硬件設(shè)計(jì)，集成電路硬件設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容和方法

來源：整理時(shí)間：2023-08-27 10:38:43 編輯：智能門戶手機(jī)版

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1，集成電路硬件設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容和方法
2，硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的界線是什么
3，什么叫硬件電路設(shè)計(jì)啊
4，如何進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試
5，虛擬電流源硬件設(shè)計(jì)是什么
6，怎么做硬件

1，集成電路硬件設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容和方法

全定制，半定制和可編程三種方法對(duì)于設(shè)計(jì)不同類型的電路芯片、不同數(shù)量級(jí)的集成度，所選擇的方法各不相同

集成電路硬件設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容和方法

2，硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的界線是什么

軟件設(shè)計(jì)一般是指軟件編程吧,所謂硬件設(shè)計(jì) 就是設(shè)計(jì)硬件并結(jié)合軟件運(yùn)作比如主板上總有芯片吧所以要有數(shù)據(jù)也就是說要靠軟件讓它運(yùn)作只有那么一塊東西是沒啥用滴!

硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的界線是什么

3，什么叫硬件電路設(shè)計(jì)啊

在我理解看來，硬件連接，確實(shí)需要電線或者電路，那就需要設(shè)計(jì)電路了，硬件之間怎么連接，怎么通信，怎么來實(shí)現(xiàn)甚至是超載，那就要看怎么設(shè)計(jì)了，這么說，能明白點(diǎn)嗎

不是瞎編的

設(shè)計(jì)搭建完成某種功能的電路或者為軟件提供運(yùn)行電路平臺(tái)

什么叫硬件電路設(shè)計(jì)啊

4，如何進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試

硬件測(cè)試工程師和硬件技術(shù)工程師的區(qū)別：　　硬件測(cè)試工程師主要負(fù)責(zé)硬件產(chǎn)品的測(cè)試工作，保證測(cè)試質(zhì)量及測(cè)試工作的順利進(jìn)行，并參與硬件測(cè)試技術(shù)和規(guī)范的改進(jìn)與制定?！　∮布夹g(shù)工程師主要從事計(jì)算機(jī)硬件的開發(fā)、管理、維護(hù)等工作。　　相關(guān)情況附后　　硬件測(cè)試工程師主要負(fù)責(zé)硬件產(chǎn)品的測(cè)試工作，保證測(cè)試質(zhì)量及測(cè)試工作的順利進(jìn)行，并參與硬件測(cè)試技術(shù)和規(guī)范的改進(jìn)與制定。一般月薪范圍4000-7000元。　　工作內(nèi)容　　設(shè)計(jì)測(cè)試電路，編寫硬件測(cè)試方案?！　【帉憸y(cè)試用例、施測(cè)，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析?！　￠_發(fā)相關(guān)硬件測(cè)試工具，對(duì)現(xiàn)有硬件測(cè)試規(guī)范、流程、方法、技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)?！　【帉憸y(cè)試文檔，并完成相關(guān)產(chǎn)品的說明書、培訓(xùn)文檔等?！　f(xié)助硬件開發(fā)人員參與硬件開發(fā)。

