EDA技術(shù)在電子設(shè)計的運用

時間:2022-06-29 03:23:37

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EDA技術(shù)在電子設(shè)計的運用

摘要:文章主要對eda技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的運用進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞:EDA技術(shù);電子設(shè)計;可編程邏輯器件;計算機技術(shù);IC版圖編輯

1EDA技概述

1.1概念分析。電子設(shè)計自動化,即“EDA”,其是現(xiàn)代化電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,在仿真模擬、電子技術(shù)等領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。在電子設(shè)計技術(shù)中,通過可編程邏輯器件的實踐應(yīng)用,可大幅度提升設(shè)計工作的靈活性,同時還可對硬件的靈活性能進(jìn)行改善。隨著該器件應(yīng)用方式、原理的不斷升級,以往的數(shù)字化系統(tǒng)設(shè)計方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足實際的發(fā)展需求,故均進(jìn)行了轉(zhuǎn)變和更新,在此情況下,也推動了現(xiàn)代化技術(shù)的創(chuàng)新。1.2EDA技術(shù)發(fā)展。計算機輔助設(shè)計時期:在這一階段對于EDA技術(shù)的應(yīng)用,主要是體現(xiàn)在CAD技術(shù)方面,人們逐漸開始借助計算機輔助完成PCB布局、IC版圖編輯等工作,以往的手工作工作開始逐漸被取代。計算機輔助工程時期:在計算機輔助設(shè)計的基礎(chǔ)上,又融入很多新的應(yīng)用功能,不僅包括圖形繪制功能,同時也包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和電路功能設(shè)計。計算機輔助工程圖如輸入原理圖、電路分析、自動化布局、仿真邏輯等等,如此也對設(shè)計功能進(jìn)行了豐富。自動化電子系統(tǒng)設(shè)計時期:在這一時期實現(xiàn)了自動化電子設(shè)計的目標(biāo),并具備了系統(tǒng)識別仿真和高級語言描述的功能,最大限度的提升了設(shè)計工作效率?,F(xiàn)代化的EDA技術(shù):該技術(shù)在具體應(yīng)用的過程中,將計算機作為主要工具,并以EDA平臺為基礎(chǔ),借助硬件描述語言,對文件進(jìn)行設(shè)計,同時還可自動化的進(jìn)行布局布線和邏輯仿真,實現(xiàn)了適配編譯、芯片邏輯映射等操作[1]。

2EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計中的應(yīng)用價值

目前,EDA技術(shù)應(yīng)用十分廣泛,其在電子設(shè)計領(lǐng)域中的實踐應(yīng)用,發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用?,F(xiàn)代電子設(shè)計的編程方式一般以在線編程和無線編程為主,而EDA技術(shù)不僅能夠滿足設(shè)計工作的實際需求,同時還可真正實現(xiàn)無障礙編程。實踐過程中,具有良好的保密性和可靠性,可從根本上解決復(fù)位障礙問題。在壓縮和集成功能的應(yīng)用環(huán)境下,能夠?qū)Ξa(chǎn)品系統(tǒng)中的芯片進(jìn)行有效集成,以此為后續(xù)的管理工作提供便利條件,更加有助于風(fēng)險防控工作的順利開展,保證了電子設(shè)計的可靠性。另外,EDA技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用效率也比較高,其可實現(xiàn)多種任務(wù)的同步運行。在多模塊功能的應(yīng)用環(huán)境中,可提升設(shè)計水平,加快設(shè)計進(jìn)度,以此推動電子設(shè)計工作朝著市場化、信息化的方向發(fā)展。

3EDA技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用內(nèi)容

3.1自上而下的設(shè)計方式。所謂“自上而下”即從系統(tǒng)的頂端開始設(shè)計,對頂層結(jié)構(gòu)進(jìn)行制定并對功能方框圖進(jìn)行劃分。在方框圖一級進(jìn)行糾錯和仿真,通過相應(yīng)的描述語言,開始描述高層次系統(tǒng)行為,并進(jìn)行驗證。借助綜合優(yōu)化工具獲取電路網(wǎng)表,其中的內(nèi)容包括專用集成電路或印刷電路板。設(shè)計中的調(diào)試、仿真等過程均在高層次完成,如此可及時的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的缺陷問題,提升工作效率,減少工作量。3.2硬件描述語言。其屬于一種計算機語言,常見于電子系統(tǒng)硬件設(shè)計,通過相關(guān)的軟件編程描述,對系統(tǒng)的內(nèi)容進(jìn)行描述,具體如邏輯功能、電路結(jié)合、連接形式等等。在很多大型的系統(tǒng)設(shè)計過程中,硬件描述語言的應(yīng)用十分廣泛。電路硬件描述語言最早產(chǎn)生于美國,主要是為了解決產(chǎn)品的不兼容問題,另外,還可將其應(yīng)用于多層次設(shè)計工作中。IEEE便是借助了該描述語言,對相關(guān)的功能進(jìn)行了描述。IEEE包括很多個設(shè)計層次,如寄存器傳輸、系統(tǒng)行為級、邏輯門級等,同時還支持各種形式的混合描述[2]。3.3ASIC設(shè)計。在電子集成電路中經(jīng)常會存在各種各樣的問題,如體積過大、功耗較大、可靠性低等等?;谏鲜銮闆r,可將ASIC引入其中?,F(xiàn)代化的電子產(chǎn)品市場需求逐漸呈現(xiàn)出多樣化特征,ASIC可被劃分為可編程、半定制以及全定制等多種類型。如全定制ASIC在具體應(yīng)用的過程中,工作人員首先需界定出全面晶體管的工藝規(guī)則和幾何圖形,之后將設(shè)計成果傳輸給生產(chǎn)商進(jìn)行制造,如此可有效提升ASIC芯片的理想化性能,從而有效達(dá)到低耗能、高效率等目標(biāo)。

