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一、EDA技術(shù)的定義及構(gòu)成
所謂EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計算機軟件系統(tǒng)。它是以計算機為工作平臺,以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式,以EDA工具軟件為開發(fā)環(huán)境,以大規(guī)??删幊踢壿嬈骷LD(ProgrammableLogicDevice)為設(shè)計載體,以專用集成電路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、單片電子系統(tǒng)SOC(SystemOnaChip)芯片為目標(biāo)器件,以電子系統(tǒng)設(shè)計為應(yīng)用方向的電子產(chǎn)品自動化設(shè)計過程[J]。在此過程中,設(shè)計者只需利用硬件描述語言HDL(HardwareDescriptionlanguage),在EDA工具軟件中完成對系統(tǒng)硬件功能的描述,EDA工具便會自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作,最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)S眉尚酒1M管目標(biāo)系統(tǒng)是硬件,但整個設(shè)計和修改過程如同完成軟件設(shè)計一樣方便和高效。
現(xiàn)代EDA技術(shù)的基本特征是采用高級語言描述,具有系統(tǒng)級仿真和綜合能力。EDA技術(shù)研究的對象是電子設(shè)計的全過程,有系統(tǒng)級、電路級和物理級各個層次的設(shè)計。EDA技術(shù)研究的范疇相當(dāng)廣泛,從ASIC開發(fā)與應(yīng)用角度看,包含以下子模塊:設(shè)計輸入子模塊、設(shè)計數(shù)據(jù)庫子模塊、分析驗證子模塊、綜合仿真子模塊和布局布線子模塊等。EDA主要采用并行工程和“自頂向下”的設(shè)計方法,然后從系統(tǒng)設(shè)計入手,在頂層進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計,在方框圖一級進(jìn)行仿真、糾錯,并用VHDL等硬件描述語言對高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述,在系統(tǒng)一級進(jìn)行驗證,最后再用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體的門級邏輯電路的網(wǎng)表,其對應(yīng)的物理實現(xiàn)級可以是印刷電路板或?qū)S眉呻娐贰?/p>
二、EDA技術(shù)的發(fā)展
EDA技術(shù)的發(fā)展至今經(jīng)歷了三個階段:電子線路的CAD是EDA發(fā)展的初級階段,是高級EDA系統(tǒng)的重要組成部分。它利用計算機的圖形編輯、分析和存儲等能力,協(xié)助工程師設(shè)計電子系統(tǒng)的電路圖、印制電路板和集成電路板圖。它可以減少設(shè)計人員的繁瑣重復(fù)勞動,但自動化程度低,需要人工干預(yù)整個設(shè)計過程。
EDA技術(shù)中級階段已具備了設(shè)計自動化的功能。其主要特征是具備了自動布局布線和電路的計算機仿真、分析和驗證功能。其作用已不僅僅是輔助設(shè)計,而且可以代替人進(jìn)行某種思維。
高級EDA階段,又稱為ESDA(電子系統(tǒng)設(shè)計自動化)系統(tǒng)。過去傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)電子產(chǎn)品的設(shè)計方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式,設(shè)計者先對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分塊,直接進(jìn)行電路級的設(shè)計。EDA技術(shù)高級階段采用一種新的設(shè)計概念:自頂而下(TOP-Down)的設(shè)計程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的設(shè)計方法,設(shè)計者的精力主要集中在所設(shè)計電子產(chǎn)品的準(zhǔn)確定義上,EDA系統(tǒng)去完成電子產(chǎn)品的系統(tǒng)級至物理級的設(shè)計。此階段EDA技術(shù)的主要特征是支持高級語言對系統(tǒng)進(jìn)行描述。可進(jìn)行系統(tǒng)級的仿真和綜合。
三、基于EDA技術(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)計方法
1.電子系統(tǒng)電路級設(shè)計
首先確定設(shè)計方案,同時要選擇能實現(xiàn)該方案的合適元器件,然后根據(jù)具體的元器件設(shè)計電路原理圖。接著進(jìn)行第一次仿真,包括數(shù)字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析和瞬態(tài)分析。系統(tǒng)在進(jìn)行仿真時,必須要有元件模型庫的支持,計算機上模擬的輸入輸出波形代替了實際電路調(diào)試中的信號源和示波器。這一次仿真主要是檢驗設(shè)計方案在功能方面的正確性。仿真通過后,根據(jù)原理圖產(chǎn)生的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表進(jìn)行PCB板的自動布局布線。在制作PCB板之前還可以進(jìn)行后分析,包括熱分析、噪聲及竄擾分析、電磁兼容分析和可靠性分析等,并且可以將分析后的結(jié)果參數(shù)反標(biāo)回電路圖,進(jìn)行第二次仿真,也稱為后仿真,這一次仿真主要是檢驗PCB板在實際工作環(huán)境中的可行性。
