EDA技术下的电子设计

EDA技术下的电子设计（精选9篇）

EDA技术下的电子设计 篇1

现阶段高职学校的机电、电子、通信等相关专业均开设电子技术课程, 电子技术是一门实践性很强的课程。比如, 电子技术实验教学会要求学生要完成电路搭建、结果验证等;但是在实验中只能进行一些小型电路, 对于一些稍稍复杂的电路实验箱就不好操作了, 进而导致电路搭建成功率低, 降低了课堂教学效果。为此, 电子仿真软件EDA技术在电子教学中的应用, 可以在很大程度上提高电子技术教学成效。

一、EDA 技术在电子技术教学中的优势

所谓EDA (Electronic Design Automation) , 是指以计算机为工作平台, 融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术新成果而研制成功的电子CAD通用软件包。EDA技术在电子技术教学中的优势可以分为以下几点。

首先, EDA技术在电子技术教学中应用可以在很大程度上弥补教学中教学设备不足的情况, 并达到扩展学生思维空间教学目标, 让高职学生在教学中能够依照不同的教学需要无限制地进行各种电路分析实验、验证实验, 充分调动学生学习的主观能动性。

其次, EDA技术在电子技术教学中的应用可以提高电子技术实验教学的效率, 节省人力、物力和时间。比如, 在传统数字钟实验教学中, 如果要把数字钟电路全部接好, 要用到集成电路24块, 电阻、电容、三极管等20个元件, 需要一天多的时间来整理, 而且在实验中还经常会出现插孔松动, 接触不良等问题。但是如果利用Multisim进行仿真, 教师只需要借助一台计算机模拟电子技术实验, 而且无须担心仪器与元器件的损坏, 实验的进行也仅仅需要几十分钟。

最后, Multisim可以为高职电子技术教学提供多媒体操作平台, 在教学过程中随时给学生提供实验、演示和电路分析。教学实践表明, 直观形象的教学演示, 可以将教学中的难点转化为学生容易接受和理解的内容, 激发高职学生的学习兴趣。为此, 在日常的电子技术教学中, 教师可以在多媒体教室, 借助多媒体技术给学生分析各种电路的特性, 与此同时, 让高职学生自己在课堂上进行实际电路的调试分析, 以加深其对相关理论知识的理解。

二、EDA 技术在电子技术教学实践中的应用

电子技术教学的教学目标要求学生学会掌握各类电子器件, 熟悉电路图的绘制以及电路的工作原理, EDA技术所提供的教学软件正好能够帮助教师完成电子技术教学的教学目标。而EDA技术在电子技术教学中的实践应用可以分为以下两方面。

首先, EDA技术在电子技术课堂教学中的应用可以有效提高课堂教学效率。EDA技术在电子技术教学中的应用可以帮助教师更好地开展探究式课堂教学, 以充分调动学生的课堂学习积极性, 让学生变被动学习为主动的探究学习。比如, 在Multisim创建的电子技术课堂教学中, 诸如电子元器件、仪器仪表、仿真分析方法等会同时展现给教师和学生, 学生在课堂上能够真实地感受到电子电路的实际运作, 其本身也成为了课堂中电路知识的探究者而不是被动的知识接受者。除此之外, EDA电子技术软件中对电路参数的设置、仿真数据图形的处理等只需要进行简单的鼠标操作, 而且对于学生在课堂上出现的疑问, 教师也可以快速地借助EDA技术给学生解惑答疑, 由此可见EDA技术为教学提供了一个更加高效的交流平台, 为学生提供了更加优质的学习环境。

其次, EDA技术在电子技术实验教学中的应用有力的补充了实际硬件实验教学的不足。实验教学是电子技术教学的重要组成部分, 只有通过实验教学, 高职学生才能更好的巩固电子技术理论知识, 进而不断提高自身的实践技能、以及分析问题和解决问题的能力, 并达到激发学生创新思维的作用。而EDA技术在电子技术教学中的应用属于虚拟实验教学, 其应用可以归纳为以下三方面。

其一, 在教学中相关实验设备不足的情况下, 虚拟实验可以有效替代真实硬件实验。比如, 在一些教学中由于某些实验设备不足, 会使得硬件实验教学无法正常开展, 这时, 教师就是可以借助EDA技术中的各类虚拟仪器, 让学生直观形象的了解相关电子技术知识。

其二, 为了开拓学生思路, 提高教学内容的全面性, 教师可以将硬件实验与虚拟实验相结合, 让两种实验在课堂上都发挥其优势, 加深学生对所学知识的理解。在现阶段的实际教学中硬件实验教学依然在教学中占据主导地位, 因为学生真实的面对电子实验对象进行实际操作可以获得更加直接的经验, 而这些是虚拟实验教学中无法获得的。但是, 虚拟实验在技术分析方面可以帮助学生更好的认识相关知识, 有助于对实验现象的细致观察, 有利于学生更好的分析实验数据得出实验结论。

其三, EDA技术在电子技术实验教学中的应用可以更好的开展开放式实验。在传统的实验教学中, 教师必须对学生进行实验器材和实验安全的说明, 使得学生只能按照教师提出的实验题目进行实验, 不能自己随意更改实验。但是EDA技术在电子技术实验教学中的应用可以让学生在实验中充分发挥自己的创造力, 而且不用担心电子器材或者电子器件的损坏, 这对培养高职学生的创新意识具有较好的促进作用。

三、结语

EDA技术是将计算机技术和虚拟仿真技术应用于电子电路设计过程的一门技术, 其在高职电子技术教学中的应用可以极大地改善电子技术教学成效, 帮助学生更好的掌握电子技术专业知识。为此, 在新时期的电子技术教学中, 教师应该将EDA技术灵活的应用在课堂教学中。

摘要：EDA技术在电子技术教学中应用可以在很大程度上弥补教学中教学设备不足的情况, 对改善电子技术教学质量具有极大的促进作用, 为此, 笔者在本文中就EDA技术的教学优势以及其教学实践中的应用进行简要分析, 以期给相关研究者以有益借鉴。

关键词：EDA,电子技术教学,实践

参考文献

[1]王凯.EDA技术与高职电子技术教学的探讨[J].湖南工业职业技术学院学报, 2002.

[2]吕君.基于EDA仿真技术在电子实验教学的应用研究[J].电脑知识与技术, 2013.

[3]孔龙.EDA技术与电子技术教学的整合[J].科技教育与创新, 2008.

[4]刘卉.EWB电子电路仿真软件在数字电路教学中的应用[J].福建电脑, 2006.

