EDA技術(shù)涉及面廣,內(nèi)容豐富,融合了的微電子、電路系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多個(gè)學(xué)科。EDA技術(shù)的本質(zhì)是電子產(chǎn)品的自動化設(shè)計(jì)過程,其相關(guān)設(shè)定分別如下:工作平臺為計(jì)算機(jī),設(shè)計(jì)語言為硬件描述語言,實(shí)驗(yàn)載體為可編程器件,應(yīng)用方向?yàn)殡娮酉到y(tǒng)設(shè)計(jì)。在電子線路設(shè)計(jì)中應(yīng)用EDA技術(shù)可實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì),周期時(shí)間大幅度縮短,設(shè)計(jì)效率得到進(jìn)一步提升。因此,對EDA技術(shù)在電子線路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析,對于EDA技術(shù)的現(xiàn)代應(yīng)用和電子線路設(shè)計(jì)的長足發(fā)展有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。
一、EDA技術(shù)的產(chǎn)生背景與內(nèi)容
電子設(shè)計(jì)自動化的簡稱就是EDA技術(shù),因?yàn)楝F(xiàn)代社會計(jì)算機(jī),集成電路和電子系統(tǒng)的高速發(fā)展,所以電子設(shè)計(jì)技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了,他的出現(xiàn)可以提高人們對于電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力,這種技術(shù)對于應(yīng)用電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能化技術(shù)都有集成,所以能夠?qū)τ诟鞣N電子通信方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助的設(shè)計(jì),目前來看,該項(xiàng)技術(shù)主要是對于IC的設(shè)計(jì),電子線路的設(shè)計(jì)以及PCB板的設(shè)計(jì)起到了一定的作用,而且在日常運(yùn)用的范圍較廣,當(dāng)前,因?yàn)殡娮蛹夹g(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對其的推進(jìn)作用,所以在國家的各個(gè)行業(yè)都有了大量的應(yīng)用,比如國防,昂天,儀器儀表,工業(yè)自動化等等,該項(xiàng)技術(shù)正在以驚人的速度發(fā)展,逐漸變成了當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展的前沿。
(一)EDA技術(shù)的產(chǎn)生背景
上世紀(jì)后半期,計(jì)算機(jī)和集成電路迅速發(fā)展起來,電子技術(shù)面臨著新的機(jī)遇和嚴(yán)峻的考驗(yàn)。因電子技術(shù)周期不斷縮短,其與專用集成電路設(shè)計(jì)難度日益提升間的矛盾日益加劇。這一形勢下,就需要應(yīng)用高層次的設(shè)計(jì)工具和新的設(shè)計(jì)方法來解決這一問題,而EDA技術(shù)就是在這一現(xiàn)實(shí)背景下應(yīng)運(yùn)而生的。
(二)EDA技術(shù)的內(nèi)容
EDA技術(shù)主要包括四方面內(nèi)容:第一,可編程邏輯器件(大規(guī)模);第二,硬件描述語言;第三,軟件研發(fā)工具;第四,試驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)。EDA技術(shù)在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用過程當(dāng)中,其四方面內(nèi)容依次扮演著載體、表達(dá)手段、設(shè)計(jì)工具、下載與硬件驗(yàn)證工具。
二、EDA技術(shù)在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的理論應(yīng)用
(一)EDA技術(shù)在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢
在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用EDA技術(shù),使得設(shè)計(jì)人員不必通過門級原理圖來對電路進(jìn)行描述,而只需對設(shè)計(jì)目標(biāo)功能作出描述。電路細(xì)節(jié)方面的的束縛得以擺脫,設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒏嗑Ψ旁诟拍顦?gòu)思和創(chuàng)造性方案上。而當(dāng)通過高層次描述將這些概念構(gòu)思輸入計(jì)算機(jī)后,EDA技術(shù)便可以規(guī)則驅(qū)動形式來實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)的自動完成。這樣,新概念能夠有效迅速地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,產(chǎn)品研制周期大大縮短。
(二)EDA技術(shù)在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的基本應(yīng)用步驟