可見,電路級的EDA技術(shù)使電子工程師在實際的電子系統(tǒng)產(chǎn)生之前,就可以全面了解系統(tǒng)的功能特性和物理特性,從而將開發(fā)過程中出現(xiàn)的缺陷消滅在設(shè)計階段,不僅縮短了開發(fā)時間,也降低了開發(fā)成本。
2.系統(tǒng)級設(shè)計
系統(tǒng)級設(shè)計是一種“概念驅(qū)動式”設(shè)計,設(shè)計人員無須通過門級原理圖描述電路,而是針對設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行功能描述。由于擺脫了電路細(xì)節(jié)的束縛,設(shè)計人員可以把精力集中于創(chuàng)造性概念構(gòu)思與方案上,一旦這些概念構(gòu)思以高層次描述的形式輸入計算機后,EDA系統(tǒng)就能以規(guī)則驅(qū)動的方式自動完成整個設(shè)計。
系統(tǒng)級設(shè)計的步驟如下:
第一步:按照“自頂向下”的設(shè)計方法進(jìn)行系統(tǒng)劃分。
第二步:輸入VHDL代碼,這是系統(tǒng)級設(shè)計中最為普遍的輸入方式。此外,還可以采用圖形輸入方式(框圖、狀態(tài)圖等),這種輸入方式具有直觀、容易理解的優(yōu)點。
第三步:將以上的設(shè)計輸入編譯成標(biāo)準(zhǔn)的VHDL文件。對于大型設(shè)計,還要進(jìn)行代碼級的功能仿真,主要是檢驗系統(tǒng)功能設(shè)計的正確性,因為對于大型設(shè)計,綜合、適配要花費數(shù)小時,在綜合前對源代碼仿真,就可以大大減少設(shè)計重復(fù)的次數(shù)和時間,一般情況下,可略去這一仿真步驟。
第四步:利用綜合器對VHDL源代碼進(jìn)行綜合優(yōu)化處理,生成門級描述的網(wǎng)表文件,這是將高層次描述轉(zhuǎn)化為硬件電路的關(guān)鍵步驟。綜合優(yōu)化是針對ASIC芯片供應(yīng)商的某一產(chǎn)品系列進(jìn)行的,所以綜合的過程要在相應(yīng)的廠家綜合庫支持下才能完成。綜合后,可利用產(chǎn)生的網(wǎng)表文件進(jìn)行適配前的時序仿真,仿真過程不涉及具體器件的硬件特性,較為粗略。一般設(shè)計,這一仿真步驟也可略去。
第五步:利用適配器將綜合后的網(wǎng)表文件針對某一具體的目標(biāo)器件進(jìn)行邏輯映射操作,包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優(yōu)化和布局布線。:
第六步:將適配器產(chǎn)生的器件編程文件通過編程器或下載電纜載入到目標(biāo)芯片F(xiàn)PGA或CPLD中。如果是大批量產(chǎn)品開發(fā),通過更換相應(yīng)的廠家綜合庫,可以很容易轉(zhuǎn)由ASIC形式實現(xiàn)。
四、前景展望
21世紀(jì)將是EDA技術(shù)的高速發(fā)展時期,EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的發(fā)展方向,并著眼于數(shù)字邏輯向模擬電路和數(shù)模混合電路的方向發(fā)展。EDA將會超越電子設(shè)計的范疇進(jìn)入其他領(lǐng)域隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)字系統(tǒng)正朝著更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系統(tǒng)級芯片(SoC,SystemonChip)方向發(fā)展,借助于硬件描述語言的國際標(biāo)準(zhǔn)VHDL和強大的EDA工具,可減少設(shè)計風(fēng)險并縮短周期,隨著VHDL語言使用范圍的日益擴(kuò)大,必將給硬件設(shè)計領(lǐng)域帶來巨大的變革。
參考文獻(xiàn):
[1]譚會生,張昌凡.EDA技術(shù)及應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2001.
【關(guān)鍵詞】Multisim;Labview;虛擬儀器
1.引言
EDA(Electronic Design Automation,電子設(shè)計自動化)技術(shù)集計算機技術(shù)、電子技術(shù)、信號處理技術(shù)于一體,是近代電子信息領(lǐng)域發(fā)展起來的杰出成果,而相關(guān)的EDA軟件又代表著電子系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)潮流。在眾多的EDA軟件中,各應(yīng)用軟件各有側(cè)重點,例如Multisim側(cè)重仿真,Protel軟件側(cè)重于設(shè)計PCB(Printed Circuit Board,印制電路板),Labview軟件側(cè)重于開發(fā)虛擬儀器。隨著軟件版本不斷升級,功能和元件庫的不斷更新,要求各類相關(guān)軟件之間相互兼容。本文中采用EWB 9和Labview 8.2為例進(jìn)行介紹。
2.電子系統(tǒng)設(shè)計流程
大多數(shù)電子系統(tǒng)設(shè)計流程都包括總體方案的確定、單元電路設(shè)計、參數(shù)計算、元器件選擇、計算機模擬仿真、實驗等步驟。在實際制作和調(diào)試中,分為硬件系統(tǒng)和軟件調(diào)試,硬件系統(tǒng)完成電路的設(shè)計,軟件設(shè)計結(jié)合實際硬件動作過程,通過軟件控制電路工作。先調(diào)試硬件電路,在確保無誤的情況下再去調(diào)試程序,達(dá)到軟硬件結(jié)合。
