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基于EDA技术的电子系统设计探讨
[摘要] 本文从eda技术的定义及构成出发,系统介绍了eda技术的发展概况,以及基于eda技术的电子系统设计的方法和步骤,快速实现系统数字集成,具有深刻的理论意义和实际应用价值。
  [关键词] eda技术 电子系统 仿真
  
  二十世纪后半期,随着集成电路和计算机的不断发展,电子技术面临着严峻的挑战。由于电子技术发展周期不断缩短,专用集成电路(asi)的设计面临着难度不断提高与设计周期不断缩短的矛盾。为了解决这个问题,要求我们必须采用新的设计方法和使用高层次的设计工具。在此情况下,eda(eletrni design autatin即电子设计自动化)技术应运而生。随着电子技术的发展及缩短电子系统设计周期的要求,eda技术得到了迅猛发展。
  
  一、eda技术的定义及构成
  
  所谓eda技术是在电子ad技术基础上发展起来的计算机软件系统。它是以计算机为工作平台,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以eda工具软件为开发环境,以大规模可编程逻辑器件pld(prgraable lgi devie)为设计载体,以专用集成电路asi(appliatin speifi integrated iruit)、单片电子系统s(syste n a hip)芯片为目标器件,以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程 [j]。在此过程中,设计者只需利用硬件描述语言hdl(hardare desriptin language),在eda工具软件中完成对系统硬件功能的描述,eda工具便会自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作,最终形成集成电子系统或专用集成芯片。尽管目标系统是硬件,但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。
  现代eda技术的基本特征是采用高级语言描述,具有系统级仿真和综合能力。eda技术研究的对象是电子设计的全过程,有系统级、电路级和物理级各个层次的设计。eda技术研究的范畴相当广泛,从asi开发与应用角度看,包含以下子模块:设计输入子模块、设计数据库子模块、分析验证子模块、综合仿真子模块和布局布线子模块等。eda主要采用并行工程和“自顶向下”的设计方法,然后从系统设计入手,在顶层进行功能方框图的划分和结构设计,在方框图一级进行仿真、纠错,并用vhdl等硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述,在系统一级进行验证,最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表,其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。
  
  二、eda技术的发展
  eda 技术的发展至今经历了三个阶段:电子线路的ad是eda发展的初级阶段,是高级eda系统的重要组成部分。它利用计算机的图形编辑、分析和存储等能力,协助工程师设计电子系统的电路图、印制电路板和集成电路板图。它可以减少设计人员的繁琐重复劳动,但自动化程度低,需要人工干预整个设计过程。
  eda技术中级阶段已具备了设计自动化的功能。其主要特征是具备了自动布局布线和电路的计算机仿真、分析和验证功能。其作用已不仅仅是辅助设计,而且可以代替人进行某种思维。
  高级eda阶段,又称为esda (电子系统设计自动化)系统。过去传统的电子系统电子产品的设计方法是采用自底而上(btt-up)的程式,设计者先对系统结构分块,直接进行电路级的设计。eda技术高级阶段采用一种新的设计概念:自顶而下(tp-dn)的设计程式和并行工程(nurrent engineering)的设计方法,设计者的精力主要集中在所设计电子产品的准确定义上,eda系统去完成电子产品的系统级至物理级的设计。此阶段eda技术的主要特征是支持高级语言对系统进行描述。可进行系统级的仿真和综合。
  
  三、基于eda技术的电子系统设计方法
  1.电子系统电路级设计
  首先确定设计方案,同时要选择能实现该方案的合适元器件,然后根据具体的元器件设计电路原理图。接着进行第一次仿真,包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析和瞬态分析。系统在进行仿真时,必须要有元件模型库的支持,计算机上模拟的输入输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。仿真通过后,根据原理图产生的电气连接网络表进行pb板的自动布局布线。在制作pb板之前还可以进行后分析,包括热分析、噪声及窜扰分析、电磁兼容分析和可靠性分析等,并且可以将分析后的结果参数反标回电路图,进行第二次仿真,也称为后仿真,这一次仿真主要是检验pb板在实际工作环境中的可行性。

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基于EDA技术的电子系统设计探讨

[摘要] 本文从eda技术的定义及构成出发,系统介绍了eda技术的发展概况,以及基于eda技术的电子系统设计的方法和步骤,快速实现系统数字集成,具有深刻的理论意义和实际应用价值。 [关键词] eda技术 电子系统 仿真 二十世纪后半期,随着集成电路和计算机
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