高層次設(shè)計(jì)法是EDA技術(shù)在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的有效形式,其基本步驟如下:第一,通過“自上而下”形式的設(shè)計(jì)手段來劃分系統(tǒng);第二,完成VHDL代碼的輸入,并應(yīng)用圖形法來EDA實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行仿真輸入;第三,對設(shè)計(jì)輸入做編譯處理,使其轉(zhuǎn)化為VHDL標(biāo)準(zhǔn)文件;第四,采用仿真器來優(yōu)化處理VHD啄代碼,進(jìn)而生成網(wǎng)表文件;第五,參考網(wǎng)表文件,應(yīng)用適配器件來對對具體目標(biāo)器件做邏輯映射操作;第六,經(jīng)下載電纜或編程器來講器件編程文件載入目標(biāo)芯片中,如需更換綜合庫,只需通過ASIC的形式即可完成。
三、EDA技術(shù)在電子線路設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用
(一)分頻器的設(shè)計(jì)要求
分頻器是基本的電子線路,依據(jù)設(shè)計(jì)的不同要求,通常會遇到半整數(shù)分頻、整數(shù)分頻等,等占空比、非等占空比也會成為設(shè)計(jì)有時(shí)的要求。同一設(shè)計(jì)中,多種形式的分頻要求也往往存在。鑒于EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用,本文將設(shè)計(jì)目標(biāo)定位基準(zhǔn)信號整數(shù)分頻的實(shí)現(xiàn)。
(二)分頻器的設(shè)計(jì)思路
假設(shè)系統(tǒng)輸入信號為時(shí)鐘信號,分別設(shè)定其頻率、周期、占空比為60MHZ、20微秒、30%。之后將輸入信號硯作敏感信號,并進(jìn)行4分頻處理,這就就得出相應(yīng)的輸出信號。同時(shí),設(shè)置一個(gè)復(fù)位信號于另外系統(tǒng)中,并配備相應(yīng)計(jì)數(shù)器,隨之融入進(jìn)程中即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。
(三)分頻器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
分頻器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)分六步來進(jìn)行,第一步,找到應(yīng)許程序中的QuarusⅡ標(biāo)志,將其打開;第二步,進(jìn)行新工程項(xiàng)目的建立。在已有工程項(xiàng)目完成的情況下,作“Open Existing Project”的單擊處理,并對項(xiàng)目保存路徑進(jìn)行選擇。這里,即可應(yīng)用原有文件夾,也可建立新文件夾,隨之輸入相應(yīng)的項(xiàng)目名稱,便可在項(xiàng)目中完成立件的加載。之后,進(jìn)行FPGA芯片的選擇,以試驗(yàn)箱芯片型號為依據(jù)來作出選擇,并通過對芯片封裝、引腳數(shù)、速度三欄自上而下的選擇,來將芯片選擇范圍進(jìn)一步縮小,完成芯片選擇后,來對所需調(diào)用的EDA工具作出選擇,因本文不涉及調(diào)動,故可直接點(diǎn)擊下一步,待出現(xiàn)工程對話框后,點(diǎn)擊完成即完成本步操作;第三步,建立硬件描述語言文件。單擊工具欄File菜單欄正下方的New圖標(biāo),輸入已經(jīng)編寫好的語言程序于程序輸入框內(nèi)。待輸入完畢后,加以保存并確定文件名(文件名應(yīng)與硬件描述語文和工程名中的模塊名相一致)。這時(shí),單擊工具欄中編譯圖標(biāo),如無錯(cuò)誤,電機(jī)確定即可,如彈出警告信息,其信息中對設(shè)計(jì)問題肯相應(yīng)的說明;第四步,建立仿真波形圖。類比于上一步驟,不同之處,在于選擇“New”中的波形文件,雙擊其下空白處,進(jìn)入到時(shí)序仿真端口當(dāng)中,單機(jī)“OK”即完成仿真端口的選擇;第五步,仿真。在菜單欄中對仿真截止時(shí)間進(jìn)行設(shè)置,通常情況下位20微秒。之后,進(jìn)行輸入的設(shè)置,在時(shí)鐘對話框中對起始時(shí)間、周期、結(jié)束時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。最后對低電平或高電平數(shù)據(jù)范圍進(jìn)行選擇,完成后保存,且注意應(yīng)保持波形文件同模塊名、項(xiàng)目名的一致性;第六步,編譯。對仿真波形圖進(jìn)行編譯,使其每隔四個(gè)時(shí)鐘周期,能夠在輸出端得到等占空比的四分頻波形。之后,改變占空比,或?qū)τ?jì)數(shù)器技術(shù)狀態(tài)值作出稍微改變,多種形式分頻隨即實(shí)現(xiàn),
結(jié)語
通過論述EDA技術(shù)在電子線路設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用,可以看出,EDA技術(shù)簡化了繁瑣的設(shè)計(jì)工作,表現(xiàn)出較好的應(yīng)用效果,能夠滿足電子線路的設(shè)計(jì)要求。21世紀(jì)是EDA技術(shù)的發(fā)展高速期,其應(yīng)用正在朝著數(shù)模混合電路和模擬電路的方向邁進(jìn),EDA技術(shù)必將突破電子設(shè)計(jì)范疇,來進(jìn)入其他領(lǐng)域。且隨著EDA技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用的日益成熟,其定將在設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。
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