浅谈电子工程设计的EDA技术 篇2

关键词EDA技术;电子工程

中图分类号TP29文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0123-01

1EDA技术的基本概念

EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,是从CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试)和CAE(计算机辅助工程)的概念发展而来的。EDA技术是以计算机为工具,集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、优化理论等多学科最新理论于一体,是计算机信息技术、微电子技术、电路理论、信息分析与信号处理的结晶。

2EDA技术的发展过程

EDA技术的发展过程反映了近代电子产品设计技术的一段历史进程,大致分为3个时期。

1)初级阶段:早期阶段即是CAD(Computer Assist Design)阶段,大致在20世纪70年代,当时中小规模集成电路已经出现,传统的手工制图设计印刷电路板和集成电路的方法效率低、花费大、制造周期长。人们开始借助于计算机完成印制电路板一PCB设计,将产品设计过程中高重复性的繁杂劳动如布图布线工作用二维平面图形编辑与分析的CAD工具代替,主要功能是交互图形编辑,设计规则检查,解决晶体管级版图设计、PCB布局布线、门级电路模拟和测试。

2)发展阶段:20世纪80年代是EDA技术的发展和完善阶段,即进入到CAE(Computer Assist Engineering Design)阶段。由于集成电路规模的逐步扩大和电子系统的日趋复杂,人们进一步开发设计软件,将各个CAD工具集成为系统,从而加强了电路功能设计和结构设计,该时期的EDA技术已经延伸到半导体芯片的设计,生产出可编程半导体芯片。

3)成熟阶段:20世纪90年代以后微電子技术突飞猛进,一个芯片上可以集成几百万、几千万乃至上亿个晶体管,这给EDA技术提出了更高的要求,也促进了EDA技术的大发展。各公司相继开发出了大规模的EDA软件系统,这时出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的EDA技术。

3EDA技术的特点

EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向,它的基本特征是采用高级语言描述,即硬件描述语言HDL(Hardware Description Language),就是可以描述硬件电路的功能。信号连接关系及定时关系的语言。它比电原理图更有效地表示硬件电路的特性,同时具有系统仿真和综合能力,具体归纳为以下几点:

1)现代化EDA技术大多采用“自顶向下(Top-Down)”的设计程序,从而确保设计方案整体的合理和优化,避免“自底向上(Bottom-up)”设计过程使局部优化,整体结构较差的缺陷。

2)HDL给设计带来很多优点:①语言公开可利用;②语言描述范围宽广;③使设计与工艺无关;④可以系统编程和现场编程,使设计便于交流、保存、修改和重复使用,能够实现在线升级。

3)自动化程度高,设计过程中随时可以进行各级的仿真、纠错和调试,使设计者能早期发现结构设计上的错误,避免设计工作的浪费,同时设计人员可以抛开一些具体细节问题,从而把主要精力集中在系统的开发上,保证设计的高效率、低成本,且产品开发周期短、循环快。

4)可以并行操作,现代EDA技术建立了并行工程框架结构的工作环境。从而保证和支持多人同时并行地进行电子系统的设计和开发。

4EDA技术的作用

EDA技术在电子工程设计中发挥着不可替代的作用,主要表现在以下几个方面:

4.1验证电路设计方案的正确性

设计方案确定之后,首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证设计方案的可行性,这只要确定系统各个环节的传递函数(数学模型)便可实现。这种系统仿真技术可推广应用于非电专业的系统设计,或某种新理论、新构思的设计方案。仿真之后对构成系统的各电路结构进行模拟分析,以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。这种量化分析方法对于提高工程设计水平和产品质量,具有重要的指导意义。

4.2电路特性的优化设计

元器件的容差和工作环境温度将对电路的稳定性产生影响。传统的设计方法很难对这种影响进行全面的分析,也就很难实现整体的优化设计。EDA技术中的温度分析和统计分析功能可以分析各种温度条件下的电路特性,便于确定最佳元件参数、最佳电路结构以及适当的系统稳定裕度,真正做到优化设计。

4.3实现电路特性的模拟测试

电子电路设计过程中,大量的工作是数据测试和特性分析。但是受测试手段和仪器精度所限,测试问题很多。采用EDA技术后,可以方便地实现全功能测试。

5EDA技术的软件

目前EDA技术的软件很多,如EWB、PROTELL等。

1)EWB(Electronics Workbench)软件。EWB是基于PC平台的电子设计软件,由加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司研制开发,该软件具有以下特点:①集成化工具:一体化设计环境可将原理图编辑、SPICE仿真和波形分析、仿真电路的在线修改、选用虚拟仪器、借助14种分析工具输出结果等操作在一个集成系统中完成。②仿真器:交互式32位SPICE强化支持自然方式的模拟、数字和数/模混合元件。自动插入信号转换界面,支持多级层次化元件的嵌套,对电路的大小和复杂没有限制。只有提供原理图网络表和输入信号,打开仿真开关就会在一定的时间内将仿真结果输出。③原理图输入:鼠标点击一拖动界面,点一点自动连线。分层的工作环境,手工调整元器件时自动重排线路,自动分配元器件的参考编号,对元器件尺寸大小没有限制。④分析:虚拟测试设备能提供快捷、简单的分析。主要包括直流工作点、瞬态、交流频率扫描、付立叶、噪声、失真度、参数扫描、零极点、传递函数、直流灵敏度、最差情况、蒙特卡洛法等14种分析工具,可以在线显示图形并具有很大的灵活性。⑤设计文件夹:同时储存所有的设计电路信息,包括电路结构、SHCE参数、所有使用模型的设置和拷贝。全部存放在一个设计文件中,便于设计数据共享以及丢失或损坏的数据恢复。⑥接口:标准的SPICE网表,既可以输入其他CAD生成的SHCE网络连接表并行成原理图供EWB使用,也可以将原理图输出到其他PCS工具中直接制作线路板。

2)PROTEL软件。广泛应用的Protel99主要分为两大部分:用于电路原理图的设计原理图设计系统(Advanced Schematic)和用于印刷电路板设计的印刷电路板设计系统(Advanced PCB)。

6EDA技术的发展趋势

电子工程设计的EDA技术分析 篇3

1 EDA技术概述

EDA技术, 又被称为电子设计自动化 (Electronic Design Automation) , 也是一种将可拓展及编程的部件作为设计基本软件, 然后将描述性语言作为主要的系统逻辑的表现。而且可以完成对一般电子硬件的逻辑布线、仿真、编程以及简化工作, 最后达到对电子技术设计实现自动化的目标。另外, EDA技术则是由旧的CAD技术进行发展和拓展的结果。而一般的EDA技术主要需要运用到综合器、仿真器、下载器、编译器及适配器等多种部件, 其原理主要是首先通过综合器的电路对设计人员的设计内容进行表现, 然后以适配器再将以上的综合器整合的文件导入到相应的器件, 最后输出成特定的下载文件。而EDA技术主要运用的编程语言是HDL语言, 这类语言不仅能够完成编程操作, 还能拓展描述的范围, 从而保证电子工程设计过程更具有灵活性以及可控性。

2 EDA技术运用在电子工程设计中

2.1运用在仿真过程

EDA技术运用于仿真过程主要是在相应的电子工程设计方案确定之后可以进行, 而且需要通过结构模仿以及系统仿真等方式探究设计方案是否具有科学性以及可行性, 而采用EDA技术之后, 则可以通过数学模型构造, 对电子工程设计进行分析, 然后在仿真过程中, 对电子工程设计方案完全决定后, 则可以通过EDA技术建立数学模式进行解析, 从而通过各个细节的传递参数获得, 保证完整的系统分析。而且在完成仿真和分析过程后, 则需要根据各种系统电路开展研究和模仿, 而且需要分析电路本身的相关指标是否符合实现标准以及设计的思路是否准确, 从而提升电子工程设计的质量。

2.2运用在调整过程

对于电子工程设计而言, 一般电子产品的器件正常工作的基础则是依靠一些基础参数, 例如容差以及工作温度等参数。但是在一般的电子工程设计中, 往往无法分析和了解器件运作的环境以及容差等因素, 而且这些因素存在往往会让设计过程中无法获取合适的设计方法, 而且也无法把控环境以及容差等因素符合基础要求。而EDA技术则会通过其有效的分析功能保证对元器件的合适参数以及机构、温度进行确定, 从而保证设计方案更加准确合理, 从而保证方案能够有效调整。

