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EDA技术在数字电路设计方案中的影响
时间:2021-08-29 07:13点击量:


本文摘要:随着科学研究与技术开发市场化,使用传统电子设计手段在较短时间内已完成简单电子系统设计,早已更加无以已完成了。EDA(EleCTRonICsDesignAutomation)技术是随着集成电路和计算机技术飞速发展应运而生一种高级、较慢、有效地电子设计自动化工具。

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随着科学研究与技术开发市场化,使用传统电子设计手段在较短时间内已完成简单电子系统设计,早已更加无以已完成了。EDA(EleCTRonICsDesignAutomation)技术是随着集成电路和计算机技术飞速发展应运而生一种高级、较慢、有效地电子设计自动化工具。  1、EDA技术  EDA(电子线路设计座自动化)是以计算机为工作平台、以硬件描述语言(VHDL)为设计语言、以可编程器件(CPLD/FPGA)为实验载体、以ASIC/SOC芯片为目标器件、展开适当元件建模和系统建模电子产品自动化设计过程。EDA是电子设计领域一场革命,它源自计算机辅助设计,计算机辅助生产、计算机辅助测试和计算机辅助工程。

利用EDA工具,电子设计师从概念,算法、协议开始设计电子系统,从电路设计,性能分析直到IC版图或PCB版图分解全过程均可在计算机上自动已完成。EDA代表了当今电子设计技术近期发展方向,其基本特征是设计人员以计算机为工具,按照自顶向下设计方法,对整个系统展开方案设计和功能区分,由硬件描述语言已完成系统不道德级设计,利用先进设备开发工具自动已完成逻辑编译器、化简、拆分、综合、优化、布局布线、建模及特定目标芯片兼容编译器和编程iTunes,这被称作数字逻辑电路高层次设计方法。  1.1、EDA软件概述  EDA就是ElectronicDesignAutomation(电子设计自动化),也就是需要协助人们设计电子电路或系统软件工具,该工具可以使设计更加简单电路和系统沦为有可能。

目前转入我国并具备普遍影响EDA软件有:muhisim7、OW_AD、Protel、Viewlogio、Mentor、Synopsys、PCBWId、Cadence、MicmSim等等,这些软件各具特色,大体分成芯片级设计工具、电路板级设计工具、可编程逻辑器件开发工具和电路仿真工具等几类;其中Protel是国内最风行、用于最普遍一种印制电路板设计选用软件,由澳大利亚protdTechnology公司出品,过去只是用来展开原理图输出和PCB版图设计,从Protel98开始,重新加入了仿真数字混合电路仿真模块和可编程逻辑器件设计模块,1999年Protel发售了功能更为强劲EDA综合设计环境Protel99,它将EDA全部内容统合为一体,沦为原始EDA软件,因而该软件发展潜力相当大,但它最不具特色和最强劲功能仍是原理图输人和PCB版图设计。  1.2、EDA技术主要内容  EDA技术涉及面很广,内容丰富,从教学和简单看作,主要不应掌控如下4个方面内容:一是大规模可编程逻辑器件;二是硬件描述语言;三是软件开发工具;四是实验研发系统。

其中,大规模可编程逻辑器件是利用EDA技术展开电子系统设计载体,硬件描述语言是利用EDA技术展开电子系统设计主要传达手段,软件开发工具是利用EDA技术展开电子系统设计智能化自动设计工具,实验研发系统则是利用EDA技术展开电子系统设计下载工具及硬件检验工具。  1.3、EDA技术主要特征  1.3.1、用软件设计方法来设计硬件  硬件系统切换是由有关开发软件自动已完成,设计输出可以是原理图VHDL语言,通过软件设计方式测试,构建对特定功能硬件电路设计,而硬件设计改动工作也如同改动软件程序一样快捷便利,设计整个过程完全不牵涉到任何硬件,可操作性、产品互换性强劲。  1.3.2、基于芯片设计方法  EDA设计方法又称作基于芯片设计方法,集成化程度更高,可实现片上系统集成,展开更为简单电路芯片化设计和专用集成电路设计,使产品体积小、功耗较低、可靠性低;可在系统编程或现场编程,使器件编程、重构、改动非常简单便捷,可实现在线升级;可展开各种建模,研发周期短,设计成本低,设计灵活性低。  1.3.3、自动化程度低  EDA技术根据设计输出文件,将电子产品从电路功能建模、性能分析、优化设计到结果测试全过程在计算机上自动处置已完成,自动分解目标系统,使设计人员不用自学许多了解专业知识,也可减免许多推论运算才可取得优化设计成果,设计自动化程度低,减低了设计人员工作量,研发效率高。

