡驅動(dòng)、DMA驅動(dòng)，需要軟硬件協(xié)同調試。
文件系統的開(kāi)發(fā)，在仿真環(huán)境下更容易和快捷。比如在仿真結束時(shí)，可以將SMARTMEDIA仿真模型中的數據倒換到磁盤(pán)文件中，在仿真開(kāi)始時(shí)，將磁盤(pán)文件中的數據加載到SMARTMEDIA仿真模型中，在定位文件系統的問(wèn)題時(shí)，這一個(gè)功能很有用。
采用軟硬件聯(lián)合仿真，便于系統前期設計。51單片機的外部RAM訪(fǎng)問(wèn)效率較低，內存拷貝、外部器件之間的數據塊轉移很浪費時(shí)間。將大量數據的拷貝操作或數據塊校驗、比較操作在CPLD內實(shí)現，可以大大改進(jìn)51單片機處理數據的能力。通過(guò)軟硬件聯(lián)合仿真，可以評估CPLD處理數據對性能的改進(jìn)。
MiniWeb卡軟硬件聯(lián)合仿真系統：
軟硬件聯(lián)合仿真主要解決的問(wèn)題是系統功能設計與驗證，它不解決電源、濾波電容、總線(xiàn)電平兼容問(wèn)題。
做系統仿真，首先要對硬件系統建模。我們關(guān)注的是系統設計的正確性和可執行性。
系統中的串口只是用來(lái)支持ISP下載軟件，軟件部分沒(méi)有對串口做任何操作，所以系統仿真可以不必考慮。
網(wǎng)卡芯片AX88796，廠(chǎng)商沒(méi)有提供仿真模型。它與CPU的接口符合ISA接口標準，軟件對AX88796的操作是根據NE20xx標準網(wǎng)卡芯片設計的，由此我們建立了一個(gè)網(wǎng)卡芯片的仿真模型。我們設計了一個(gè)MACBFM來(lái)仿真網(wǎng)卡芯片的ISA接口，NE20xx定義的寄存器在C模型中實(shí)現，MACBFM與NE20xx寄存器C模型通過(guò)PLI接口交換數據。
SRAM仿真模型是很容易獲取的，很多器件生產(chǎn)商都提供Verilog仿真模型，但器件生產(chǎn)商提供的Verilog仿真模型都包含復雜的延時(shí)控制代碼，這會(huì )影響仿真速度。根據經(jīng)驗，我們可以確保SRAM在單板設計中被正確應用，不會(huì )產(chǎn)生時(shí)序問(wèn)題，所以我們可以采用一個(gè)簡(jiǎn)化的SRAM仿真模型，這是我們自己設計的，有效代碼只有十幾行。
51CPUBFM負責單片機管腳時(shí)序的產(chǎn)生和捕獲。51CPUBFM是與ISS51緊密捆綁的，由ISS51安裝程序提供。
SMARTMEDIA是三星公司提供的仿真模型，我們使用的也是三星公司的同類(lèi)型存儲卡。該模型可以用于驗證軟件操作SMARTMEDIA的正確性和DMAController的接口時(shí)序。
DMAController是MiniWeb卡硬件開(kāi)發(fā)的一部分，將邏輯設計代碼應用于仿真，既能檢測邏輯設計的正確性，又能使整個(gè)仿真系統得以正常運轉。
虛擬網(wǎng)卡
做系統仿真，必須輸入來(lái)自真實(shí)世界的激勵，并將仿真系統的輸出傳遞到真實(shí)世界。即便是不能連接到真實(shí)世界，也應該提供模擬真實(shí)世界的輸入，并對仿真系統的輸出進(jìn)行檢測和分析。
對于MiniWeb卡來(lái)說(shuō)，它和真實(shí)環(huán)境是通過(guò)網(wǎng)口連接的。使用虛擬網(wǎng)卡技術(shù)，能夠將圖3中的MACCModel與虛擬網(wǎng)卡進(jìn)行通訊。
對于運行在Windows系統上的應用程序來(lái)說(shuō)，它并不知道網(wǎng)卡是虛擬的還是真實(shí)的，應用程序通過(guò)虛擬網(wǎng)卡收發(fā)數據，事實(shí)上是與仿真系統在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通信。