3.EWB 9與Labview8.2概述
EWB 9各工具間及與Labview的關(guān)系如圖1所示。
3.1 Multisim9概述
EWB 9包括Multisim 9、Ultiboard 9、Multi MCU、VHDL/Verilog VHDL四部分[1]。Multisim屬于PCB前端設(shè)計工具,主要完成電路的輸入、仿真,在電路仿真所需元件中,若用到PLD(Programmable Logic Device,可編程邏輯器件),需調(diào)用VHDL/verilog組件;若用到MCU(Micro Controller Unit,微處理單元)時,需調(diào)用Multi MCU組件。如果庫中沒有圖2中所示的儀器儀表時,可借助Labview開發(fā)虛擬儀器,共同完成電路的前端設(shè)計。而PCB后端設(shè)計工具—Ultiboard是進(jìn)行PCB的設(shè)計與制作,是實物的最終實現(xiàn)形式,借助于軟件可實現(xiàn)電子系統(tǒng)的設(shè)計、制作、調(diào)試、生產(chǎn)等。
3.1.1 Multisim9軟件開發(fā)的背景
在科學(xué)技術(shù)日新月異的背景下,隨著教育改革的深入,如何實現(xiàn)教育技術(shù)現(xiàn)代化、教學(xué)手段現(xiàn)代化已經(jīng)成為我國教育改革所面臨的一個重要課題。目前,在電工電子技術(shù)實驗教學(xué)方面,國內(nèi)多數(shù)高校仍主要采用實物元器件進(jìn)行硬件連線測試,這種方式在給學(xué)生開設(shè)一些擴(kuò)展性、設(shè)計性以及綜合性試驗時將會遇到困難。隨著電子和計算機技術(shù)的進(jìn)步,推動了EDA技術(shù)的普及與發(fā)展,使得電子工程師大量的設(shè)計工作可以通過計算機來輔助完成。
3.1.2 Multisim9的特點及應(yīng)用
Multisim 9具有以下幾個特點:
(1)仿真的手段切合實際,選用的元器件和測量儀器與實際情況非常接近,并且儀表和一些元件用3D方法表示,真實、可視、直觀。
(2)可以對電路中的元器件設(shè)置故障,如開路、短路和不同程度的漏電等,針對不同故障觀察電路的各種狀態(tài),從而加深對電路原理的理解。
(3)有多種輸入輸出接口,與NI相關(guān)虛擬儀器軟件的完美結(jié)合(例如NI Labview 8.2),可相互轉(zhuǎn)換。Multisim產(chǎn)生的電路文件還可以直接輸出至常見的Protel、Tango、Orcad、Ultiboard等印制電路板(PCB)排版軟件。
Multisim軟件是EWB5.X升級后的版本,在電子技術(shù)界也稱為“虛擬實驗室”軟件,利用完善的數(shù)據(jù)庫,它可完成常見電路的仿真,包括電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機原理及應(yīng)用、PLD/CPLD/FPGA、PLC、自動控制技術(shù)、傳感器、電力電子技術(shù)等課程的大部分實驗。利用該軟件的基本分析方法和高級分析方法可實現(xiàn)對電路在不同因素下的工作過程,比如在溫度、誤差等影響下的數(shù)據(jù),并以此作為維護(hù)和改進(jìn)電路的重要依據(jù)。
3.2 Labview 8.2概述
Labview 8.2操作界面如圖3所示。
3.2.1 軟件開發(fā)的背景
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,從最初使用的模擬指針式電表,后來發(fā)展到數(shù)字式電表,然后又有智能化儀表。而虛擬儀器是基于計算機的儀器,具體是將儀器裝入計算機,以通用的計算機硬件和操作系統(tǒng)為依托,實現(xiàn)各種儀器功能。今后,虛擬儀器儀表技術(shù)必將由于計算機的普及而得到迅速發(fā)展。
LabVIEW(Laboratory Virtual Inst-rument Engineering),可以理解為實驗室虛擬儀器集成環(huán)境,它是一種用圖形來編程的語言,所以稱為“G”語言(Graph圖形)?!癈”語言是用的字符代碼來編程的,用LabVIEW的“G”語言編程,基本上可以不寫代碼,而是用工程師們所熟悉的圖標(biāo)和框圖來“繪制”程序流程圖,顯得生動和形象。掌握了LabVIEW軟件編程技術(shù),再將計算機的屏幕作為虛擬儀器的硬件,人們就可以隨心所欲地“制造”出自己所需要的各種高性能測量儀器[2]。
3.2.2 Labview的應(yīng)用
利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段建立虛擬儀器,它的效果和實驗室的結(jié)果基本一樣,卻可以節(jié)約人力、財力、物力,而且能節(jié)省時間,達(dá)到事半功倍的作用。有時,在實驗室、生產(chǎn)車間和生產(chǎn)現(xiàn)場,為完成某項測試和維修任務(wù),通常需要許多儀器,如:示波器、萬用表、頻譜分析儀等等。但是由眾多的儀器構(gòu)成的測試系統(tǒng),價格昂貴、體積龐大、連接和操作復(fù)雜,測試效率低。而利用PC機資源(處理器、存儲器、顯示器等)、儀器硬件(傳感器、信號調(diào)理器等)和數(shù)據(jù)采集、過程通訊、信號處理及圖形用戶界面的應(yīng)用軟件有效的結(jié)合,將根據(jù)需要在個人計算機上設(shè)計出具有特定功能的儀器,再加上協(xié)議等,就可實現(xiàn)設(shè)備和PC機的通信,常用的軟件即是Labview。
4.Multisim 9與Labview 8的通信及應(yīng)用實例
4.1 相互通信