2.3运用在分析过程

运用在分析过程中主要是针对电路的特征进行分析, 因而任何工程技术的实现都需要都需要建立在有效的数据分析和测试的基本条件下, 而且电子工程设计在现实设计过程中, 往往会让设计存在局限性, 特别是在分析测试过程中, 会因为方法以及结果数据的影响, 从而导致电路测试的不准确性, 从而导致对后期工作产生一定的障碍和影响。而将EDA技术运用到电子工程设计的分析过程中, 则会让电子工程设计流程根据准确, 功能测量更加完整, 而且还能通过由上往下完成程序的编程, 而且能够避免程序出现局部的差异性, 从而提升电子工程设计方案的精确性以及完整性。另外设计电路时, 则需要对其特点以及数据进行完整分析, 最终保证对整个电路的完整功能测试和分析。

3结语

EDA技术的出现将对未来我国电子行业发展带来重要的契机, 而其本身也将会拓展到电子工程、航天军事、医药化工以及生物等各类领域中, 势必会成为未来电子工程设计的主要技术之一, 所以其运用和发展都具有更加美好的前景。所以, 更应当根据电子工程设计的具体特点以及详细参数, 从而获取设计的准确方案以及准确的数据, 也能保证设计的正确方向。另一方面, 要保证EDA技术能不断拓展和完善, 应当结合其在电子工程设计领域的研究成果以及研究情况, 进而为其未来的运用带来重要的参考, 也为我国电子技术的不断发展和完善带来关键性的参考价值。

参考文献

[1]姚国雪.电子工程设计的EDA技术刍议[J].中小企业管理与科技 (中旬刊) , 2014.10 (10) :214-215.

EDA技术下的电子设计 篇4

EDA技术电子技术教学教学改革中职教育的培养目标是为适应经济社会发展培养出具有较强技术的应用型人才，此种应用型人才不仅需要较强的技术水平而且需要具备较强的适应能力、具有较宽的知识面、具备高素质等特点。因此，数字电子技术这门课程不仅是一门重要的基础专业课，更是一门应用性、实践性很强的课程。在现代电子系统中，传统的数字系统设计方法已经逐渐被淘汰，作为新时代的电子工程师与设计人员，掌握相关的知识与技术势在必行。EDA就是利用软件工具与计算机等手段提高了电路设计的可行性，从而减轻了劳动者的工作强度。

一、传统的数字电子技术教学中存在的弊端

传统的理论教学模式都是建立在繁琐的公式推导以及数据计算的基础上，通过大量的图表以及数据等进行相关的分析和计算，缺乏直观、形象性。学生很难将理论与实践进行有效结合。再者，若是将实验搬进课堂中，不仅花费大量的时间与精力，而且效果不佳。如果是按照传统的教学方法进行授课，往往在学期末考察学生的过程中，学生对于各个元器件的名称、内部电路以及作用等基本知识还不能很好地理解和掌握，难度较大的实验更是无从下手。因此，在教学过程中必须要改变传统的教学手段。

具体到实践教学方面，数字逻辑实验箱是实验教学阶段最常用的实验设备，学生在进行实验时只是按照实验操作指导书进行即可，基本没有动脑的机会，不能切实地提高学生动脑分析问题、解决问题的能力，而且器件若存在故障，那在查找和排除的过程中需要耗费大量的时间，而且难度比较大。因此，在实践教学中传统的数字电子教学也存在严重的弊端。

教学手段的简单与落后是传统的数字电子技术教学中存在的主要问题之一。很多的学校或者教室中缺少多媒体投影教学设施，仍处在传统的板书教学阶段。因此，教师要耗费很多的时间在画电路图、推导公式等板书上。即使配备了多媒体教学设施，但是由于教师一直沿用“满堂灌”的教学模式，学生在规定的时间内几乎不可能成功地完成实验，而且学生也没有动脑、动手的机会，使多媒体的优势没有完全发挥出来，学生的创新能力也没有得到良好的培养。

二、EDA在数字电子技术中的应用

数字电子技术是一门实践性非常强的课程，在教学过程中需要进行理论和实验的有效结合。EDA实验课的内容可以通过计算机进行独立完成，通过将抽象的问题具体化和真实化，更有利于学生的理解而且也不用担心器件、仪器被损坏。

在数字电子技术教学过程中，实验占据学习任务的很大一部分，而这一项恰恰是学生们的弱势。若能将传统的实验与EDA仿真两种方法进行结合，可以解决很大部分既困难又难以理解的实验，这样既能通过传统的实验锻炼学生的实际动手能力以及电路故障的排出和调试能力，又能通过EDA仿真有效的节省实验成本，降低实验元器件的日常消耗，提高实验的成功率，更为重要的是将实验结果更为直观的呈现在学生们面前。

首先，在理论教学环节，将EDA技术与数字电子技术进行有效的整合。数字电子技术教学过程的主要环节是在课堂教学中，在理论课的教学过程中对于那些不容易被学生理解的内容通过EDA仿真技术将实验带进课堂中，不仅给学生更为形象和直观的感觉而且也能帮助学生理解抽象的知识点。

电工电子技术是一门比较抽象的课程，课程中设计到大量的公式和数据，因此学生普遍反映在學习这门课程的过程中比较吃力，若在课堂中与Muhism软件以及多媒体技术进行有效的结合，对于教学效果的提高是大有裨益的。Muhism不仅能充分满足教学的要求，而且能够为学生提供电源库、元件库以及仪器仪表库。并且在学生们做完题后，Muhism软件可以帮助学生检查自己所做题的正确率，在此过程中大大调动了学生们学习这门课程的主动性。

其次，在实践教学环节，将EDA技术与数字电子技术进行有效的整合。实践教学环节在数字电子技术的教学过程中发挥着举足轻重的作用，将EDA仿真技术与传统实验相结合，在克服传统实验的基础上将实验结果直观地展示给学生，从而实现传统实验与EDA仿真技术的有效结合。

在进行一些比较重要但是学生理解起来有难度的实验时，将这两种方法结合起来既能锻炼学生们动手操作、调试以及排除故障的能力，又能通过EDA仿真技术最大程度节省实验成本、提高实验的成功率，而且学生们对实验结果也有了更为直观的观察。

在实践教学环节，将多媒体技术与Muhism软件有效地整合，可以有效地将课堂与实验融为一体。利用EDA技术不仅能将难以理解的知识与实验直观的呈现在学生面前而且能使学生顺利的开展各种模拟实验，并且可以激发学生学习电工电子知识的兴趣和欲望，能够调动学生学习的积极性和主动性，也可以提高学生对电路的认识水平以及学生的实践能力。在改变传统教学模式的基础上，提升了学生对于数字电子技术相关知识的理解程度也彻底解决了理论与实际脱节的现状。

三、总结

本文中主要通过“课堂教学环节”以及“实践操作环节”两个方面对EDA技术在电工电子技术教学中的应用情况进行了简单的介绍，其最终目的就是为了提高电工电子技术课堂的教学质量。EDA技术是一种先进的仿真软件，智能化是其具有的显著特征。随着我国现阶段教学改革的不断进行，作为电工电子专业的教师应在教学过程中将EDA技术渗透进各个环节中，这样对于提高教学质量和学生的动手操作能力都是非常有帮助的。将EDA技术应用到教学过程中可以为社会培养出更多的具有实际操作能力的人才。

参考文献：

[1]田慕琴，宋建成，陈惠英，渠云田.论EDA技术在电工电子技术课程教学中的应用[J].电气电子教学学报，2010，（S1）.

[2]张艳艳，袁嫒，夏咏梅.“EDA技术基础”与“电子技术”的课程整合[J].黄石理工学院学报，2011，（3）.

[3]何孟星.用好新教材 用活新教材——中职“汽车电工电子技术”课程新教材使用与创新[J].职业技术，2012，（4）.