4EDA技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用

4.1在通訊中的應(yīng)用。EDA技術(shù)在實踐應(yīng)用的過程中,主要是通過電路仿真工具進(jìn)行仿真、電路設(shè)計等工作;通過虛擬設(shè)備對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試;通過FPGA對器件進(jìn)行開發(fā)。在CDMA通信系統(tǒng)中,移動手機和無線基站通常會在統(tǒng)一的頻譜下運行,為了能夠明確的區(qū)分各種呼叫,移動手機一般均有特定的碼序列,基站只有精準(zhǔn)的判斷出碼序列,才能分別出各種傳呼進(jìn)程。FPGA能夠提供濾波器設(shè)計,適用性較強,同時也具備數(shù)據(jù)分析和處理的能力,因此,F(xiàn)PGA在現(xiàn)代化通訊領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。4.2在醫(yī)學(xué)生物工程中的應(yīng)用。在電子設(shè)計領(lǐng)域中,不管是系統(tǒng)還是芯片設(shè)計,通過EDA技術(shù)的輔助應(yīng)用,均可大幅度提升工作效率和質(zhì)量。近年來,該技術(shù)逐漸開始在醫(yī)學(xué)生物工程中進(jìn)行應(yīng)用,可對人體的心率、血壓等進(jìn)行精準(zhǔn)檢測,通過相關(guān)設(shè)計可對各種醫(yī)學(xué)圖像和生理信號濾波進(jìn)行檢測,具有較高的臨床應(yīng)用價值。4.3在產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)計中的應(yīng)用。在信號數(shù)字處理器、電子電路、微處理器、電視機中,EDA技術(shù)不僅能夠在產(chǎn)品調(diào)試和計算機仿真模擬環(huán)節(jié)中進(jìn)行應(yīng)用,同時,還可將其應(yīng)用于設(shè)備的制造、研發(fā)等環(huán)節(jié)中,且發(fā)揮著無可替代的作用。從某種程度上來看,EDA技術(shù)已成為了電子工業(yè)發(fā)展過程中的重要組成部分[3]。4.4EDA技術(shù)的設(shè)計流程。EDA屬于一種系統(tǒng)化的技術(shù)類型,同時也是高層級的電子設(shè)計手段,實踐中主要是以概念驅(qū)動為基礎(chǔ),確保了工作人員無需在設(shè)計中使用門級原理圖。在對設(shè)計目標(biāo)確定之后,可通過EDA技術(shù)進(jìn)行電路描述,如此既可避免西決的影響,同時還可大幅度提升設(shè)計水平和創(chuàng)造性。通過EDA系統(tǒng),設(shè)計人員在將高層次描述和概念等輸入到計算機之后,可結(jié)合相關(guān)的系統(tǒng)規(guī)則設(shè)計電子產(chǎn)品。EDA技術(shù)的應(yīng)用流程,一般可包括劃分系統(tǒng)——輸入VHDL或圖形——代碼功能仿真——時序仿真——實現(xiàn)ASIC等等。

5結(jié)束語

EDA技術(shù)是信息化時代下的重要產(chǎn)物,目前,其在社會發(fā)展的各個領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛,同時,還在電子設(shè)計領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。隨著EDA技術(shù)應(yīng)用的日趨完善,其也將進(jìn)一步引領(lǐng)著電子設(shè)計領(lǐng)域和電子產(chǎn)業(yè)的技術(shù)變革,不斷提高設(shè)計水平和效率。

參考文獻(xiàn)

[1]李亞平,王亮亮.EDA技術(shù)及其在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用[J].山東師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2017,223:124-125.

[2]余華,岳秋琴.電子設(shè)計自動化技術(shù)的發(fā)展及在現(xiàn)代數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2015,447:23-25.

作者:肖嘯宇 單位:成都信息工程大學(xué)