在使用Multisim 9仿真電路時,需調(diào)用虛擬儀器完成數(shù)據(jù)的測量。但有時庫中沒有所需儀器,用戶必須自定義儀器的功能和實現(xiàn)形式,然后嵌入到仿真電路中去,都要借助于Labview來實現(xiàn)。電路仿真過程中,保存的儀表數(shù)據(jù)為Labview Measurements File(*.lvm),可作為源文件被Labview應(yīng)用[3]。
在Mulitisim 9元件庫中,有通過Labview提供的四種儀器,分別是麥克風(fēng)、揚聲器、信號發(fā)生器、信號分析儀。用戶可調(diào)用庫中儀器的模板進(jìn)行自定義VI(虛擬儀器)。
4.2 應(yīng)用實例
下面以Binary-Weighted-Input DAC(權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器)電路圖為例,詳細(xì)說明Multisim 9和Labview 8.2的應(yīng)用,以及后續(xù)和其它軟件的兼容[4][5]。
4.2.1 Multisim畫圖,仿真波形圖,前端輸入發(fā)(如圖4、5所示)
4.2.2 調(diào)用庫中模板,創(chuàng)建VI
數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的輸出需要四路輸入信號,例如D0—D3??紤]到庫中元件和儀器的具體情況,采用Labview 8.2,作出信號發(fā)生器XLV1—XLV4[6],如圖6所示。
4.2.3 利用Transfer功能,做成PCB,3D視圖
完成電路的仿真后,借助于Multisim的傳送功能,得到Protel PCB(*.NET)等文件,也可直接導(dǎo)入到Ultiboard 9中完成印制電路板的設(shè)計,如圖7、8所示。
5.結(jié)論
從以上分析和實踐表明,Multisim和Labview的結(jié)合可使電子系統(tǒng)設(shè)計更加簡單化,提高了效率。再利用Labview的各種通信協(xié)議,可實現(xiàn)電子系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)備之間的相互通信,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化。隨著軟件版本的不斷升級,元件庫和功能的不斷完善,各軟件之間的相互兼容,比如在轉(zhuǎn)換到PCB軟件的過程中,出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)表(Netlist)錯誤、封裝(Footprint)錯誤等一些問題將會得到解決,真正實現(xiàn)了電子電路仿真、設(shè)計、制板一體化。
參考文獻(xiàn)
[1]路而紅.虛擬電子實驗室—Multisim7 & Ultiboard7[M].北京:人民郵電出版社,2005:1-3.
[2]陳宏希.Labview8.0入門與提高篇[M].北京:中國石化出版社,2009:2-8.
[3]郭鎖利,劉延飛.基于Multisim 9的電子系統(tǒng)設(shè)計、仿真、與綜合應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2008:286-291.
[4]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(數(shù)字部分)[M].北京:高等教育出版社,2004:389-393.
[5]李良榮.EWB9電子設(shè)計技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007:232-235.
[6]陳隆道,周劍,許昌.虛擬儀器—測試技術(shù)的新領(lǐng)域[J].科技通報,1999,(1):24-29.
1.電子系統(tǒng)需求分析
基于對傳統(tǒng)財務(wù)管理系統(tǒng)和醫(yī)院信息系統(tǒng)分析、歸納和總結(jié),依據(jù)醫(yī)院財務(wù)管理制度、財務(wù)管理指標(biāo)體系和總會計師制度指導(dǎo)思想,采取各級醫(yī)院數(shù)據(jù)、信息和管理大集中的方式。在數(shù)據(jù)集中方面,通過建立醫(yī)院的財務(wù)數(shù)據(jù)倉庫和相關(guān)醫(yī)療數(shù)據(jù)中心,對醫(yī)院財務(wù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行批量處理、實時采集和集中管理。在實現(xiàn)數(shù)據(jù)大集中系統(tǒng)整合基礎(chǔ)上,集成大數(shù)據(jù)思想精華、數(shù)據(jù)庫反規(guī)范化與映射化簡(Map Reduce)的理論實踐,搭建數(shù)據(jù)倉庫和挖掘引擎,并充分利用 NOSQL 技術(shù)和Mongo DB 文檔型數(shù)據(jù)庫特點,聚合相應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并保存在Near Cache 中,提高系統(tǒng)性能,報表生成效率,突破現(xiàn)有財務(wù)系統(tǒng)局限性。
基于大數(shù)據(jù)思想的醫(yī)院財務(wù)管理和決策系統(tǒng),有效合理收集和存儲現(xiàn)有醫(yī)院海量數(shù)據(jù),集科學(xué)、有效、便捷的數(shù)據(jù)診斷、聚合與分析方法,提供動態(tài)實時財務(wù)數(shù)據(jù)的同時,更力求挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在價值并轉(zhuǎn)換為信息。以醫(yī)院已有信息系統(tǒng)和財務(wù)系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)源,通過作業(yè)調(diào)度子系統(tǒng)(CA Auto sys)收集批量數(shù)據(jù)(Batch)和企業(yè)級服務(wù)總線采集實時數(shù)據(jù)(Real Time),存儲于醫(yī)療財務(wù)數(shù)據(jù)倉庫,并緩存聚合數(shù)據(jù)于Mongo DB - Near Cache中,并輔以在線事務(wù)處理和分析能力設(shè)計的平臺。