[4]张水利，董军堂，樊延虎，常艳玲.“软件技术基础”教学模式的研究与实践[J].延安大学学报，2010，（2）.

EDA技术下的电子设计 篇5

1 EDA技术概述

所谓EDA技术, 就是电子设计自动化, 由CAE、CAD、CAM等计算机概念发展出现。EDA技术以计算机为主要工具, 集合了图形学、数据库、拓扑逻辑、优化理论、计算数学、图论等学科, 形成最新的理论体系, 是微电子技术、计算机信息技术、电路理论、信号处理和信号分析的结晶。现代化的EDA技术具备很多特点, 普遍采用了“自顶向下”的程序进行设计, 保证了设计方案的整体优化, EDA技术的自动化程度更高, 在设计过程中能够进行各类级别的调试、纠错和仿真, 设计者能够及时发现结构设计的错误, 避免了设计上的工作浪费, 设计人员也能抛开细枝末节的问题, 将更多精力集中于系统开发, 保证了设计的低成本、高效率、循环快、周期短。EDA技术还能实现并行操作, 建立起并行工程框架的结构环境, 支持更多人同时并行电子工程的技术开发和设计。

2 EDA技术发展

电子工程设计的EDA技术自出现以来, 大致可以分为三个历史时期:

2.1 初级阶段

大约在二十世纪的七十年代, 早期的EDA技术处于CAD阶段, 出现了小规模的集成电路, 由于传统手工在制图设计中的集成电路和集成电路板的花费大、效率低、周期长, 借助于计算机技术的设计印刷, 采取了CAD工具实现布图布线的二维平面编辑和分析, 取代了高重复性的传统工艺。

2.2 发展阶段

到了二十世纪八十年代, EDA技术进入了发展完善的阶段。集成电路的规模逐渐扩大, 电子系统日益复杂化, 人们深入研究软件开发, 将CAD集成为系统, 加强了电路的机构设计和功能设计, 这一时期的EDA技术已经开始延伸到半导体芯片设计的领域。

2.3 成熟阶段

经过了长期的发展, 直至二十世纪九十年代, 微电子技术的发展突飞猛进, 单个芯片的集成就能够达到几百万或是几千万甚至上亿的晶体管, 这种科技现状对EDA技术提出更高的要求, 推动了EDA技术的发展。各类技术公司陆续开发出大规模EDA软件系统, 出现了系统级仿真、高级语言描述和综合技术的EDA技术。

3 EDA技术软件

3.1 EWB软件

所谓EWB是一种基于PC的电子设计软件, 具备了集成化工具、仿真器、原理图输入、分析、设计文件夹、接口等六大特点。

3.2 PROTEL软件

该技术软件广泛应用了Prote199, 主要由电路原理图的设计系统和印刷电路板的设计系统两大部分组成。高层次的设计技术在近年的国际EDA技术领域开发、研究、应用中成为热门课题, 并且迅速发展, 成果显著。该领域主要包括了硬件语言描述、高层次模拟、高层次的综合技术等, 伴随着科技水平的提升, EDA技术也必然会朝向更高层次的自动化设计技术不断发展。

4 EDA在电子工程设计中的应用技术流程

近年来的EDA技术深入到了各个领域, 包括了通信、医药、化工、生物、航空航天等等, 但是在电子工程设计的领域中应用的最为突出, 主要利用了EDA技术为虚拟仪器的测试产品提供了技术支持。EDA技术在电子工程设计的领域中, 主要应用于了电路设计仿真分析、电路特性优化设计等方面。主要的技术流程如下:

4.1 源程序

通常情况下, 电子工程设计首要的步骤就是通过EDA技术领域中的器件软件, 利用了文本或者是图形编辑器的方式来进行展示。不管是图形编辑器或者是文本编辑器的使用, 都需要应用EDA工具进行排错和编译的工作, 文件能够实现格式的转化, 为逻辑综合分析提供了准备工作。只要输入了源程序, 就能够实现仿真器的仿真。

4.2 逻辑综合

在源程序中应用了实现了VHDL的格式转化之后, 就进入了逻辑综合分析的环节。运用综合器就能够将电路设计过程中使用的高级指令转换成层次较低的设计语言, 这就是逻辑综合。通过逻辑综合的过程, 这可以看作是电子设计的目标优化过程, 将文件输入仿真器, 实施仿真操作, 保持功效和结果的一致性。

4.3 时序仿真

在实现了逻辑综合透配之后, 就可以进行时序仿真的环节了, 所谓的时序仿真指的就是将基于布线器和适配器出现的VHDL文件运用适当的手段传达到仿真器中, 开始部分仿真。VHDL仿真器考虑到了器件特性, 所以适配后的时序仿真结果较为精确。

4.4 仿真分析

在确定了电子工程设计方案之后, 利用系统仿真或者是结构模拟的方法进行方案的合理性和可行性研究分析。利用EDA技术实现系统环节的函数传递, 选取相关的数学模型进行仿真分析。这一系统的仿真技术同样可以运用到其他非电子工程专业设计的工作中, 能够应用到方案构思和理论验证等方面。

5 结束语

伴随着科学的发展, 技术的革新, EDA技术的领域也在向高层次的技术推广和开发, 成效十分显著。本篇论文我们对EDA技术的相关信息进行了详细的分析很研究, 研究表明, EDA技术对于我国的电子工程设计改革具有巨大的推动力, 基于EDA技术领域的电子产品在专业化程度和使用性能上都要比传统的设计方案制造的产品更加优化。将EDA技术应用到电子工程设计的领域当中, 对于电子产品的优化和工作效率的提高以及产品附加值的拓展都有很大的作用。

参考文献

[1]白杨.电子工程设计中EDA技术的应用[J].科海故事博览.科技探索, 2012 (6) :242.

[2]于洋.分析EDA技术在电子工程设计中的应用[J].电子制作, 2012 (12) :83.

EDA技术下的电子设计 篇6

1 EDA技术的优势

1.1“自顶而下”设计方法,增强了设计效率

十年前,我国电子设计的基本构想还只是停留在运用“自底而上”的集成电路的方式所构建出的全新系统,但在具体的规划设计上犹如金字塔的构造方式,过程极具繁琐且耗时量大,因此在具体操作上不仅降低了工作效率,设计成本高,而且在操作时还容易出现技术错误。随着我国科学技术的不断更新,在电子设计中出现“自顶而下”全新设计方法,这种设计方法首先要从系统构造设计上出发,在顶层内部结构上通过功能方框图来进行实际的划分和结构设计,并利用方框图一级结构来进行模拟、更正,运用计算机软件专用语言的形式对高层次的系统进行描述,并进行相应的验证工作。由于设计环节中的模拟以及和更改过程都是在顶层来完成的,因此,便于提前发现设计初期中的问题,避免设计工作中的资源浪费,与此同时又能有效的减少针对逻辑功能进行模拟的工作量,提高设计的成功率,进而有效的提升了设计效率。

1.2 EDA技术的适用性好

EDA技术在具体的应用中可以在电子设计的升级和创新环节中得到有效应用,并能充分的发挥出EDA技术独有的容量大、速度快、效率高的特点,因此这对于电子产品的设计来说无疑是具有重要的优势。

1.3 EDA技术的应用范围广

目前我国电子设计中较为流行的编程方式是在线编程和无线编程,并且在具体的应用中EDA技术可以很好的适应电子设计发展的潮流,实现无障碍编程,与此同时在应用中也会使编程更具有保密性。