  1.3.4、自动展开产品付出代价设计  EDA技术根据设计输出文件(HDL或电路原理图),自动地展开逻辑编译器、化简、综合、建模、优化、布局、布线、兼容以及iTunes编程以分解目标系统,将要电子产品从电路功能建模、性能分析、优化设计到结果测试全过程在计算机上自动处置已完成;  1.4、EDA技术要点  1.4.1、可编程逻辑器件-PLD  数字逻辑器件发展必要体现了从分立元件、中小规模标准芯片过渡到可编程逻辑器件过程。ISP技术和HDPLD器件使设计人员需要在实验室中便利地研发专用构建数字电路芯片ASIC.当前,国内外许多知名厂商皆已研发出有一代ISP器件以及适当开发软件(如Synario、EXPERT、Fundation、MAXPlus2等)。

  1.4.2、自顶而下设计方法  10年前,电子设计基本思路还是自由选择标准集成电路自底向上(Bottom-Up)地结构出有一个新的系统。这样设计方法如同一砖一瓦修建楼房,不仅效率较低、成本高而且更容易错误,高层次设计给我们获取了一种自顶向下(Top-Down)全新设计方法,这种方法首先从系统应从,在顶层展开功能方框图区分和结构设计,在方框图一级展开建模、数据流,后用硬件描述语言对高层系统展开叙述,在系统一级展开检验,然后用综合优化工具分解明确门电路网表,其对应物理构建级可以是印刷电路板或专用集成电路,由于设计主要建模和调试过程是在高层次上已完成,这既不利于早期找到结构设计上错误,防止设计工时浪费,同时也增加了逻辑功能建模工作量,提升了设计一次成功率。  2、数字电路设计  20世纪90年代以来,电子信息类产品开发显著经常出现两个特点:一是产品复杂程度加剧;二是产品上市时限严峻。

随着计算机性价比提升及可编程逻辑器件经常出现,对传统数字电子系统设计方法展开了和平性革命,现代电子系统设计方法是设计师自己设计芯片来构建电子系统功能,将传统固件搭配及电路板设计工作放到芯片设计中展开。然而电路设计本质上是基于门级叙述单层次设计(主要以数字电路居多),设计所有工作(还包括设计输出、建模和分析、设计改动等)都是在基本逻辑门这一层次上展开,似乎这种设计方法无法适应环境新形势,为此引进一种高层次电子设计方法,也称作系统设计方法。

  数字电路设计性本身就是一种综合性设计,其设计电路中一般包括有所不同类型电路,在设计过程中,不可避免地不存在许多错误和严重不足如果必要按照这一设计电路在电路板上展开加装、调试,其结果往往使电路调试费时费力,甚至不会引发元器件和仪器设备损毁等问题,造成设计无法超过预期效果。应用于EDA技术在建模软件平台上设计数字电路,能协助熟知和掌控最先进设备电路设计方法和技能。

在电子技术高速发展今天,新的器件、新的电路不断涌现,而设计条件不受经费等因素制约,一般无法及时改版。使用软件建模方法,在计算机上虚拟世界一个先进设备测试仪器、元器件品种齐全电子工作台,可展开检验性、测试性、设计性等实验针对性训练,培育用于计算机及分析、应用于和创意电路能力。以仿代鉴,以软代硬应当沦为当代设计发展潮流之一。


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