EDA技术涉及面广,内容丰富,融合了的微电子、电路系统、计算机应用等多个学科。EDA技术的本质是电子产品的自动化设计过程,其相关设定分别如下:工作平台为计算机,设计语言为硬件描述语言,实验载体为可编程器件,应用方向为电子系统设计。在电子线路设计中应用EDA技术可实现一体化设计,周期时间大幅度缩短,设计效率得到进一步提升。因此,对EDA技术在电子线路设计中的应用进行分析,对于EDA技术的现代应用和电子线路设计的长足发展有着积极的现实意义。
一、EDA技术的产生背景与内容
电子设计自动化的简称就是EDA技术,因为现代社会计算机,集成电路和电子系统的高速发展,所以电子设计技术就应运而生了,他的出现可以提高人们对于电子电路系统设计的能力,这种技术对于应用电子技术,计算机技术和智能化技术都有集成,所以能够对于各种电子通信方面的设计进行辅助的设计,目前来看,该项技术主要是对于IC的设计,电子线路的设计以及PCB板的设计起到了一定的作用,而且在日常运用的范围较广,当前,因为电子技术和计算机技术对其的推进作用,所以在国家的各个行业都有了大量的应用,比如国防,昂天,仪器仪表,工业自动化等等,该项技术正在以惊人的速度发展,逐渐变成了当今电子技术发展的前沿。
(一)EDA技术的产生背景
上世纪后半期,计算机和集成电路迅速发展起来,电子技术面临着新的机遇和严峻的考验。因电子技术周期不断缩短,其与专用集成电路设计难度日益提升间的矛盾日益加剧。这一形势下,就需要应用高层次的设计工具和新的设计方法来解决这一问题,而EDA技术就是在这一现实背景下应运而生的。
(二)EDA技术的内容
EDA技术主要包括四方面内容:第一,可编程逻辑器件(大规模);第二,硬件描述语言;第三,软件研发工具;第四,试验开发系统。EDA技术在电子系统设计的应用过程当中,其四方面内容依次扮演着载体、表达手段、设计工具、下载与硬件验证工具。
二、EDA技术在电子系统设计中的理论应用
(一)EDA技术在电子系统设计中的应用优势
在电子系统设计中应用EDA技术,使得设计人员不必通过门级原理图来对电路进行描述,而只需对设计目标功能作出描述。电路细节方面的的束缚得以摆脱,设计人员能够将更多精力放在概念构思和创造性方案上。而当通过高层次描述将这些概念构思输入计算机后,EDA技术便可以规则驱动形式来实现整个设计的自动完成。这样,新概念能够有效迅速地转化为产品,产品研制周期大大缩短。
(二)EDA技术在电子系统设计中的基本应用步骤
高层次设计法是EDA技术在电子系统设计应用中的有效形式,其基本步骤如下:第一,通过“自上而下”形式的设计手段来划分系统;第二,完成VHDL代码的输入,并应用图形法来EDA实验室进行仿真输入;第三,对设计输入做编译处理,使其转化为VHDL标准文件;第四,采用仿真器来优化处理VHD啄代码,进而生成网表文件;第五,参考网表文件,应用适配器件来对对具体目标器件做逻辑映射操作;第六,经下载电缆或编程器来讲器件编程文件载入目标芯片中,如需更换综合库,只需通过ASIC的形式即可完成。
三、EDA技术在电子线路设计中的现实应用
(一)分频器的设计要求
分频器是基本的电子线路,依据设计的不同要求,通常会遇到半整数分频、整数分频等,等占空比、非等占空比也会成为设计有时的要求。同一设计中,多种形式的分频要求也往往存在。鉴于EDA技术的设计应用,本文将设计目标定位基准信号整数分频的实现。
(二)分频器的设计思路
假设系统输入信号为时钟信号,分别设定其频率、周期、占空比为60MHZ、20微秒、30%。之后将输入信号砚作敏感信号,并进行4分频处理,这就就得出相应的输出信号。同时,设置一个复位信号于另外系统中,并配备相应计数器,随之融入进程中即可实现设计目标。
(三)分频器的设计实现
分频器的设计实现分六步来进行,第一步,找到应许程序中的QuarusⅡ标志,将其打开;第二步,进行新工程项目的建立。在已有工程项目完成的情况下,作“Open Existing Project”的单击处理,并对项目保存路径进行选择。这里,即可应用原有文件夹,也可建立新文件夹,随之输入相应的项目名称,便可在项目中完成立件的加载。之后,进行FPGA芯片的选择,以试验箱芯片型号为依据来作出选择,并通过对芯片封装、引脚数、速度三栏自上而下的选择,来将芯片选择范围进一步缩小,完成芯片选择后,来对所需调用的EDA工具作出选择,因本文不涉及调动,故可直接点击下一步,待出现工程对话框后,点击完成即完成本步操作;第三步,建立硬件描述语言文件。单击工具栏File菜单栏正下方的New图标,输入已经编写好的语言程序于程序输入框内。待输入完毕后,加以保存并确定文件名(文件名应与硬件描述语文和工程名中的模块名相一致)。这时,单击工具栏中编译图标,如无错误,电机确定即可,如弹出警告信息,其信息中对设计问题肯相应的说明;第四步,建立仿真波形图。类比于上一步骤,不同之处,在于选择“New”中的波形文件,双击其下空白处,进入到时序仿真端口当中,单机“OK”即完成仿真端口的选择;第五步,仿真。在菜单栏中对仿真截止时间进行设置,通常情况下位20微秒。之后,进行输入的设置,在时钟对话框中对起始时间、周期、结束时间进行设置。最后对低电平或高电平数据范围进行选择,完成后保存,且注意应保持波形文件同模块名、项目名的一致性;第六步,编译。对仿真波形图进行编译,使其每隔四个时钟周期,能够在输出端得到等占空比的四分频波形。之后,改变占空比,或对计数器技术状态值作出稍微改变,多种形式分频随即实现,
结语
通过论述EDA技术在电子线路设计中的现实应用,可以看出,EDA技术简化了繁琐的设计工作,表现出较好的应用效果,能够满足电子线路的设计要求。21世纪是EDA技术的发展高速期,其应用正在朝着数模混合电路和模拟电路的方向迈进,EDA技术必将突破电子设计范畴,来进入其他领域。且随着EDA技术设计应用的日益成熟,其定将在设计领域得到更为广泛的应用。
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本文标题:EDA技术在电子线路设计中的应用