2 EDA技术在电子设计中的具体应用

2.1 EDA技术应用流程

EDA技术在电子设计中扮演者十分重要的角色,要想让相关设计者更好的将EDA技术应用到具体设计之中,设计人员就要遵守EDA专用技术的相关电子设计流程,具体流程设计内容包括图形代码输入、内部系统功能分配、代码仿真模拟的运用以及编程任务下载等。在电子设计中运用EDA技术的第一步骤就是通过图像编辑处理器或文本转换格式来展现其设计内容,再由技术人员通过操作编译器来实现程序翻译,或者是运用HDL程序输入法,依据不同产品来选择相应的输入形式。在电子设计中常见的原理图设计一般都具有直观性,在设计过程中各项操作细节都能得到系统的衡量,同时,在电子设计中使用编译器能够快速的获取单元器件,为设计者创造了更具自由的选取操作表达方式上的空间条件。另外,EDA技术可以验证电路设计方案的正确性,在进行电子设计时,可以等到设计方案确定后,会利用系统仿真方式等来验证设计方案的正确性,在验证过程中系统的各个环节的传递函数确定之后,设计方案便可以实现。在接下的步骤中,设计人员要善于利用转换基础软件与硬件设计方式,并在设计中将二者合二为一,进行细致的归纳整理,在整理完后,生成出相应的网表图,设计人员在设计过程中再结合着网表图来进行功能仿真模拟,进而保证在电子设计初期的设计构想是否遵照实际的设计规划来进行。设计环节的最后一步便是编程任务下载,电子设计过程中的编程任务下载需要通过功能仿真模拟确认无误后,再运用CPLD等相关编程技术来完成逻辑映射操作,与此同时还要结合着jtag编程器或其他编程器来将设计项目下载到器件PFGA中去,以此来完后系统级的设计工序。

2.2 EDA技术在8255A芯片设计工作中的流程说明

大多数的PPI端口的构造体都是输入和输出的双向引脚,其端口设计是相互对应着在芯片端口的构造体内部,并且都是通过EDA技术中的bus-in和bus-out总线来对接实现的。其次,构造体进程要进行合理的细化。构造体主要包含如下两点:

2.2.1 读进程工作

就是指在设计过程中片选信号和读信号都有效的情况下,从各个端口对外部设备所提供的信息数据进行读取。

2.2.2 写进程工作

同读进程工作类似,在片选信号和读信号都有效时,将总线上的有效数据信息写进busout总线上,便于以后对其使用方式上的判断。与此同时,这两项进程工作都需要靠EDA技术的支撑才能顺利完成。

2.3 EDA技术的应用变化

EDA技术随着电子技术的发展得到较为广泛的应用,并在具体的操作中改变了传统电子设计方法中“自下而上”的方式,有效的规避了因传统技术方法所带来的操作故障、质量低的等问题发生,为传统电子设计注入了创新元素,具体的设计中应用新型的“自顶向下”的设计原理,并结合着HDL硬件描述概念对顶层设计注入了专业理论,由技术人员验证无误后,再通过综合优化工具来完成后续的电子设计工作。就我国目前的电子设计工作发展状况可以看出,设计人员在具体的电子设计中利用软件设备来对电子硬件功能进行系统性描述,最后通过CPLD等编程软件得出结论。

3 结论

综上所述,我国电子设计中,EDA技术的应用越来越普遍,并为电子设计行业带来了技术上的创新。因此,在电子市场发展的大背景下,必须要求电子设计师熟练地运用EDA技术,在提高效率的同时,开发出更具高性能的电子产品,使EDA技术能更好的适应社会的发展,以此来推动电子系统不断的向集成化、大规模化的方向前行。

参考文献

[1]朱金明,黄理瑞.浅析电子设计中EDA技术的应用[J].数字技术与应用,2014(07):106.

[2]张晓燕,李洋.EAD技术在实践教学体系中应用的探索和实践[J].实验室研究与探索,2008(12).

EDA技术下的电子设计 篇7

EDA技术是上世纪90年代飞速发展起来的一项新型技术, 是现代电子设计新的发展潮流, 其是基于计算机工作平台, 综合了计算机技术、电子技术、智能化技能等一系列技术达成电子产品的自动化设计。同时, EDA技术是当今信息化时代发展的必然趋势, 其应用日趋广泛, 涉及信息、通讯、半导体、电子零组件等多个行业, 是现代电子设计的核心, 在现代电子设计中发挥着至关重要的作用[1]。由此可见, 对EDA技术在现代电子设计中的应用开展研究, 有着十分重要的现实意义。

1 EDA技术概述

1.1 EDA技术

EDA (Electronics Design Automation) , 即电子设计自动化, EDA技术是现代电子技术的主要发展趋势, 在电子技术、仿真模拟工作中扮演着十分重要的角色。在电子设计技术中, 将可编程逻辑器件应用于系统中可很大程度提高电子设计工作灵活性, 可编程逻辑期间在软件编程过程中重构器件的结构、运行方式, 进一步使设计硬件灵活性得到显著改善。可编程逻辑器件应用结构原理、运行方式等的不断发展, 使以往的数字系统设计理念、方法、过程等均实现了转变, 一定水平上促进了现代电子技术的革新。在可编程逻辑器件相关技术越来越成熟及计算机技术飞速发展背景下, EDA技术逐渐在电子设计领域中得到广泛推广。EDA技术基于计算机上的EDA工具软件平台实现设计文件过程中依托硬件描述语言开展系统逻辑描述。EDA技术帮助设计人员通过硬件描述语言、电子设计自动化等实现对系统硬件功能的设计工作, 其可自动实现逻辑分割、逻辑编译、布局布线等功能, 进一步促进电子线路系统功能的全面达成[2]。

1.2 EDA技术发展

伴随计算机技术、电子系统设计技术以及集成电路技术的不断进步, 为EDA技术发展创造了良好契机, EDA技术的发展、推广, 不仅显著缩短了产品的开发周期, 还极大水平改善了产品的性能及价格比。EDA技术发展, 具体可划分成四个阶段:

(1) 上世纪70年代———计算机辅助设计阶段, 这一发展阶段主要体现于CAD技术方面, 计算机辅助设计得到了一定的推广。人们逐步以计算机作为辅助开展IC版图编辑、PCB布局布线等工作, 取代了过去的手工作业方式。于此阶段手工绘图方式得到了一定优化, 进而在计算机辅助设计发展作用上得到了有效凸显。

(2) 80年代———计算机辅助工程阶段, 该阶段是在上一阶段基础上引入一系列新型应用功能, 在具备图形绘制功能的同时, 还增添了电路功能设计及结构设计, 并且通过电气连接网络表实现了两者的有效结合。计算机辅助工程主要功能包括:原理图输入、逻辑仿真、自动布局布线以及电路分析等。在这一系列功能应用上, 通过将原理图、逻辑图等用以重要应用内容, 实现了设计功能的进一步丰富。

(3) 90年代———电子系统设计自动化阶段, 该阶段电子设计自动化目标得以实现, 可经由高级描述语言及系统识别仿真等优势开展应用, 极大水平改善了设计的效率。

(4) 现代EAD技术即为将计算机作为工具, 基于EDA软件平台, 结合硬件描述语言实现的设计文件, 可自动实现用软件方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑仿真、布局布线、逻辑综合等, 进而实现对相关目标芯片逻辑映射、适配编译等操作[3]。