5，虛擬電流源硬件設(shè)計(jì)是什么

還不熟悉ADC？使用包含多路復(fù)用器、PGA、緩沖器、Σ-Δ轉(zhuǎn)換器、VREF和電源的復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，感到很困惑？不知道從哪里開始？推薦一個(gè)“神器”吧——輕松實(shí)現(xiàn)改變ADC模擬輸入、PGA增益、基準(zhǔn)電壓源或電源，查看對(duì)階躍響應(yīng)、幅頻特性或轉(zhuǎn)換器直方圖的影響。為什么采用虛擬方式？一個(gè)設(shè)計(jì)的整體性能是由該設(shè)計(jì)中單顆芯片的性能所決定的。盡管產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊(cè)提供了芯片性能的第一手資料，但評(píng)估板通常被用于更好地了解各個(gè)電路的完整設(shè)計(jì)。它們可直接測(cè)試轉(zhuǎn)換器、放大器和絕緣體等產(chǎn)品。盡管如此，評(píng)估板有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)。它們需要單獨(dú)訂購，還要連接至測(cè)量儀器，并且當(dāng)測(cè)試各種不同評(píng)估板以查找最佳配置時(shí)，整個(gè)過程非常耗時(shí)且成本高昂。。。為避免這種復(fù)雜情況，ADI開發(fā)了一款在線工具Virtual Eval，可以讓設(shè)計(jì)人員使用仿真功能來評(píng)估轉(zhuǎn)換器。此工具無需消耗物料成本，而且還能在設(shè)計(jì)初選階段節(jié)省大量時(shí)間。?Virtual Eval可訪問最新最全的ADI轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)庫。一方面，這可以準(zhǔn)確仿真轉(zhuǎn)換器的對(duì)應(yīng)環(huán)境，另一方面，它可以在不同場(chǎng)景和邊界條件下進(jìn)行測(cè)試。圖1中，我們使用 AD7124 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來解釋工具的不同選項(xiàng)和用法。AD7124是一款24位Σ-Δ轉(zhuǎn)換器，并且包含了很多診斷功能，如線纜連接或短路的檢測(cè)。?圖1. Virtual Eval工具顯示的AD7124方框圖Virtual Eval的第一步就是讓用戶查看完整的轉(zhuǎn)換器方框圖（圖1）。直接點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換器對(duì)應(yīng)的內(nèi)部模塊，就可以設(shè)置芯片參數(shù)來仿真真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景。例如，被設(shè)置的模塊可以是輸入放大器或者多路選擇器?？膳渲媚K還會(huì)顯示在屏幕左側(cè)的設(shè)置中。對(duì)于AD7124，其他可配置模塊包括SINC4+1 或者 SINC4的濾波器設(shè)置、內(nèi)部時(shí)鐘和基準(zhǔn)電壓源。其他一些可以設(shè)置的參數(shù)包括轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換速率和時(shí)序。設(shè)置好所有參數(shù)后，可以直觀顯示仿真結(jié)果并評(píng)估轉(zhuǎn)換器的性能。首先，可以顯示輸入波形（圖2a）。此外，還可以計(jì)算輸入信號(hào)的快速傅立葉變換(FFT)。直方圖（圖2b）可以使用戶確定統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換器精度。?圖2. a)輸入信號(hào)的波形；b)輸入信號(hào)的直方圖

額

6，怎么做硬件

Business Winstone 2004 :是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的基于多媒體應(yīng)用軟件的基準(zhǔn)測(cè)試,主要針對(duì)下面的幾個(gè)多媒體應(yīng)用軟件進(jìn)行測(cè)試 Multimedia Content Creation Winstone 2004是公認(rèn)的PC系統(tǒng)性能測(cè)試軟件，針對(duì)計(jì)算機(jī)多媒體內(nèi)容創(chuàng)作性能. WinBench 99是一個(gè)考察PC機(jī)的圖形，磁盤，處理器和視頻子系統(tǒng)在Windows環(huán)境中的性能的測(cè)試軟件，它包括了下面幾個(gè)測(cè)試項(xiàng)目:商用Graphics WinMark 99,商用Disk WinMark 99,高端Graphics WinMark 99,高端Disk WinMark 99,CPUmark 99/FPU WinMark Sysmark 2004 是 BAPCO 的測(cè)試軟件，它可以通過一些常用軟件比較真實(shí)的反映出系統(tǒng)性能。因此這款軟件的測(cè)試結(jié)果是很有參考價(jià)值的，尤其在日常應(yīng)用中。 Dr. DivX:一個(gè)非常強(qiáng)大的DIVX多媒體文件編碼程序,也是世界上官方發(fā)布的第一款DIVX編碼程序,支持MPEG1/MPEG2/MPEG4,AVI, WMV等常用格式,支持直接將Digital Video camera (DV)和live capture攝錄下來的影音直接編碼為DIVX文件,允許調(diào)用第三方的程序比如VirtualDub進(jìn)行文件的修整和編輯操作,支持自動(dòng)屏幕尺寸校正和批量處理等功能. Comanche 4 :這是一款卡曼奇4的DirectX 8.1顯卡測(cè)試Demo，這個(gè)Benchmark可是代表了真實(shí)游戲的性能呢。測(cè)試程序使用的是一個(gè)叫[Eagles Talon]的單人關(guān)卡。注意，由于Comanche 4是專為GeForce3優(yōu)化的，所以Radeon 8500用戶需要編輯C4.cfg文件才能開啟Pixel/vertex shader效果。編輯C4.cfg文件并將set Disable_Shaders=1改為0 Quake Ⅲ Arena :是一款顯卡測(cè)試的高級(jí)軟件。

