本发明涉及硬件电路开发,具体是一种基于仿真的电路开发方法。
背景技术:
1、传统的硬件电路开发一般遵循以下流程:
2、1、需求分析和规划;
3、2、电路设计,利用电路设计软件设计电路图,并依赖于过去的电路图进行模仿,根据模仿结果再基于元件选择、电路板布局、功耗等情况进行修改;
4、3、pcb设计,将修改后的电路图转换为实际的电路板,完成pcb设计;
5、4、原型制作,委托生产场景将设计好的pcb进行生产出样板;
6、5、调试,测试电路板的各种功能和指标,以发现问题;
7、6、经过调试合格后进行批量生产和测试。
8、传统的硬件电路开发需要经过复杂的开发流程,包括进行需求分析和验证、电路设计和验证,导致开发周期较长,并且需要投入大量的资金用于购买原材、设备和人力成本等,此外,传统的这种硬件电路开发方法风险还较大,一旦出现问题,往往需要重头开始。最后,上述指出的缺陷中,往往还特别依赖于开发人员的经验,不同的开发人员经验有所不同,花费的时间和成本也不同,甚至出现因意外导致开发人员判断失误,甚至导致一个硬件电路开发项目的成败。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种基于仿真的电路开发方法,其能够解决背景技术描述的问题。
2、实现本发明的目的的技术方案为:一种基于仿真的电路开发方法,包括以下步骤:
3、步骤1:获得原始电路图片,原始电路图片包含电路,所述电路记为第一电路;
4、步骤2:对原始电路图片进行解析,解析出第一电路的各个元件;
5、步骤3:基于解析出来的各个元件,在仿真平台搭建与第一电路相同的仿真电路,对仿真电路进行仿真,得到仿真结果;
6、步骤4:将仿真结果划分为训练集、验证集和测试集,训练集输入至基于深度学习构建的电路分析模型,以对电路分析模型进行训练,验证集用于训练过程中调整电路分析模型的超参数和选择最优的模型,测试集用于评估电路分析模型的性能,得到训练后的电路分析模型;
7、步骤5:将待开发的目标电路图片输入至训练后的电路分析模型,基于电路分析模型对模板电路图片进行解析,基于解析出的结果进行电路开发。
8、进一步地,所述原始电路图片为手写或软件制成的包括电子元件组成的电路的图片。
9、进一步地,第一电路为逻辑门电路、寄存器电路、存储器电路、计算器电路、时序电路、模数转换器电路中的一种或多种组合。
10、进一步地,在步骤2中,还包括对解析出的元件进行信息标注,标注的信息包括元件名称、元件特性、连接方式。
11、进一步地,所述对原始电路图片进行解析,解析出原始电路图片中第一电路的各个元件,其具体实现过程,包括以下步骤:
12、手动标记第一电路的输入端,然后从输入端开始,对第一电路拆解出各种类型的基础电路,再与预设在数据库中的电路知识数据进行比对,得到各类型的基础电路的输出结果,然后当前基础电路的输出结果作为第一电路中的下一个基础电路的输入,依次进行,得到每一级的基础电路的输出结果,经过多次拆解后,得到第一电路的整体输出结果,完成解析。
13、进一步地,在步骤2中,在对原始电路图片进行解析之前,还包括对原始电路图片进行数据清洗和预处理,数据清洗包括清洗原始电路图片中的噪声,预处理包括对图片尺寸大小、分辨率进行处理。
14、进一步地,仿真结果包括功率、频率特性、响应特性中的一个或多个。
15、进一步地,在步骤3中,还包括对仿真结果进行标注。
16、进一步地,所述将仿真结果划分为训练集、验证集和测试集,训练集输入至基于深度学习构建的电路分析模型,以对电路分析模型进行训练,验证集用于训练过程中调整电路分析模型的超参数和选择最优的模型,测试集用于评估电路分析模型的性能,得到训练后的电路分析模型,其具体实现过程,包括以下步骤:
17、对仿真结果进行数据特征提取和转化,以收集得到电压与电流之间关系、串联与并联关系、频率、功率、相应特性对比的数据特征;
18、收集到数据特征后,进行多次仿真训练,每次仿真训练均获得一次的数据特征;
19、对训练集进行增强,增强方式采用将不同类型的电路组合在一起形成一个第一电路;
20、使用经过增强后的训练集并通过迭代优化算法来训练电路分析模型,迭代优化算法包括前向传播计算损失函数、反向传播更新模型参数,从而得到优化后的电路分析模型;
21、使用验证集对优化后的电路分析模型进行评估,根据评估结果调整电路分析模型的超参数和模型结构;
22、使用测试集对基于评估结果调整后的电路分析模型进行最终调优的评估,从而获得最终的训练后的电路分析模型。
23、本发明的有益效果:本发明摒弃传统的硬件电路开发流程,采用模型训练方式并进行仿真,能够快速得到目标电路的电路结构解析结果,减少了人工验证、降低成本损耗,加速了分析流程,还能够避免传统方式因电路原理图出错导致的生产损耗和时间损耗。
1.一种基于仿真的电路开发方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的基于仿真的电路开发方法,其特征在于,所述原始电路图片为手写或软件制成的包括电子元件组成的电路的图片。
3.根据权利要求1所述的基于仿真的电路开发方法,其特征在于,第一电路为逻辑门电路、寄存器电路、存储器电路、计算器电路、时序电路、模数转换器电路中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的基于仿真的电路开发方法,其特征在于,在步骤2中,还包括对解析出的元件进行信息标注,标注的信息包括元件名称、元件特性、连接方式。
5.根据权利要求1所述的基于仿真的电路开发方法,其特征在于,所述对原始电路图片进行解析,解析出原始电路图片中第一电路的各个元件,其具体实现过程,包括以下步骤:
6.根据权利要求1所述的基于仿真的电路开发方法,其特征在于,在步骤2中,在对原始电路图片进行解析之前,还包括对原始电路图片进行数据清洗和预处理,数据清洗包括清洗原始电路图片中的噪声,预处理包括对图片尺寸大小、分辨率进行处理。
7.根据权利要求1所述的基于仿真的电路开发方法,其特征在于,仿真结果包括功率、频率特性、响应特性中的一个或多个。
8.根据权利要求1所述的基于仿真的电路开发方法,其特征在于,在步骤3中,还包括对仿真结果进行标注。
9.根据权利要求1所述的基于仿真的电路开发方法,其特征在于,所述将仿真结果划分为训练集、验证集和测试集,训练集输入至基于深度学习构建的电路分析模型,以对电路分析模型进行训练,验证集用于训练过程中调整电路分析模型的超参数和选择最优的模型,测试集用于评估电路分析模型的性能,得到训练后的电路分析模型,其具体实现过程,包括以下步骤:
