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EDA技能在现代电子范畴的开展与使用

EDA技术是20世纪90年代初迅速发展起来的一门新技术,代表了当今电子设计的最新发展方向,其是以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、智

EDA技能是20世纪90年代初敏捷开展起来的一门新技能,代表了当今电子规划的最新开展方向,其是以计算机为作业渠道,交融了运用电子技能、计算机技能、智能化技能等多种技能来完结电子产品的自动化规划。EDA技能也是高度发达的信息化社会开展的必然趋势,其运用也越来越广泛,首要电子工业包含:通讯工业、信息工业、半导体工业、电子零组件工业、消费性电子工业、光电及外表工业等职业,是现代电子规划的中心,在现代电子电路规划中起着十分重要的效果。

1 EDA技能的开展

跟着大规模集成电路技能、计算机技能和电子体系规划技能的不断开展,EDA技能的含量正以惊人的速度上升,其发生和开展,使产品的开发周期大大缩短,且功用和价格比得到很大程度的进步。归纳起来其开展首要分为四个阶段:

(1)70年代为计算机辅佐规划(CAD)阶段。人们开端用计算机辅佐进行IC地图修改、PCB布局布线,替代了手工操作。

(2)80年代为计算机辅佐工程(CAE)阶段。与CAD比较,CAE除了有朴实的图形制作功用外,又增加了电路功用规划和结构规划,并且经过电气衔接网络表将两者结合在一起,完结了工程规划。CAE的首要功用是:原理图输入,逻辑仿真,电路剖析,自动布局布线,PCB后剖析。

(3)90年代为电子体系规划自动化(EDA)阶段。

(4)现代EDA技能便是以计算机为东西,在EDA软件渠道上,依据硬件描绘言语HDL完结的规划文件,能自动地完结用软件办法描绘的电子体系到硬件体系的逻辑编译、逻辑化简、逻辑切割、逻辑归纳及优化、布局布线、逻辑仿真,直至完结关于特定方针芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等作业。

2 EDA技能的首要内容

ESDA代表了当今电子规划技能的最新开展方向,其基本特征是:规划人员依照“自顶向下”的规划办法,对整个体系进行方案规划和功用区分,体系的要害电路用一片或几片专用集成电路(ASIC)完结,然后选用硬件描绘言语(HDL)完结体系行为级规划,终究经过归纳器和适配器生成终究的方针器材。这样的规划办法被称为高层次的电子规划办法。

“自顶向下”(Top-Down)的全新规划办法,首先从体系规划人手,在顶层进行功用方框图的区分和结构规划。在方框图一级进行仿真、纠错,并用硬件描绘言语对高层次的体系行为进行描绘,在体系一级进行验证。然后用归纳优化东西生成详细门电路的网表,其对应的物理完结级可所以印刷电路板或专用集成电路。因为规划的首要仿真和调试进程是在高层次上完结的,这一方面有利于前期发现结构规划上的过错,防止规划作业的糟蹋,一起也减少了逻辑功用仿真的作业量,进步了规划的一次成功率。

现代电子产品的复杂度日益加深,一个电子体系或许由数万个中小规模集成电路构成,这就带来了体积大,功耗大,可靠性差的问题,处理这一问题的有用办法便是选用ASIC(Application Specific Integrated Circuits)芯片进行规划。ASIC依照规划办法的不同可分为:全定制ASIC,半定制ASIC,可编程ASIC(也称为可编程逻辑器材)。

在规划全定制ASIC芯片时,规划师要界说芯片上一切晶体管的几何图形和工艺规矩,终究将规划成果交由lC厂家掩膜制作完结。这样做的长处是:芯片可以获得最优的功用,即面积使用率高、速度快、功耗低;缺陷是:开发周期长,费用高,只合适大批量产品开发。

半定制ASIC芯片的地图规划办法有所不同,分为门阵列规划法和标准单元规划法,这两种办法都是束缚性的规划办法,其首要意图便是简化规划,以献身芯片功用为价值来缩短开发时刻。

可编程逻辑芯片与上述掩膜ASIC的不同之处在于:规划人员完结地图规划后,在试验室内就可以烧制出自己的芯片,无须IC厂家的参加,大大缩短了开发周期。

硬件描绘言语(HDL-Hardware Description Language)是一种用于规划硬件电子体系的计算机言语,其用软件编程的办法来描绘电子体系的逻辑功用、电路结构和衔接办法,与传统的门级描绘办法比较,它更合适大规模体系的规划。VHDL是一种全方位的硬件描绘言语,包含体系行为级、寄存器传输级和逻辑门级多个规划层次,支撑结构、数据流、行为三种描绘办法的混合描绘,因此VHDL简直覆盖了以往各种硬件描绘言语的功用,整个自顶向下或自底向上的电路规划进程都可以用VHDL来完结。

3 EDA技能的运用

EDA技能近年来的开展十分敏捷,在教育,科研,通讯、国防、航天、医学、工业自动化、计算机运用、仪器外表等范畴的电子体系规划作业中,发挥着越来越重要的效果。

(1)在教育方面

理工科(特别是电子信息工程)类的高校简直都开设了EDA课程。首要是让学生了解EDA的基本原理和基本概念,把握用VHDL硬件描绘言语描绘体系逻辑的办法,运用仿真软件东西进行电子电路课程的模仿仿真试验并在毕业规划时让学生从事简略电子体系的规划,为今后作业打下根底。

(2)在科研方面

首要使用电路仿真东西进行电路规划与仿真;使用虚拟仪器进行产品调试;将FPGA器材的开发运用到仪器设备中。在CDMA无线通讯体系中,一切移动手机和无线基站都作业在相同的频谱,为差异不同的呼叫,每个手机有一个仅有的码序列,CDMA基站有必要能判别这些不同观念的码序列才干分辨出不同的传呼进程;这一判别是经过匹配滤波器的输出显现在输人数据流中探测到特定的码序列;FPGA能供给杰出的滤波器规划,并且能完结DSP高档数据的处理功用,因此FPGA在现代通讯范畴中得到广泛运用。

(3)在产品规划与制作方面

从高功用的微处理器、数字信号处理器一直到彩电、音响和电子电路等,EDA技能不单是运用于前期的计算机模仿仿真,产品调试,并且在电子设备的研发与出产,电路板的焊接进程中也起着很重要的效果。可以说EDA技能已经成为电子工业范畴不可或缺的重要组成部分。

4 结束语

跟着微电子技能和计算机技能的不断开展,电子产品的开发一日千里,EDA技能已经成为现代电子规划的中心,其开展将是电子规划范畴和电子工业的一场严重的技能革命,一起,也对电子专业课程的教育和科研提出了更深更高的要求。把握和遍及EDA技能,将对我国电子技能的开展具有重要而深远的含义。

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