啟動(dòng)一個(gè)硬件開發(fā)項(xiàng)目，原始的推動(dòng)力會(huì)來自于很多方面，比如市場(chǎng)的需要，基于整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的需要，應(yīng)用軟件部門的功能實(shí)現(xiàn)需要，提高系統(tǒng)某方面能力的需要等等，所以作為一個(gè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，要主動(dòng)的去了解各個(gè)方面的需求，并且綜合起來，提出最合適的硬件解決方案。比如A項(xiàng)目的原始推動(dòng)力來自于公司內(nèi)部的一個(gè)高層軟件小組，他們?cè)趯?shí)際當(dāng)中發(fā)現(xiàn)原有的處理器板IP轉(zhuǎn)發(fā)能力不能滿足要求，從而對(duì)于系統(tǒng)的配置和使用都會(huì)造成很大的不便，所以他們提出了對(duì)新硬件的需求。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，硬件方案中就針對(duì)性的選用了兩個(gè)高性能網(wǎng)絡(luò)處理器，然后還需要深入的和軟件設(shè)計(jì)者交流，以確定內(nèi)存大小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)外接口和調(diào)試接口的數(shù)量及類型等等細(xì)節(jié)，比如軟件人員喜歡將控制信令通路和數(shù)據(jù)通路完全分開來，這樣在確定內(nèi)部數(shù)據(jù)走向的時(shí)候要慎重考慮。項(xiàng)目開始之初是需要召開很多的討論會(huì)議的，應(yīng)該盡量邀請(qǐng)所有相關(guān)部門來參與，好處有三個(gè)，第一可以充分了解大家的需要，以免在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上遺漏重要的功能，第二是可以讓各個(gè)部門了解這個(gè)項(xiàng)目的情況，提早做好時(shí)間和人員上協(xié)作的準(zhǔn)備，第三是從感情方面講，在設(shè)計(jì)之初各個(gè)部門就參與了進(jìn)來，這個(gè)項(xiàng)目就變成了大家共同的一個(gè)心血結(jié)晶，會(huì)得到大家的呵護(hù)和良好合作，對(duì)完成工作是很有幫助的。　　2 原理圖設(shè)計(jì)中要注意的問題　　原理圖設(shè)計(jì)中要有“拿來主義”，現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設(shè)計(jì)的原理圖，所以要盡量的借助這些資源，在充分理解參考設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，做一些自己的發(fā)揮。當(dāng)主要的芯片選定以后，最關(guān)鍵的外圍設(shè)計(jì)包括了電源，時(shí)鐘和芯片間的互連。　　電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)中要詳細(xì)的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入；單板需要產(chǎn)生的電源輸出；各個(gè)電源需要提供的電流大?。浑娫措娐沸?；各個(gè)電源能夠允許的波動(dòng)范圍；整個(gè)電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。比如A項(xiàng)目中的網(wǎng)絡(luò)處理器需要1.25V作為核心電壓，要求精度在＋5%- －3%之間，電流需要12A左右，根據(jù)這些要求，設(shè)計(jì)中采用5V的電源輸入，利用Linear的開關(guān)電源控制器和IR的MOSFET搭建了合適的電源供應(yīng)電路，精度要求決定了輸出電容的ESR選擇，并且為防止電流過大造成的電壓跌落，加入了遠(yuǎn)端反饋的功能。　　時(shí)鐘電路的實(shí)現(xiàn)要考慮到目標(biāo)電路的抖動(dòng)等要求，A項(xiàng)目中用到了GE的PHY器件，剛開始的時(shí)候使用一個(gè)內(nèi)部帶鎖相環(huán)的零延時(shí)時(shí)鐘分配芯片提供100MHz時(shí)鐘，結(jié)果GE鏈路上出現(xiàn)了丟包，后來換成簡單的時(shí)鐘Buffer器件就解決了丟包問題，分析起來就是內(nèi)部的鎖相環(huán)引入了抖動(dòng)。　　芯片之間的互連要保證數(shù)據(jù)的無誤傳輸，在這方面，高速的差分信號(hào)線具有速率高，好布線，信號(hào)完整性好等特點(diǎn)，A項(xiàng)目中的多芯片間互連均采用了高速差分信號(hào)線，在調(diào)試和測(cè)試中沒有出現(xiàn)問題。　　3 PCB設(shè)計(jì)中要注意的問題　　PCB設(shè)計(jì)中要做到目的明確，對(duì)于重要的信號(hào)線要非常嚴(yán)格的要求布線的長度和處理地環(huán)路，而對(duì)于低速和不重要的信號(hào)線就可以放在稍低的布線優(yōu)先級(jí)上。重要的部分包括：電源的分割；內(nèi)存的時(shí)鐘線，控制線和數(shù)據(jù)線的長度要求；高速差分線的布線等等。　　A項(xiàng)目中使用內(nèi)存芯片實(shí)現(xiàn)了1G大小的DDR memory，針對(duì)這個(gè)部分的布線是非常關(guān)鍵的，要考慮到控制線和地址線的拓?fù)浞植迹瑪?shù)據(jù)線和時(shí)鐘線的長度差別控制等方面，在實(shí)現(xiàn)的過程中，根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)和實(shí)際的工作頻率可以得出具體的布線規(guī)則要求，比如同一組內(nèi)的數(shù)據(jù)線長度相差不能超過多少個(gè)mil，每個(gè)通路之間的長度相差不能超過多少個(gè)mil等等。當(dāng)這些要求確定后就可以明確要求PCB設(shè)計(jì)人員來實(shí)現(xiàn)了，如果設(shè)計(jì)中所有的重要布線要求都明確了，可以轉(zhuǎn)換成整體的布線約束，利用CAD中的自動(dòng)布線工具軟件來實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)，這也是在高速PCB設(shè)計(jì)中的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。　　4 檢查和調(diào)試　　當(dāng)準(zhǔn)備調(diào)試一塊板的時(shí)候，一定要先認(rèn)真的做好目視檢查，檢查在焊接的過程中是否有可見的短路和管腳搭錫等故障，檢查是否有元器件型號(hào)放置錯(cuò)誤，第一腳放置錯(cuò)誤，漏裝配等問題，然后用萬用表測(cè)量各個(gè)電源到地的電阻，以檢查是否有短路，這個(gè)好習(xí)慣可以避免貿(mào)然上電后損壞單板。調(diào)試的過程中要有平和的心態(tài)，遇見問題是非常正常的，要做的就是多做比較和分析，逐步的排除可能的原因，要堅(jiān)信“凡事都是有辦法解決的”和“問題出現(xiàn)一定有它的原因”，這樣最后一定能調(diào)試成功。　　5 一些總結(jié)的話　　現(xiàn)在從技術(shù)的角度來說，每個(gè)設(shè)計(jì)最終都可以做出來，但是一個(gè)項(xiàng)目的成功與否，不僅僅取決于技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)，還與完成的時(shí)間，產(chǎn)品的質(zhì)量，團(tuán)隊(duì)的配合密切相關(guān)，所以良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，透明坦誠的項(xiàng)目溝通，精細(xì)周密的研發(fā)安排，充裕的物料和人員安排，這樣才能保證一個(gè)項(xiàng)目的成功。　　一個(gè)好的硬件工程師實(shí)際上就是一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理，他/她需要從外界交流獲取對(duì)自己設(shè)計(jì)的需求，然后匯總，分析成具體的硬件實(shí)現(xiàn)。還要跟眾多的芯片和方案供應(yīng)商聯(lián)系，從中挑選出合適的方案，當(dāng)原理圖完成后，他/她要組織同事來進(jìn)行配合評(píng)審和檢查，還要和CAD工程師一起工作來完成PCB的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，還要準(zhǔn)備好BOM清單，開始采購和準(zhǔn)備物料，聯(lián)系加工廠家完成板的貼裝。在調(diào)試的過程中他/她要組織好軟件工程師來一起攻關(guān)調(diào)試，配合測(cè)試工程師一起解決測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問題，等到產(chǎn)品推出到現(xiàn)場(chǎng)，如果出現(xiàn)問題，還需要做到及時(shí)的支持。所以做一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員要鍛煉出良好的溝通能力，面對(duì)壓力的調(diào)節(jié)能力，同一時(shí)間處理多個(gè)事務(wù)的協(xié)調(diào)和決斷能力和良好平和的心態(tài)等等。　　還有細(xì)心和認(rèn)真，因?yàn)橛布O(shè)計(jì)上的一個(gè)小疏忽往往就會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失，比如以前碰到一塊板在PCB設(shè)計(jì)完備出制造文件的時(shí)候誤操作造成了電源層和地層連在了一起，PCB板制造完畢后又沒有檢查直接上生產(chǎn)線貼裝，到測(cè)試的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)短路問題，但是元器件已經(jīng)都焊接到板上了，結(jié)果造成了幾十萬的損失。所以細(xì)心和認(rèn)真的檢查，負(fù)責(zé)任的測(cè)試，不懈的學(xué)習(xí)和積累，才能使得一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員持續(xù)不斷的進(jìn)步，而后術(shù)業(yè)有所小成。相關(guān)文章：　　如何設(shè)計(jì)一個(gè)合適的電源　　對(duì)于現(xiàn)在一個(gè)電子系統(tǒng)來說，電源部分的設(shè)計(jì)也越來越重要，我想通過和大家探討一些自己關(guān)于電源設(shè)計(jì)的心得，來個(gè)拋磚引玉，讓我們?cè)陔娫丛O(shè)計(jì)方面能夠都有所深入和長進(jìn)。　　