這樣就可以使用TFTP向MiniWeb卡仿真系統傳遞網(wǎng)頁(yè)文件，使用IE瀏覽MiniWeb卡仿真系統中的網(wǎng)頁(yè)，MiniWeb卡的所有功能都能夠被檢驗。
使用網(wǎng)絡(luò )臭探器Sniffer可以監控虛擬網(wǎng)卡的報文流，方便協(xié)議調試。
仿真加速技術(shù)
軟硬件聯(lián)合仿真，影響仿真速度的瓶頸在HDL代碼部分的仿真。如果不設法提高HDL代碼部分的仿真速度，軟件調試就非常低效。
提高硬件仿真速度的方法之一是軟件硬件仿真采用事件同步，只在CPU訪(fǎng)問(wèn)IO時(shí)保持軟件和硬件是同步的。
仿真加速方法之二是硬件仿真系統時(shí)鐘休眠。對于MiniWeb卡來(lái)說(shuō)，只
有DMAController是受時(shí)鐘控制的，軟件沒(méi)有操作DMAController的期間，DMAController的運作是毫無(wú)意義的，所以可以在非DMA操作期間，對時(shí)鐘進(jìn)行休眠；ISS51在每次IO訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，給出與上次IO訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差經(jīng)過(guò)處理可以作為時(shí)鐘休眠的時(shí)間段。如果ISS51連續進(jìn)行IO訪(fǎng)問(wèn)，就不會(huì )產(chǎn)生時(shí)鐘休眠了。DMAController工作于查詢(xún)方式，可以采用時(shí)鐘休眠技術(shù)，而不會(huì )導致仿真與真實(shí)結果的不一致。
方法之三是，縮短SMARTMEDIA仿真模型中的一些長(cháng)延時(shí)的時(shí)間參數。因為在等待SMARTMEDIA進(jìn)入就緒狀態(tài)時(shí)，CPU必須連續查詢(xún)IO，影響仿真速度。我們主要用于軟件功能驗證，這種修改也是可以接受的。
方法之四，在軟件設計上，謹慎使用外部中斷，因為一旦中斷啟動(dòng)，ISS51需要在每個(gè)機器周期查詢(xún)是否有中斷信號，導致軟件仿真和硬件仿真在每個(gè)指令上都進(jìn)行同步，影響仿真速度。如果一定要使用外部中斷，建議用C模型代替Verilog模型，這樣可不影響仿真速度；或者由用戶(hù)根據外部模塊產(chǎn)生外部中斷的時(shí)機，使用ISS51的控制命令，在恰當時(shí)刻使能ISS51的中斷模塊。
在一個(gè)普通PC（CPU為AMD速龍1000，SDRM512M133），運行MiniWeb卡仿真系統，使用PING命令測試MiniWeb卡仿真系統的響應速度：
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使用IE打開(kāi)MiniWeb卡仿真系統中的網(wǎng)頁(yè)文件，感覺(jué)和撥號上網(wǎng)的速度差不太多。創(chuàng )建多個(gè)TFTP連接，同時(shí)向仿真系統傳遞或下載網(wǎng)頁(yè)文件，同時(shí)使用IE進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)瀏覽，都無(wú)響應中斷現象出現。
總結
使用軟硬件聯(lián)合仿真，MiniWeb卡不需要硬件就能進(jìn)行全部功能的仿真，增強了系統設計成功的信心。軟硬件聯(lián)合仿真方便系統設計調整，可以在設計前期評估性能，方便軟件和硬件的debug，是一個(gè)值得推廣的技術(shù)。
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