德州仪器WEBENCH在线工具，实现高效设计的秘密 - 全文

　　现在的工程师与老一辈的工程师相比，有一个最大的不同就是可以借助先进的电脑设计辅助工具进行轻松的设计和仿真。但以前对这类软件的了解，就是一些具有庞大的装文件的单机设计软件。上周在参加了TI公司举办的媒体会，听了TI webench设计中心总监Jeff Perry对德州仪器电源在线设计工具Webench的介绍后，让我们可以了解到一款高性能设计工具可以做到如此简约而又不简单。

TI WEBENCH设计中心总监Jeff Perry

　　功能强大的Webench

　　WEBENCH是美国国家半导体于1999年推出的一款在线设计工具，2011年德州仪器收购国家半导体以后，WEBENCH顺理成章就成为了TI旗下的一款设计工具、这款在线工具不但能够对电源、LED、放大器、滤波器、音频、接口、无线以及信号路径等提供高效的设计，同时还能进行高准确度的仿真。根据Jeff介绍，工具提供的参考都是经过工程师的实际计算验证，其中的精确度可以达到90%以上。

图1

　　据介绍，自从1999年推出WEBENCH以来，到目前已创建了超过200万款零成本的模拟设计方案，这些工具能够显著简化了设计工作，加速设计进程。Jeff在会上说到：自从收购了国家半导体，德州仪器在WEBENCH上面已经添加了两百多种的TI器件。同时在去年，TI给这款软件添加了两款新功能：一就是给WEBENCH添加了新工具，系统电源建筑师；另一个就是推出了一款无缝对接功能，能够将WEBENCH的LED照明与电源设计导出到业界领先的CAD开发平台。Jeff提到，TI WEBENCH所提供的导出数据支持altium designer、OrCAD Capture CIS、DxDesigner、DesignSpark、P-CAD等软件。WEBENCH本身就已经提供了快速准确的设计功能，在提供了这个全新的导出功能后，不但不需要再手动向CAD平台输入设计，同时也不许担心过程中产生错误，因为WEBENCH Schematic Export创建的设计几秒钟就可以转化成CAD软件所需要的格式。面对这么强大的功能，相信没有多少工程师能够拒绝。

　　如何执行一个完整的设计

　　在用WEBENCH进行设计的时候，我们首先要选择要设计的选项，然后通过输入一些必要的数据就可以产生多个不同的设计方案。同时在WEBENCH界面里，还提供了对BOM成本和面积与效率等的优化选项，同时还能对封装等进行选择，针对不同的要求可以筛选出符合条件的方案。在选择了确定的方案以后，就会生成一个电路原理图，然后尽可以进行电气分析，并能生成一个layout，并能对你选选择温度进行热力仿真分析，模拟热量对不同元器件产生的影响。然后就可以导出原理图，生成传统的原型图。

　　图2

　　WEBENCH设计中心的总监Jeff通过一个实例给我们现场演示了工具的使用。

　　Jeff选择了单路输出的DC电源为功能设计，将其输入的最大、最小电压分别设置为22V和14V，并将其输出电压、电流设为3.3V，2.0A。并将环境温度设计为30℃。在参数确定以后，就选择生成推荐电路，在几秒的时间内就生成了65个推荐方案，这时我们还可以通过功能面板上面的BOM成本、效率、BOM板面积等数据进行选择，WEBENCH就会筛选出符合需要的方案，这些筛选都能够在很短时间内完成，对于提高工作效率来说是非常行之有效。

　　图3

　　我们在选定一个方案之后就可以进行下一步的设计了，在这个步骤，我们可以看到输出效率图，原理图，优化选择、工作数值和材料清单等数据。在这里我们还可以对软启动时间进行参考，同时也能看到设计中的BOM覆盖面积，BOM成本还有效率。我们还能够在这里进行仿真，执行Schematic Export导入到CAD软件。

　　图4

　　Jeff在会上提到执行电气仿真的必要性。根据他的意思，电气仿真不但能够验证在动态环境下的准确性，还能够提供线性瞬态响应，同时能够最小化输出电压波动。而进行热力仿真可以看到对不同元器件的影响，还能根据数据修改铜片厚度，气流、环境温度、电压、电流等数据。在进行热力仿真时，我们可以很直观的看到在温度影响的板子的不同颜色。

　　上面Jeff所提到的例子是单负载情况下的设计，而在WEBENCH里面，工程师可以选择多个负载输出的设计，在多输出设计里，可以定义输出电压与负载电流，同时可以选择包括波纹滤波器、LDO等数据。

　　为什么选择WEBENCH？

　　工程师使用WEBENCH设计的时候，不但可以直观的看到设计的效果，进行各种仿真，同时还可以将LED照明和电源等设计导出来载入相应的CAD软件中，进行下一步的设计，相信这是一个吸引工程师的重要卖点。Jeff也提高，TI WEBENCH会针对CAD软件的升级进行相关的维护，使其能够符合最新版的CAD软件要求。而在设计过程中进行效率和成本的优化选择，这也是WEBENCH的另一个卖点。更为重要的是WEBENCH有一个针对FPGA/微处理器的电源设计，工程师在执行设计的过程中，能够对电压、电流、软启动、电源分割等数据进行设定。目前WEBENCH数据库支持的FPGA/微处理器的范围涵括了Altera、ACTEL、TI、ATMEL、XIlinx、Lattice、Freescale等的主流器件。在当前这些器件应用广泛的大环境上，这项功能也是WEBENCH得到关注的原因之一。

图5

　　在问到关于该软件的用户人数这个问题上面，Jeff回答道：过去的一年，WEBENCH用户翻了一番，而WEBENCH的用户超过100万，使用该软件的注册用户达数十万。Jeff还提到，WEBENCH的亚洲用户数已经超过了美洲用户。

　　当然，这主要得益与亚洲产业的发展以及工具性能的优越性。希望在将来能够看到TI给我们带来更加智能、更加高效的工具。