2 EDA技术在现代电子设计中的应用作用及意义

2.1 EDA技术在现代电子设计中的应用作用

凭借EDA技术广泛的应用范围, 将其应用于现代电子设计中, 可起到一系列的作用。对于现代电子设计而言, 相对流行的编程方式即为无线编程、在线编程, 而EDA技术不仅能够充分适应电子设计的发展, 还可促进达成无障碍编程, 在编程过程中的保密性还能够得到有效保障。EDA技术还有着十分显著的可靠性, 可有效解决电子设计中复位障碍、跑飞等问题。还可于集成、压缩功能应用情况下, 完成对电子产品系统向某一芯片中的有效集成, 如此可为设计管理实践带来极为便利, 促进对电子设计风险控制工作的开展, 还可使电子设计可靠性得到有效保障。除此之外, EDA技术在现代电子设计中的应用, 还可收获极高的效率, 可达成多任务同时运行的目的。在EDA技术应用实践中, 可于多模块功能应用情况下, 有效加快电子设计速度及改善电子设计效率水平, 推动电子设计工作进一步朝信息市场化方向发展。另外, EDA技术还具备一定的适应性, 通过对其高速、高效及大容量等特点的有效成效, 积极促进电子设计的创新升级。EDA技术的一系列特征优势的凸显可积极促进现代电子设计的有序发展。

2.2 EDA技术在现代电子设计中的应用意义

电子技术是一项有着极强专业性的技术, 现阶段用于电子技术设计中的软件多种多样, 经由选取适用的应用软件, 便可有效改善电子技术设计效率。EDA技术在现代电子设计中的应用有着十分重要的意义, EDA技术是将计算机用以主要平台, 然后将一系列相关技术开展综合应用。对于现代电子设计而言, EDA技术是发展的新潮流, 具备各式各样优势作用发挥, 将其应用于现代电子设计中可收获诸多便利。伴随EDA技术的逐步发展进步, 无不为现代电子设计带来新的转变, 可有效改善全面电子技术设计效率水平, 因此将EDA技术应用于电子技术设计中十分重要。

3 EDA技术的要点内容

ESDA可算得上是现代电子设计的最新发展方向, 可将其理解为:设计人员依据自顶向下设计方法, 对全面电子系统开展方案规划及功能划分, 系统的关键电路通过一片或者几片特定集成电路 (ASIC) 达成, 然后依托硬件描述语言开展系统行为级设计, 最后经由适配器、综合其得到最终目标器件。该种设计方法可称之为高层次电子设计方法。

3.1 自顶向下设计方法

对于自顶向下设计方法而言, 第一步要从系统设计展开, 于顶层开展功能方框图划分及结构制定。于方框图一级开展仿真、纠错, 同时选取硬件描述语言对高层次系统行为开展描述, 于系统一级开展验证。紧接着选取综合优化工具得出对应门电路网表, 网表相关的物理实现级既可以是印刷电路板, 又可以是专用集成电路。设计的主要仿真、调试过程是于高层次上实现的, 如此不仅可为尽早觉察结构设计中的错误提供便利, 提高设计工作效率, 还可减轻逻辑功能仿真的工作量, 提升系统设计一次成功率[4]。

3.2 硬件描述语言

硬件描述语言指的是一类开展电子系统硬件设计的计算机语言, 其借助软件编程来对电子系统中各项内容开展有效描述, 诸如电子系统的连接形式、电路结合以及逻辑功能等。近年来, 在大型电子系统设计中硬件描述语言得到广泛应用。上世纪80年代美国国防部研发出高速集成电路硬件描述语言, 以作用于对EDA产品不兼容问题进行解决, 此外还可作用于开展多层次设计。IEEE利用高速集成电路硬件描述语言对过去硬件描述语言一系列功能予以了覆盖。IEEE作为一类全方位的硬件描述语言, 其涵盖了多个设计层次, 诸如逻辑门级、系统行为级以及寄存器传输等, 并且还支持多种不同形式对全面项目开展混合描述。高速集成电路硬件描述语言一方面具备极佳的移植性, 一方面其的设计还为工艺间转换提供了极大便利, 同时高速集成电路硬件描述语言使得设计人员主要工作转变为开展实现与调试系统功能。

3.3 ASIC设计

面对电子系统集成电路中存在的各式各样问题, 包括可靠性不足、功耗大以及体积大等, 可于集成电路设计过程中引入ASIC芯片开展解决。伴随现代电子产品市场需求的逐步严苛, ASIC芯片可划分成全定制ASIC、半定制ASIC以及可编程ASIC。在对全定制ASIC芯片进行设计过程中, 设计人员要对芯片上全面晶体管几何图形、工艺规则予以界定, 然后把设计成果转交给IC生产商掩膜制造, 如此可最大限度的确保ASIC芯片获取最理想的性能, 进一步实现高效、高利用率以及低能耗的目的。

4 EDA技术电子设计流程

EDA技术是一项系统级的设计技术, 是一类层次比较高的电子设计手段, 该项应用技术基于概念驱动, 确保电子设计工作人员在设计过程中无需对门级原理图开展利用, 工作人员在确立设计目标后便可应用EDA技术对电路予以描述, 如此一方面可有效缩减电路西决的制约, 一方面可有效强化设计人员设计创造水平[5]。EDA系统支持设计人员把概念构思、高层次描述输入进计算机后, 基于系统规则实现对电子产品的设计。就EDA技术电子设计流程而言, 主要可划分为系统划分、图形或者VHDL输入、代码级功能仿真、适配前时序仿真及ASIC实现等, 具体而言: (1) 电子设计通过文本或图形编辑器对设计描述予以呈现, 即为实现设计表述; (2) 电子设计通过编译器对设计开展错排编译, 也就是输入硬件描述语言程序; (3) 设计人员对硬件、软件开展沟通, 为达成功能仿真提供便利, 也就是综合; (4) 在仿真设计检测满意后, 借助FPGA开展逻辑映射操作, 即为编程下载, 由此系统级设计便宣告结束。EDA技术电子设计流程, 如图1所示。

5 EDA技术的应用

近年来, EDA技术得到飞速发展, 在诸多领域的电子系统设计工作得到广泛推广, 包括通讯、教学、医学、航天、国家计算机应用、工业生产等等, 并发挥着十分重要的作用。

5.1 EDA技术在通讯中的应用

EDA技术在科研研究中的应用, 主要借助电路仿真工具开展电路设计、仿真;借助虚拟设备开展产品调节试用;在仪器设备中应用FPGA器件开发。对于CDMA无线通信系统而言, 全面无线基站、移动手机均于同一频谱下运行, 为了对各种呼叫进行区分, 各部手机均有着一个特有的码序列, CDMA基站唯有对多种观点码序列进行有效判定, 方可对不同传呼进程开展分辨, 而此处的判定是经由匹配滤波器输出呈现于输入数据流中探测到的特定码序列。FPGA可提供适用的滤波器设计, 同时还具备DSP高级数据处理功能, 所以FPGA在现代通讯领域中得到广泛推广。

5.2 EDA技术在生物医学工程中的应用

EDA技术是电子设计的重要工具, 不管是芯片设计, 还是系统设计, 倘若未有得到EDA工具的支持, 均将无法实现。近年来, 生物医学工程领域对EDA技术进行了引入, 该项技术一方面可促进对人体血压、心率等生理信号展开更为准确的检测, 一方面可经由相关设计达成对生理信号的滤波、医学图像检测等处理, 使得生理信号更具临床使用价值。所以, EDA技术在生物医学工程领域有着十分可观的发展前景。

5.3 EDA技术在产品设计、生产中的应用

无论是数字信号处理器、性能极佳的微处理器, 还是电子电路、冰箱、电视机等, EDA技术不仅应用于前期计算机模拟仿真、产品调试, 还应用于电子设备的研发、制造, 电路板焊接等一系列环节, 并在其中发挥着至关重要的作用。某种意义上而言, EDA技术已然转变成电子工业领域中必不可少的一部分。

6 结束语

总而言之, EDA技术是当今信息化时代发展的必然趋势, 其应用日趋广泛, 涉及信息、通讯、半导体、电子零组件等多个行业, 是现代电子设计的核心, 在现代电子设计中发挥着至关重要的作用。伴随EDA技术的日趋成熟, 其将进一步推进电子产业及电子设计领域的技术变革, 将进一步提升电子设计水平。鉴于此, 相关人员务必要清楚认识EDA技术在现代电子设计中的应用作用及意义, 强化EDA技术在现代电子设计中的科学合理应用, 不断钻研研究、总结经验, 积极促进电子技术设计有序发展。

参考文献

[1]李亚平, 王亮亮.EDA技术及其在现代电子系统设计中的应用[J].山东师范大学学报 (自然科学版) , 2007, 22 (3) :124-125.