Q1：如何來評(píng)估一個(gè)系統(tǒng)的電源需求　　Answer：對(duì)于一個(gè)實(shí)際的電子系統(tǒng)，要認(rèn)真的分析它的電源需求。不僅僅是關(guān)心輸入電壓，輸出電壓和電流，還要仔細(xì)考慮總的功耗，電源實(shí)現(xiàn)的效率，電源部分對(duì)負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力，關(guān)鍵器件對(duì)電源波動(dòng)的容忍范圍以及相應(yīng)的允許的電源紋波，還有散熱問題等等。功耗和效率是密切相關(guān)的，效率高了，在負(fù)載功耗相同的情況下總功耗就少，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的功率預(yù)算就非常有利了，對(duì)比LDO和開關(guān)電源，開關(guān)電源的效率要高一些。同時(shí)，評(píng)估效率不僅僅是看在滿負(fù)載的時(shí)候電源電路的效率，還要關(guān)注輕負(fù)載的時(shí)候效率水平。　　至于負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力，對(duì)于一些高性能的CPU應(yīng)用就會(huì)有嚴(yán)格的要求，因?yàn)楫?dāng)CPU突然開始運(yùn)行繁重的任務(wù)時(shí)，需要的啟動(dòng)電流是很大的，如果電源電路響應(yīng)速度不夠，造成瞬間電壓下降過多過低，造成CPU運(yùn)行出錯(cuò)。　　一般來說，要求的電源實(shí)際值多為標(biāo)稱值的＋－5%，所以可以據(jù)此計(jì)算出允許的電源紋波，當(dāng)然要預(yù)留余量的。　　散熱問題對(duì)于那些大電流電源和LDO來說比較重要，通過計(jì)算也是可以評(píng)估是否合適的。　　Q2：如何選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路　　Answer：根據(jù)分析系統(tǒng)需求得出的具體技術(shù)指標(biāo)，可以來選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路了。一般對(duì)于弱電部分，包括了LDO（線性電源轉(zhuǎn)換器），開關(guān)電源電容降壓轉(zhuǎn)換器和開關(guān)電源電感電容轉(zhuǎn)換器。相比之下，LDO設(shè)計(jì)最易實(shí)現(xiàn)，輸出紋波小，但缺點(diǎn)是效率有可能不高，發(fā)熱量大，可提供的電流相較開關(guān)電源不大等等。而開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)靈活，效率高，但紋波大，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，調(diào)試比較煩瑣等等。　　Q3：如何為開關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù) 　　Answer：很多的未使用過開關(guān)電源設(shè)計(jì)的工程師會(huì)對(duì)它產(chǎn)生一定的畏懼心理，比如擔(dān)心開關(guān)電源的干擾問題，PCB layout問題，元器件的參數(shù)和類型選擇問題等。其實(shí)只要了解了，使用一個(gè)開關(guān)電源設(shè)計(jì)還是非常方便的。　　一個(gè)開關(guān)電源一般包含有開關(guān)電源控制器和輸出兩部分，有些控制器會(huì)將MOSFET集成到芯片中去，這樣使用就更簡單了，也簡化了PCB設(shè)計(jì)，但是設(shè)計(jì)的靈活性就減少了一些。　　開關(guān)控制器基本上就是一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)，所以一般都會(huì)有一個(gè)反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環(huán)的控制電路。因此這部分的設(shè)計(jì)在于保證精確的采樣電路，還有來控制反饋深度，因?yàn)槿绻答伃h(huán)響應(yīng)過慢的話，對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)能力是會(huì)有很多影響的。　　而輸出部分設(shè)計(jì)包含了輸出電容，輸出電感以及MOSFET等等，這些的選擇基本上就是要滿足一個(gè)性能和成本的平衡，比如高的開關(guān)頻率就可以使用小的電感值（意味著小的封裝和便宜的成本），但是高的開關(guān)頻率會(huì)增加干擾和對(duì)MOSFET的開關(guān)損耗，從而效率降低。使用低的開關(guān)頻率帶來的結(jié)果則是相反的。　　對(duì)于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數(shù)選擇也是非常關(guān)鍵的，小的ESR可以減小輸出紋波，但是電容成本會(huì)增加，好的電容會(huì)貴嘛。開關(guān)電源控制器驅(qū)動(dòng)能力也要注意，過多的MOSFET是不能被良好驅(qū)動(dòng)的。