模組化是指設計和構成電子系統或設備的一項有效技術措施。即是把系統中的硬體和軟體按功能分解成若干彼此具有一定獨立性同時又具有一定聯繫的模組。模組化製圖是指把實物或設計的物體的形象、大小分成不同的功能模組在平面上按一定的比例描繪出來，來實現組合不同實物或物體的定製化設計。
基本介紹
- 中文名：模組化製圖
- 外文名：Modular Drafting
- 學科：計算機輔助設計
- 優點：通用化、標準化、便於修改
- 套用：晶片設計、機械﹑工程
- 有關術語：模組化
簡介,可程式門陣列模組化製圖,模組化設計理論,計算機輔助設計,
簡介
製圖是創建標準化工程圖紙（technical drawing(s)）以描述對象的功能或結構的技術。在工業和工程中對表達設計師的構想有著重要的作用。為了使圖紙便於溝通理解，人們採用了相似的符號、透視投影、單位、樣式和版面設計等。這些要素共同構成了一套視覺語言，使圖紙避免產生歧義，且相對容易理解。模組化製圖是指在計算機輔助設計中，將要設計的對象分為一個個獨立功能模組，然後按照一定比例畫出來，最後在生產中，過功能模組的不同組合實現產品的用戶化和定製化設計，已廣泛套用於工具機、減速器、計算機、家電等行業。
可程式門陣列模組化製圖
隨著可程式技術的不斷發展，FPGA 被廣泛套用於電子設計的各個領域。新的設計思想和設計方法也被不斷的提出和套用，如 FPGA 模組化設計技術。所謂的 FPGA 模組化設計就是將系統按照一定規則劃分成若干模組，然後對每個模組分別進行設計、綜合，並將實現結果約束在預先設定好的區域內，最後將所有模組的實現結果有機的組織起來完成整個系統的設計。其劃分模組的基本原則為: 子模組功能相對獨立，模組內部聯繫儘量緊密，模組間的連線儘量簡單。FPGA 模組化設計的優點在於: 團隊式並行工作從而加速整個項目的開發進度；每個子模組都能夠靈活使用綜合和實現工具獨立進行最佳化，從而達到更好的最佳化結果；調試、更改某個子模組時，不會影響其他模組的實現結果，保證了整個設計的穩定性與可靠性。進行模組化、標準化設計的最終目的只有一個: 提高設計的通用性; 減少不同項目中同一功能設計、驗證引入的工作量。為了達到這一目的，就需要建立起以模組庫為基礎的 FPGA設計體系。我們把這個設計體系的構建分為以下 3 個階段。規範的制定。完善從各功能的原始描述規格) 到產品數字邏輯設計的相應規範。只有各功能的定義統一，對應的功能設計才有可能相同。模組庫的建立。根據制定的相關規範，設計模組庫資料夾提交格式，建立模組庫。模組庫中的模組不是以核心邏輯的實現為主，而是以具體功能的實現為主，具體包括外部接口說明、設計方案、暫存器說明、邏輯代碼、仿真檔案和使用說明。改進。在新的設計中，優先使用模組庫中的邏輯代碼，如果在使用過程中發現設計規範、模組存在隱患，不斷改進、更新。
模組化設計理論
模組化設計的概念在 20 世紀 50 年代由歐美一些國家正式提出，隨後得到越來越廣泛的關注和研究。在模組化設計的概念定義、實現過程，模組的劃分與綜合，以及基於模組化設計的產品族規劃與設計等方面都有諸多研究。ULRICH 等從設計學角度指出了影響模組化設計的基本因素：①設計中功能域與物理結構域之間的對應程度影響模組化的程度。②產品物理結構間相互影響程度的最小化。SUH從功能－設計參數映射的角度定義了模組化設計：模組化設計是一種分析結果的產生，以產品、過程和系統的形式表現，並滿足預定的需求，其方法是選擇適當的設計參數，完成從功能需求域到設計參數域的映射。PAHL 等認為模組化設計是完成從功能需求域到模組功能域的映射，然後在考慮模組性能(如尺寸、重量等)基礎上完成從模組功能域到模組結構域的映射，並按照模組功能的不同，在模組功能域和結構域進行了相應的模組分類定義。
廣義模組化設計：是以傳統模組化設計基本理論為基礎，引入參數化設計和變數化分析方法，通過對一系列產品進行功能分析並結合其在設計、製造、維護中的特點，劃分並構造具有更大適應性的廣義模組和廣義產品平台，通過廣義模組的組合或廣義產品平台的衍生實現產品的快速設計。廣義模組：廣義模組是具有特定功能的結構體，具有參數化的結構模型和接口特徵。廣義模組是功能、幾何拓撲結構、結構參數、激勵和回響等工程約束的函式。廣義模組是具有固定拓撲結構的參數化模組，包括柔性模組、虛擬柔性模組和柔性元結構。柔性模組：參數化的廣義模組，稱為柔性模組。其相應的接口也是參數化的，稱為柔性接口。一組確定的結構參數值可將柔性模組定製成剛性模組。柔性模組參數的取值受一定尺寸範圍的約束，既不能破壞模組結構模型的拓撲結構，也不能超出模組規格的套用範圍。與柔性模組相對應，拓撲結構和尺寸定製後的模組稱為剛性模組。柔性元結構：從一複雜結構上分離出來的，具有固定拓撲結構及接口形式的最簡單的基本單元，稱為元結構。若將此基本結構單元用參數化模型表達，能為不同尺寸系列的結構設計所選用，則稱為柔性元結構。
計算機輔助設計
利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。簡稱CAD。 在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和製圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的記憶體或外存里，並能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。