該系統(tǒng)設(shè)計初衷是從現(xiàn)有醫(yī)院財務(wù)和相關(guān)信息系統(tǒng)中單向?qū)霐?shù)據(jù),不影響原系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)域內(nèi)容,從而在不影響醫(yī)院正常信息化系統(tǒng)工作前提下,通過數(shù)據(jù)采集、導(dǎo)入、矩陣運算、公式計算,對信息化數(shù)據(jù)深度化分析,幫助醫(yī)院實現(xiàn)績效的科學(xué)管理,從而真正利用信息化手段實現(xiàn)“數(shù)字化決策”,推動醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)。 從醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)和管理層的實用角度來看,可以快速查詢歷史時間段數(shù)據(jù)、動態(tài)利潤表信息、財務(wù)預(yù)算分析、收入和支出財務(wù)報表,甚至當(dāng)前實時交易數(shù)據(jù)信息的下鉆(drill down)和上卷(roll up)信息,以及現(xiàn)金流 T+n 分析;從趨勢分析和對比分析角度看,可以查詢、調(diào)用以不同組織方式呈現(xiàn)的不同時期的財務(wù)信息,設(shè)定財務(wù)風(fēng)險預(yù)警閥值,跟蹤設(shè)備收益率;從決策分析角度,可以查看描述性和預(yù)
2.系統(tǒng)功能分析包括
本系統(tǒng)首先基于開放性原則、可靠性和易用性原則、可管理性原則和安全性原則。在此基礎(chǔ)上,實現(xiàn)以下功能:
動態(tài)利潤分析功能――通過動態(tài)利潤報表展示,反映一定時期內(nèi)的經(jīng)營成果,時間跨度可以是一個月、一周、產(chǎn)品周期或幾個財務(wù)月的跨度,為績效考核提供原始數(shù)據(jù)同時亦可為預(yù)算跟蹤提供決策依據(jù)。有助于評價醫(yī)院或每個科室的獲利能力與盈利能力。另外,本系統(tǒng)不僅僅支持現(xiàn)有財務(wù)報表,譬如:臨床、住院藥占比,檢查、檢驗、器材等收入結(jié)構(gòu),科研、醫(yī)療、業(yè)務(wù)收入結(jié)構(gòu),營房建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)支出、新項目和設(shè)備的支出等,形成動態(tài)利潤分析和財務(wù)報表信息。還可以提供很多有價值的財務(wù)分析基本資料,譬如T+n現(xiàn)金能力分析、資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率、資產(chǎn)收益率等?;趯τ治鰵v史數(shù)據(jù)、成本分析歷史數(shù)據(jù)和投資分析前瞻性數(shù)據(jù)從醫(yī)院整體盈利情況出發(fā),分析利潤占整體銷售的比例、人均利潤率和利潤占總投入資產(chǎn)的百分比,用以分析現(xiàn)有的財務(wù)問題,并對短期的策略問題提出解決方案并支持醫(yī)院長期投資的價值最大化。另外,由于很多財務(wù)報表生成慢,準(zhǔn)確率低等限制,本系統(tǒng)通過將數(shù)據(jù)加載到Mongo DB Near Cache中,從而實現(xiàn)報表生成從幾分鐘到幾秒鐘質(zhì)的飛躍。
財務(wù)能力分析功能――財務(wù)分析體系的作用在于評價醫(yī)院財務(wù)指標(biāo)、權(quán)衡經(jīng)營業(yè)績的重要依據(jù),它是挖掘潛力、改進(jìn)工作、實現(xiàn)理財目標(biāo)的重要手段和合理實施投資決策的重要步驟。本系統(tǒng)支持以指標(biāo)方式顯示損益信息,設(shè)定風(fēng)險預(yù)警閥值和跟蹤設(shè)備收益率、未來增長趨勢與成本管理趨勢分析。
成本管理分析功能――以總會計師制度為指導(dǎo)思想,成本管理更注重對流程的改進(jìn),對各種相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整,而不是純粹的壓指標(biāo),更不是一味的壓低成本指標(biāo),而是整合業(yè)務(wù),注重流程改進(jìn),達(dá)到資源配置優(yōu)化的目的,從而切實發(fā)現(xiàn)自身流程問題,一定程度上解決“看病貴”的問題。
定制管理信息功能――對于不同級別管理人員,除了關(guān)注基本通用財務(wù)數(shù)據(jù)之外,對財務(wù)趨勢或決策分析信息關(guān)注點各有差異。該功能能夠?qū)崿F(xiàn)用戶化定制功能, 并提供 Floor 和 Cap值設(shè)定,以預(yù)測風(fēng)險。用戶定制功能以及列寬度設(shè)定,布局等信息將以 Workspace思想按照 Xml 文件存儲在服務(wù)器中。
3.電子系統(tǒng)功能需求模塊分析
本系統(tǒng)主要包括如下功能模塊:基本信息模塊、動態(tài)利潤模塊、財務(wù)分析模塊、決策分析模塊、聚合引擎模塊、數(shù)據(jù)交換通用模塊、效益分析模塊、快速查詢模塊、統(tǒng)計分析公共模塊、字典維護(hù)模塊、安全管理模塊等11個功能模塊。其中主要模塊概述如下:
基本信息模塊:主要針對醫(yī)院人力資源、科室管理信息、藥品信息和設(shè)備等信息收集與顯示,作為本系統(tǒng)的只讀屬性的Reference Data使用。
動態(tài)利潤模塊:按照不同查詢條件,動態(tài)返回不同期間,科室等的利潤情況功能,快速準(zhǔn)確提供利潤變化。
財務(wù)分析模塊:主要依據(jù)財務(wù)指標(biāo)體系,按照不同區(qū)間范圍等限定條件,動態(tài)生成財務(wù)數(shù)據(jù)指標(biāo),譬如變現(xiàn)能力比率,資產(chǎn)管理比率,負(fù)債比率等。
決策分析模塊:建立在智能財務(wù)數(shù)據(jù)倉庫基礎(chǔ)上的OLAP,生成的描述性和預(yù)測性業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和決策分析數(shù)據(jù)展示。
關(guān)鍵詞:電氣控制系統(tǒng);分布式控制系統(tǒng);數(shù)據(jù)通信
一、分布式控制設(shè)計
分布式數(shù)字控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大致可以用下圖來表示:
火電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)中的硬件管理器主要是用來控制并實時監(jiān)控通信接口和功率模塊的運行情況,并根據(jù)這些實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來對系統(tǒng)進(jìn)行深入分析,保證其可靠高效運行?,F(xiàn)階段有關(guān)硬件管理器性能提高的技術(shù)有很多,但就實際效果來看基于相臂的硬件管理器在使用過程中表現(xiàn)最佳。
二、發(fā)變組保護(hù)配置分析
(一)發(fā)電機匝間保護(hù)方式選擇問題。現(xiàn)階段在理論界有關(guān)發(fā)電機相間短路、匝間短路等最佳保護(hù)方式探討中,支持最多的當(dāng)屬配置橫差保護(hù)。但由于大多數(shù)電廠機組的每相繞組均是按照兩相并聯(lián)設(shè)計的,導(dǎo)致中性點處有三個引出端子。這種結(jié)構(gòu)就是的我們在實際應(yīng)用過程中,不能進(jìn)行配置橫差保護(hù)。所以當(dāng)前國內(nèi)很多機組都是采用其他匝間保護(hù)方式,來限制因定子線圈匝間短路而燒壞鐵芯的情況,縱向零序電壓保護(hù)是目前使用較為廣泛的一種匝間保護(hù)方式。
(二)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)。一點接地最大的威脅就在于,它會使得整個轉(zhuǎn)子電壓分布發(fā)生變化,進(jìn)而非常容易引起兩點接地。所以我們必須要對發(fā)電機組轉(zhuǎn)子接地保護(hù)進(jìn)行深入研究。通常情況下,發(fā)變機組會配置一套切換采樣轉(zhuǎn)子接地保護(hù)系統(tǒng),而勵磁系統(tǒng)則會安裝一套注入式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)系統(tǒng)。雖然為了能夠可靠實現(xiàn)轉(zhuǎn)子接地保護(hù),兩套保護(hù)系統(tǒng)均會配置,但它們直接存在著相互干擾的關(guān)系,所以在實際運行過程中,兩者只能同時運行一套。
三、基于相臂的硬件管理器設(shè)計
基于相臂的硬件管理器是當(dāng)前該領(lǐng)域的重點研究課題,這種硬件管理器在實際使用中,既要注重系統(tǒng)運行靈活性,同時也要保證系統(tǒng)能夠從根本上簡化整個發(fā)電的控制和通信過程。干擾對于電路實際運行過程影響非常大,任何細(xì)微的干擾都有可能導(dǎo)致整個發(fā)電系統(tǒng)崩潰。我們在對干擾進(jìn)行研究時,不僅要分析控制干擾的方法,同時還要對其產(chǎn)生機理進(jìn)行深入研究,以期能夠找尋根本解決干擾的方式。就目前的研究結(jié)果來看,PEBB模塊中最容易受到干擾影響的是其控制芯片。所以我們在設(shè)計并制作電路板時,一定要將DSP和PLD等芯片遠(yuǎn)離干擾源。同時控制芯片的供電電路一定要配置去耦電容,保證所有與芯片直接聯(lián)系的控制信號均與去耦電容共用一個接地點,只有這樣設(shè)計才能夠盡可能的實現(xiàn)去耦目標(biāo)。
四、應(yīng)用管理器設(shè)計
對于硬件管理器而言,其主要控制對象就是整個系統(tǒng)的底層硬件。應(yīng)用管理器的存在保證了系統(tǒng)控制算法和邏輯更加具有針對性,本文在結(jié)構(gòu)上將應(yīng)用管理器分為三大塊:DSP芯片,PLD邏輯器件以及光線網(wǎng)絡(luò)通訊接口。其中使用的DSP芯片是ADSP21062,之所以使用這種芯片,是為了提高應(yīng)用管理器的計算量。應(yīng)用管理器的運行流程為:
應(yīng)用管理器DSP對硬件管理器的控制是由中斷服務(wù)程序來執(zhí)行的,如果應(yīng)用管理器DSP測量到SYNC模塊中有較大信號,那么DSP就會啟動中斷操作。
五、分布式系統(tǒng)上層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