[2]张劭昀, 梁佳雯, 郭海双.基于EDA技术的现代电子设计方法[J].电子世界, 2014 (16) :25-26.

[3]蔡洁华, 路多, 张红, 等.浅谈EDA技术发展背景及在电子线路设计中的应用[J].数字化用户, 2013 (14) :215-216.

[4]金赛赛, 王华.EDA技术在现代电子领域的发展与应用[J].装备制造技术, 2013 (1) :198-199.

EDA技术下的电子设计 篇8

1.EDA技术及其设计流程

■ 1.1EDA技术基本特征

电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA) 是以CAD为建构基础而逐渐完善起来的计算机辅助设计系统,是将大型可编程逻辑器件当作主要设计载体,将硬件描述语言当作核心表达方式,将计算机开发系统当作设计工具,以自动方式进行数字电子电路设计的一种现代化新技术[2]。

相较CAD而言,EDA表现出下述基本特征:

1)通过软件设计方式以完成对硬件电路的设计。在设计过程中,可录入相关原理图、波形以及VHDL语言等,下载配置之前的各个环节甚至无需借助任何硬件,另外,硬件设计所涉及的修改工作也比较简单,借助软件设计方式进行测试,便可实现对各种硬件电路的快速、合理设计;

2)以自动方式完成产品直面设计。应用EDA技术时能按照设计录入资料,以自动方式执行相关动作,最终形成所需的目标系统。具体而言,电子产品从电路功能仿真开始一直到结果测试结束的整个过程,均通过计算机进行自动化处理;

3) 拥有非常高的集成化程度,能够形成片上系统。EDA技术又被业界称作以芯片为基础的一种设计方法,在大型集成芯片快速发展的推动下,无论是复杂程度较高的数字电子电路的芯片化设计,又或者是专用性极高的集成电路ASIC设计,均已变为现实;

4) 目标系统支持现场直接编程,为应用时的升级工作提供了极大的便利;

5)开发时间短,设计投资少且拥有比较理想的灵活性[3]。

■ 1.2EDA技术设计流程

就设计方法层面看,EDA技术的诞生和应用在某种程度上使得数字电子电路设计跨入了一个新的领域,即用计算机设计模式代替了传统设计模式。EDA技术设计流程如下:设计指标→设计输入→逻辑编译→逻辑综合→布局布线→器件适配→功能仿真→下载编程→目标系统。

2.可编程逻辑器件PLD

对于数字逻辑器件,其发展先后经历了三大阶段,即分立元件阶段、中小型标准芯片阶段以及可编程逻辑器件阶段。随着ISP技术等的诞生和应用,设计者可以在实验室中快速开发出实际需要的集成数字电子电路芯片ASIC。

现阶段,国内外相当部分的知名生产厂家(如美国Lattice公司等)均向市场推出了新一代的、功能更为强大的ISP器件,同时提供了配套的开发软件( 如EXPERT等)。

3.硬件描述语言VHDL

以数字电子电路为对象,应用EDA技术进行开发设计时,首先要做的工作是设计输入,具体而言,对目标数字电子电路进行相关描述,主要包括两大内容:一个是硬件设计,另一个是测试方法。在专业集成电路设计技术快速发展的推动下,硬件描述语言(Hardware Description Languge,HDL) 诞生,并得以广泛应用,能够基于逻辑级抽象视角通过比较简洁的方式以实现对硬件电路的全面、细致描述,还能够鲜明突出硬件电路的专有特性,是EDA技术的重要组成部分,在设计输入方面发挥着相当关键的作用。

VHDL是现如今普及度较高的一种硬件描述语言,1987 年获得IEEE的正式承认,并当作一种标准硬件描述语言,大多用来描述数字电子电路系统,主要涉及三大方面,分别是结构、行为功能以及接口[4]。VHDL不仅涵盖了大量的具有明显硬件特征的描述语句,其还在语法和结构等方面和很多计算机高级语言比较接近。VHDL的程序结构的突出特点是,能够将某项设计实体划分为两大部分,一个是外部(又称之为端口),另一个是内部(又称之为构造体)。外部的功能是以设计实体以及端口引脚为对象进行命名及相关描述;内部的功能是以模块功能及其算法为对象予以相关描述。待完成对设计实体整个外部界面的定义之后,当其内部结构及相关功能设置结束时,其他设计时可对该实体进行直接调用。

相比于ABLE之类的硬件描述语言,VHDL在描述行为方面表现出了更大的优势,其可以摆脱具体器件结构的束缚,基于行为功能视角予以相关描述。对于VHDL,其基本特征集中表现在下述方面:1)VHDL属于一门高效的标准化语言,不仅如此,它也是一种拥有理想通用性的优化设计程序语言,已经被业界当成标准设计语言,在现如今普及应用的不同系列的EDA设计工具中得以广泛应用。由此可见,通过VHDL开发数字电子电路系统时,不会受到具体开发工具的影响;2)VHDL属于一门通用性的设计输入语言。它能够通过源程序这一形式对那些复杂程度较大的硬件电路运行状态进行描述,并将其提供给数字电路设计系统,然后在此基础上进行系统仿真;3)VHDL属于一种网表语言,其采用的语言结构使其能够很好地工作于计算机设计环境,是两种设计工具之间彼此通讯时采用的一种低级格式。具体而言,形成并提供门级网表文件,支持彼此替换,拥有较理想的兼容性;4)VHDL属于一门常用的测试语言,以数字电子电路为对象进行相关描述时,生成所谓的测试基准,然后对目标数字电子电路予以功能模拟以及仿真,从而查看目标数字电子电路是否可以满足相应的功能以及时序需求;5)VHDL属于一门比较典型的可读性语言,可比较理想地应用于计算机环境,且容易为编程人员所理解,拥有比较理想的可读性,值得一提的是,使用VHDL编写出来的源程序不仅是一种设计文件,同时它还是一种技术文档[5]。

4.现代数字电子电路设计之中EDA技术应用实例

下面以简易数字钟的设计为例探讨如何应用EDA技术予以实现。设计要求如下:设计一个具有时、分、秒显示能力的数字钟电路。

本次设计选用通用FPGA芯片,它能够基于设计者的实际需要构成相应的电路,不仅大幅精简了电子电路的实际连线,赋予电子电路更为理想的可靠性,与此同时,设计时无需在分离器件寻找和确定上多下功夫,能够将精力和时间主要花费在数字电子电路设计程序的编写方面。

