EDA技術涉及面廣,內容豐富,融合了的微電子、電路系統、計算機應用等多個學科。EDA技術的本質是電子產品的自動化設計過程,其相關設定分別如下:工作平臺為計算機,設計語言為硬件描述語言,實驗載體為可編程器件,應用方向為電子系統設計。在電子線路設計中應用EDA技術可實現一體化設計,周期時間大幅度縮短,設計效率得到進一步提升。因此,對EDA技術在電子線路設計中的應用進行分析,對于EDA技術的現代應用和電子線路設計的長足發展有著積極的現實意義。
一、EDA技術的產生背景與內容
電子設計自動化的簡稱就是EDA技術,因為現代社會計算機,集成電路和電子系統的高速發展,所以電子設計技術就應運而生了,他的出現可以提高人們對于電子電路系統設計的能力,這種技術對于應用電子技術,計算機技術和智能化技術都有集成,所以能夠對于各種電子通信方面的設計進行輔助的設計,目前來看,該項技術主要是對于IC的設計,電子線路的設計以及PCB板的設計起到了一定的作用,而且在日常運用的范圍較廣,當前,因為電子技術和計算機技術對其的推進作用,所以在國家的各個行業都有了大量的應用,比如國防,昂天,儀器儀表,工業自動化等等,該項技術正在以驚人的速度發展,逐漸變成了當今電子技術發展的前沿。
(一)EDA技術的產生背景
上世紀后半期,計算機和集成電路迅速發展起來,電子技術面臨著新的機遇和嚴峻的考驗。因電子技術周期不斷縮短,其與專用集成電路設計難度日益提升間的矛盾日益加劇。這一形勢下,就需要應用高層次的設計工具和新的設計方法來解決這一問題,而EDA技術就是在這一現實背景下應運而生的。
(二)EDA技術的內容
EDA技術主要包括四方面內容:第一,可編程邏輯器件(大規模);第二,硬件描述語言;第三,軟件研發工具;第四,試驗開發系統。EDA技術在電子系統設計的應用過程當中,其四方面內容依次扮演著載體、表達手段、設計工具、下載與硬件驗證工具。
二、EDA技術在電子系統設計中的理論應用
(一)EDA技術在電子系統設計中的應用優勢
在電子系統設計中應用EDA技術,使得設計人員不必通過門級原理圖來對電路進行描述,而只需對設計目標功能作出描述。電路細節方面的的束縛得以擺脫,設計人員能夠將更多精力放在概念構思和創造性方案上。而當通過高層次描述將這些概念構思輸入計算機后,EDA技術便可以規則驅動形式來實現整個設計的自動完成。這樣,新概念能夠有效迅速地轉化為產品,產品研制周期大大縮短。
(二)EDA技術在電子系統設計中的基本應用步驟
高層次設計法是EDA技術在電子系統設計應用中的有效形式,其基本步驟如下:第一,通過“自上而下”形式的設計手段來劃分系統;第二,完成VHDL代碼的輸入,并應用圖形法來EDA實驗室進行仿真輸入;第三,對設計輸入做編譯處理,使其轉化為VHDL標準文件;第四,采用仿真器來優化處理VHD啄代碼,進而生成網表文件;第五,參考網表文件,應用適配器件來對對具體目標器件做邏輯映射操作;第六,經下載電纜或編程器來講器件編程文件載入目標芯片中,如需更換綜合庫,只需通過ASIC的形式即可完成。
三、EDA技術在電子線路設計中的現實應用
(一)分頻器的設計要求
分頻器是基本的電子線路,依據設計的不同要求,通常會遇到半整數分頻、整數分頻等,等占空比、非等占空比也會成為設計有時的要求。同一設計中,多種形式的分頻要求也往往存在。鑒于EDA技術的設計應用,本文將設計目標定位基準信號整數分頻的實現。
(二)分頻器的設計思路
假設系統輸入信號為時鐘信號,分別設定其頻率、周期、占空比為60MHZ、20微秒、30%。之后將輸入信號硯作敏感信號,并進行4分頻處理,這就就得出相應的輸出信號。同時,設置一個復位信號于另外系統中,并配備相應計數器,隨之融入進程中即可實現設計目標。
(三)分頻器的設計實現
分頻器的設計實現分六步來進行,第一步,找到應許程序中的QuarusⅡ標志,將其打開;第二步,進行新工程項目的建立。在已有工程項目完成的情況下,作“Open Existing Project”的單擊處理,并對項目保存路徑進行選擇。這里,即可應用原有文件夾,也可建立新文件夾,隨之輸入相應的項目名稱,便可在項目中完成立件的加載。之后,進行FPGA芯片的選擇,以試驗箱芯片型號為依據來作出選擇,并通過對芯片封裝、引腳數、速度三欄自上而下的選擇,來將芯片選擇范圍進一步縮小,完成芯片選擇后,來對所需調用的EDA工具作出選擇,因本文不涉及調動,故可直接點擊下一步,待出現工程對話框后,點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,輸入已經編寫好的語言程序于程序輸入框內。待輸入完畢后,加以保存并確定文件名(文件名應與硬件描述語文和工程名中的模塊名相一致)。這時,單擊工具欄中編譯圖標,如無錯誤,電機確定即可,如彈出警告信息,其信息中對設計問題肯相應的說明;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,進入到時序仿真端口當中,單機“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間進行設置,通常情況下位20微秒。之后,進行輸入的設置,在時鐘對話框中對起始時間、周期、結束時間進行設置。最后對低電平或高電平數據范圍進行選擇,完成后保存,且注意應保持波形文件同模塊名、項目名的一致性;第六步,編譯。對仿真波形圖進行編譯,使其每隔四個時鐘周期,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,或對計數器技術狀態值作出稍微改變,多種形式分頻隨即實現,
結語
通過論述EDA技術在電子線路設計中的現實應用,可以看出,EDA技術簡化了繁瑣的設計工作,表現出較好的應用效果,能夠滿足電子線路的設計要求。21世紀是EDA技術的發展高速期,其應用正在朝著數;旌想娐泛湍M電路的方向邁進,EDA技術必將突破電子設計范疇,來進入其他領域。且隨著EDA技術設計應用的日益成熟,其定將在設計領域得到更為廣泛的應用。
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本文標題:EDA技術在電子線路設計中的應用