相較于普通意義上的電力電子系統(tǒng)而言,分布式電力電子系統(tǒng)中的DC/DC、DC/AC、AC/AC變流器是廣泛分布于大型自動控制系統(tǒng)直流母線當(dāng)中的。系統(tǒng)所需要執(zhí)行的每一個操作,均是由這些變流器共同協(xié)作完成的。很多情況下,系統(tǒng)運行穩(wěn)定性以及變流器通信效率都與系統(tǒng)最上層通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有著直接關(guān)系。系統(tǒng)中變流器運行方案就是通過該網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互連接,并在以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)之上不斷優(yōu)化而得。,
結(jié)語:火電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)建是一個非常復(fù)雜的工程,它涉及到多方面學(xué)科,譬如,電氣、通信、自動化等等。本文只是將該系統(tǒng)中的幾個重要組成部分進(jìn)行了簡單介紹,很多細(xì)節(jié)上的內(nèi)容并沒有進(jìn)行更為深入的研究。在今后的工作中,筆者將繼續(xù)致力于該領(lǐng)域的研究工作,以期能夠獲得更多有價值的研究成果。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)化;電子病歷;病歷質(zhì)控
1系統(tǒng)分析與初步設(shè)計
1.1舊病歷系統(tǒng)的局限性 醫(yī)院現(xiàn)行電子病歷從2010年開始使用,運行之初,使廣大醫(yī)生能從繁重的紙質(zhì)病歷文檔的書寫任務(wù)中解脫出來從而能把更多的精力投入到醫(yī)務(wù)工作中。然而,隨著醫(yī)院信息化程度的日益提高,非結(jié)構(gòu)化的電子病歷已經(jīng)無法滿足醫(yī)院廣大醫(yī)務(wù)工作者及醫(yī)院管理者的各項科研、統(tǒng)計、分析等工作的需要。
1.2結(jié)構(gòu)化電子病歷的可行性及目標(biāo)分析 結(jié)構(gòu)化電子病歷能夠與醫(yī)院現(xiàn)行的HIS、RIS、LIS、PACS等子系統(tǒng)有機集成,直接提取相關(guān)的數(shù)據(jù)、圖像信息至病歷系統(tǒng),數(shù)據(jù)的共享可以最大程度地減少相同內(nèi)容在不同文書中的重復(fù)錄入,減輕醫(yī)務(wù)工作人員書寫病歷時的錄入勞動強度。各種復(fù)雜而明確的邏輯關(guān)系判斷可以避免書寫過程中出現(xiàn)前后矛盾、不合理診斷等情況的發(fā)生。醫(yī)生在書寫病歷時,文書的創(chuàng)建時間和完成時間也自動存入數(shù)據(jù)庫的相關(guān)表中,從而可以實現(xiàn)病歷的時限質(zhì)控。由于病歷的內(nèi)容都是以數(shù)據(jù)字段的形式存入各個表中并在各科室之間實現(xiàn)共享,因此有利于科室之間的協(xié)同合作,很便于隨時查詢、統(tǒng)計與分析,也有利于管理部門及時了解和決策,這也為科研教學(xué)提供了準(zhǔn)確的第一手資料。
1.3數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)流的分析 作為醫(yī)院信息科工作人員,收集整理調(diào)研過程中的各項數(shù)據(jù)并不存在什么困難,數(shù)據(jù)不全、采集不合理、處理流程不暢或數(shù)據(jù)分析不合理等問題,在這個過程中都得到了比較好的解決。通過對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行去粗存精、去偽存真的質(zhì)量控制,我們最終獲得了本院結(jié)構(gòu)化電子病歷系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
本電子病歷系統(tǒng)涉及到幾十個關(guān)系表,由于之前開發(fā)醫(yī)院HIS、LIS、RIS等子系統(tǒng)積累了不少經(jīng)驗,加上事先計劃周密,分析得當(dāng),我們幾天內(nèi)一氣呵成,為后繼的數(shù)據(jù)庫設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計、代碼設(shè)計等工作打下了很好的基礎(chǔ)。
經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)研階段的分析并根據(jù)管理科室和臨床科室的要求,確定系統(tǒng)的基本功能和工作過程如下。
病歷系統(tǒng)從各子系統(tǒng)收集相關(guān)數(shù)據(jù),提交信息到病案、質(zhì)控等子系統(tǒng),管理科室根據(jù)各項制度審核,將質(zhì)量信息反饋到各相關(guān)科室,相關(guān)科室整改后更正病歷中不合規(guī)范的內(nèi)容,管理科室再審核……,如此循環(huán)直至病歷文書合格。
1.4系統(tǒng)邏輯模型 經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)研和分析,根據(jù)管理層和臨床科室的要求,綜合考慮可靠性和靈活性,確定了結(jié)構(gòu)化電子病歷系統(tǒng)的目標(biāo)如下:①規(guī)范電子病歷書寫;②生成病歷質(zhì)控報表;③反饋病歷質(zhì)量;④完成規(guī)范的病歷文書。
2系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計
2.1系統(tǒng)總體設(shè)計
2.1.1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計 主要模塊功能如下:①系統(tǒng)設(shè)置:主要包括基礎(chǔ)資料維護(hù)和權(quán)限管理。②病歷模板:主要包括各類病歷文書的詞庫和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集。③病歷管理:包括患者信息及醫(yī)院各子系統(tǒng)內(nèi)患者相關(guān)信息。④病歷質(zhì)控:包括時限、實時質(zhì)控及記錄查詢……。