■ 4.1 所用器件

主要包括两大部分, 一个是电子计算机( 配备了QUARTER Ⅱ软件),另一个是EDA技术实验箱( 配备了FPGA芯片)。

■ 4.2 设计方法

按照EDA技术“自上而下”这一设计规范,对设计过程进行分层处理:第一层:数字钟;第二层:秒计数、分计数、小时计数、译码显示;第三层:60 进制计数器、24 进制计数器、译码显示电路。在上述设计过程中,分别使用VHDL语言予以编程,首先对低层程序进行设计,得到支持调用的图元。

4.2.1 计数器VHDL语言描述

在计算机环境中,选用Quartus II软件,依据VHDL设计规范,编写出60 进制计数器所对应的设计程序。将其转化成图元,从而为顶层设计过程中的随时调用提供便利。对24 进制计数器所对应的设计程序进行编写时,以60 进制计数器所对应的设计程序为基础,仅需对进位判断标准进行调整即可,即将60 调整为24,其余部分保持一致[6]。

4.2.2 译码显示电路设计。

为有效利用EDA技术所具有的优越性,在设计过程中通过动态译码对电路进行扫描,其工作原理是让各个扫描信号所对应的频率能够大于人眼正常的视觉暂留频率,如此一来,便可以在某个时间内点亮单个七段数码管却可以使6 个于同一时间显现的特殊视觉效果,这不仅明显降低了电路功耗,节约了大量的器件资源,还明显增加了器件的服役期限。

4.2.3 顶层设计

在顶层设计过程中,以底层设计模块为对象,借助原理图方法将其有机组合到一起便能够得到一个完整的电子电路。

■ 4.3 编译下载

运用编译仿真的办法,将其下载和转移到FPGA芯片上,如此一来,便完成了设计,接下来需要通过实验箱资源对设计的正确性进行检验,如果发现错误,则需要在计算机环境中对程序进行相应的修改,最后再次编译下载即可。

5.结束语

EDA技术下的电子设计 篇9

【关键词】EDA；电子信息；整合教学

电子信息在各大理工高校，电子信息课程教学的规模和力度都不断加大，但彼此之间的办学水平却相差甚远，尤其是地方性本科院校正在接受更加严峻的挑战。如何构建一种科学合理的教学模式，有效培养迎合社会需求的高素质的大学毕业生更是一个非常突出的问题。

一、EDA技术简介

EDA，即电子设计自动化，是一种实现电子系统或电子产品自动化设计的技术，它是为了适应现代电子产品设计的要求，伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，吸收众多学科的成果而逐步形成的一门应用越来越广泛的高新技术。

二、教学现状分析

随着电子信息技术的飞速发展，各种新器件、新技术的不断涌现，以及众多电子类仿真软件的应用，电子信息专业的课程教学内容在不断地发展变化，教学课时也在逐渐缩减。一些教育工作者也开始探索新的有效教学方法，以适应社会对各种高级专业技术人才提出的新的要求。然而却在很大程度上忽略了基础课程教学在专业上的重要基石作用，不愿在课程的有效知识融合上下功夫以使人才培养达到事半功倍的效果。

三、基于EDA技术的课程整合教学

笔者在近些年的教学特别是在EDA这门新兴课程的教学过程中，将整合思想通过各种教学方式体现出来，收到了良好的教学效果，学生也是受益匪浅。

如在教学中，笔者曾开创了本系的首次课程设计，要求学生结合模电、数电和单片机等知识设计一个实用电路，通过多种强大的EDA软件完成自动化设计，并以硬件形式表现出来。课程的整合教学则是一个良好的解决方法，结合模电、数电和EDA技术则可打破束缚，进一步理解单片机的结构、功能和操作，从简单的I/O、RAM、中断到串口、并口等，改变通常的验证实验内容，掌握用指令系统进行比较复杂的程序设计。

在当前形势下，基于EDA技术的模电、数电与单片机技术的课程整合教学是电子信息专业教学中的一种必要的、可操作性强的教学方法和手段，具有十分重大的现实意义。

1.必要性和可操作性

怎样在较短的时间内有效地提高教学质量和办学水平，培养高素质的社会所需人才是亟待解决的重大问题。

当前社会所需的是复合型人才，学生必须具有自主学习，开拓进取，大胆创新的较高的工程素质。因此，高校根据各自的专业定位和专业建设、发展的需要，改变原有教学模式，在人才培养过程中努力加强相关课程间的整合教学，利用现代计算机技术实现电子设计的自动化过程，为更好地学习、巩固与应用专业知识是十分必要的。

EDA技术作为一门新的技术，近几年的各种丰富的工具和软件将电子设计自动化推向了一个新的高度。特别是在模电、数电的应用中更是发挥得淋漓尽致，结合单片机技术的产品研发则可以使系统更加可靠，性能更加稳定，功能更加完善。学生兴趣浓、热情高，一听便懂、一看即会，课堂外，找问题，查资料，自主学习，大胆创新，能迅速提高学生的工程能力。

2.现实意义

（1）教育心理学上的科学性。基于EDA技术的整合教学更加有利于教师在教学时遵循传媒学理论、教学理论、认知学理论，促进教师更新教育观念，进一步唤醒学生的主体意识，更大程度上体现教学设计的思想和原则。

目前，模电、数电与单片机技术是公认为电子信息专业三门重要的基础课程，基于EDA技术的课程整合教学，教师借助多媒体和结合多种EDA工具、系统的演示操作以及对现实中丰富的实例剖析，可以充分激发学生的学习兴趣和调动学生的主动性、积极性，发挥学生的主体作用，能从最大程度上促使学生加强课程间的融会贯通，从更高层次上掌握知识，培养理论联系实际以及分析、解决问题和创新思维能力，为专业的深层挖掘打下坚实基础。

EDA技术的课程整合教学，会促使教师在教学中在教学时遵循各种教育教学理论、不断更新教育观念，根据教学设计的思想和原则，以计算机为辅助工具，构建信息平台，使教学全过程更加科学合理，以取得最佳教学效果。

（2）教学上的时代性。新世纪社会对高等教育提出了新的要求。基于EDA技术的课程整合教学，将促使教师更加遵循教育原则和方法，不断更新教学观念和改变思路，探求一种合理有效的教学模式以优化教学过程，借助计算机和各种强大的软件工具，调整教学内容，改善教学方法，构建新的专业基础课程教学体系。

（3）专业知识上的工程性、创新性。工程性是生存之本，创新性则是发展之源。电子信息专业学生应该具有扎实的基本理论和基础知识，具有系统分析、设计、开发与研究的工程实践基本能力，并富有较强的创新精神和创新能力。

模电、数电与单片机技术课程都是由理论和实践两大部分构成。我们应充分发挥各自优势，打破学科壁垒，促进多学科的交叉、融合、渗透，并着眼于加强技术创新，加速科技成果的产业化，促进教学、科研、生产密切结合，使大学成为知识创新、推动科技成果向现实生产力转化的重要力量。

基于EDA技术的课程整合教学将给予课程实验新的目的和要求，以单元为基础，重点放在综合运用和设计创新上，并逐步形成一套系统的新的教学方案。整合教学将给学生提供一个广阔的学习、思维和发展空间。指导学生参加类似于全国大学生电子设计竞赛的活动等。

四、结语

模拟电路、数字电路和单片机技术是当前高校电子信息专业的三门重要的专业基础必修课程，基于EDA技术的课程整合教学能充分挖掘学生潜力，有效加强课程间的知识融合，科学培养高素质的专业人才，是一种迎合社会需求，在国际竞争日益加剧的情况下实现高校教育改革发展的一种必要的，可操作性强的课程教学方法，对有效地推动我国目前高校教育改革和尽快发展具有重大现实意义。

参考文献：