2.1.2系統(tǒng)配置設(shè)計 計算機是結(jié)構(gòu)化電子系統(tǒng)運行過程中貫穿始終的工具,是系統(tǒng)賴以生存的基礎(chǔ),因此合理配置計算機、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以使系統(tǒng)安全、可靠、高效地運行。
2.1.2.1硬件配置 客戶端:PC、打印機,服務(wù)器端:HP Proliant DL388Gen8 Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2609 64G,其它:打印機、千兆交換機等。
2.1.2.2軟件配置 操作系統(tǒng):①客戶端:windows XP或win7;IE8及以上、.net framework 2.0sp2及以上;②服務(wù)器端:windows 2008 Server;
2.1.2.3網(wǎng)絡(luò)配置 在醫(yī)院現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架上,把節(jié)點普通交換機升級更新為千兆程控交換機,整個網(wǎng)絡(luò)采用星型連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
2.1.3信息代碼設(shè)計 一套好的代碼方案對于系統(tǒng)開發(fā)極為重要,可以使數(shù)據(jù)的設(shè)計和維護(hù)更簡單,使計算機處理事務(wù)更高效。以下是結(jié)構(gòu)化電子病歷系統(tǒng)中信息代碼的一部分。
2.3系統(tǒng)處理設(shè)計 經(jīng)過對結(jié)構(gòu)化電子病歷系統(tǒng)大量的分析和優(yōu)化之后,確定了最后的數(shù)據(jù)流程和業(yè)務(wù)流程,合理劃分了各個子系統(tǒng)。
所有子系統(tǒng)中,系統(tǒng)設(shè)置和病歷管理是最關(guān)鍵、最重要的兩個子系統(tǒng)。
系統(tǒng)設(shè)置包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)和權(quán)限管理兩個功能模塊,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)較為簡單,而權(quán)限管理則是整個系統(tǒng)中極為重要的一個模塊,它的功能和設(shè)置決定了整個結(jié)構(gòu)化電子病歷系統(tǒng)能否正常運行以及系統(tǒng)的安全狀況。這個模塊主要包括角色管理、業(yè)務(wù)配置、編輯器權(quán)限、醫(yī)生上下級關(guān)系等。
系統(tǒng)用戶角色分為系統(tǒng)管理角色、住院病歷書寫以及門診病歷組三個角色,每個用戶須賦予對應(yīng)的角色后才能進(jìn)一步操作;業(yè)務(wù)配置主要管理結(jié)構(gòu)化電子病歷系統(tǒng)與HIS、PACS等系統(tǒng)的接口配置;編輯器權(quán)限主要配置用戶對各類病歷文書的操作權(quán)限,如編輯、修改、打印、插圖、排版等操作。
病歷管理是廣大醫(yī)務(wù)人員操作病歷的模塊,他們可以在這里書寫、修改各類病歷文書,查看患者醫(yī)囑信息、檢驗信息、檢查信息、體溫信息以及病歷文書的質(zhì)控信息。
對于用戶的業(yè)務(wù)請求,系統(tǒng)處理過程如下:用戶輸入正確的用戶名和密碼登錄后,系統(tǒng)先判斷用戶擁有科室,根據(jù)科室擁有的業(yè)務(wù)權(quán)限賦予用戶訪問對應(yīng)的功能模塊的權(quán)限,再根據(jù)編輯器權(quán)限的設(shè)置對用戶賦予對病歷文書的對應(yīng)操作權(quán)限;用戶完成操作退出系統(tǒng)后,系統(tǒng)寫入該用戶的操作日志。
3系統(tǒng)實施
3.1程序設(shè)計與調(diào)試 開發(fā)工具選擇微軟的Visual Studio C#;數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用Oracle 12c_x64;程序構(gòu)架采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)模式。
程序調(diào)試包括數(shù)據(jù)測試、操作測試、模塊功能測試等。
3.2人員培訓(xùn) 包括對系統(tǒng)管理人員的培訓(xùn)和醫(yī)院使用該系統(tǒng)的醫(yī)務(wù)人員的培訓(xùn)。先進(jìn)行醫(yī)院全員集中培訓(xùn),在試運行階段再對每一個科室的人員進(jìn)行培訓(xùn)。
3.3系統(tǒng)的試運行與轉(zhuǎn)換 服務(wù)器端配置好IIS及訪問權(quán)限后,在內(nèi)三科開始試運行,經(jīng)過15 d的試運行,使用順利后順利轉(zhuǎn)換。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國衛(wèi)生部 國家中醫(yī)藥管理局[S].電子病歷基本構(gòu)架與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(試行),2009,12:10-11.
[2]劉鵬.基于Hadoop的結(jié)構(gòu)化電子病歷存儲檢索系統(tǒng)研究與改造[J].中國數(shù)字醫(yī)學(xué),2015,(1):41-42.
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