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摘要:
近些年來,隨著信息技術不斷發展,電子技術也隨著發展。電子產品更新頻率不斷加快,實現了電子產品的高集成、大容量和小體積開發。EDA技術的發展,創新了電子工程設計行業,為電子工程設計發展明確了新方向。21世紀將是eda技術的高速發展期,EDA技術將是對21世紀產生重大影響的十大技術之一。文章主要闡述EDA技術的發展概念、發展過程,明確了EDA技術特點,分析該技術的作用。
關鍵詞:
電子工程設計;EDA技術;電子技術
近些年來,隨著電子技術日益發展、革新,應用逐漸實現了快速化和大容量發展,設計系統的數字化,由傳統組合芯片轉變為單片系統發展??梢哉f,EDA技術發展,實現了電子領域、電子系統開發的變革,是科技提高、發展的重要產物,對電子工程設計而言,EDA技術的研究、分析具有十分重要的現實意義。
1EDA技術概述
EDA技術,實現了電子設計的自動化,CAM和CAE技術概念出現,逐漸產生了EDA技術,該技術以計算機為主要工具,集合拓撲邏輯結構、計算數學技術、數據庫技術、數字優化技術、圖形技術等學科,逐漸產生了最新理論結構,由微電子、信號處理分析、電路技術和信息技術的重要集合?,F代化EDA技術特點較多,選擇自頂向下方式設計程序,確保了設計方案整體性和優化性,加上該技術自動化程度較高,在電子工程設計時,可開展各類級別調試和仿真,對于電子工程設計者而言,可及時發現結構設計錯誤,防止設計工作浪費,防止細枝末節錯誤,在系統開發中能夠投入更多精力,確保設計的高效率和低成本,縮短設計周期。同時,EDA技術能夠并行操作,構建框架結構環境,可實現同步電子工程開發、設計??梢哉f,EDA是電子技術設計自動化,也就是能夠幫助人們設計電子電路或系統的軟件工具。該工具可以在電子產品的各個設計階段發揮作用,使設計更復雜的電路和系統成為可能。
2EDA技術的特點
首先,在現代EDA技術的運用,大多選擇“Top-Down”程序進行設計,保證設計方案優化性、合理性,防止“Bottom-up”的設計局部優化,避免整體結構缺陷。其次,HDL技術的設計優點,可實現語言的公開利用,保證語言描述范圍,確保設計和工藝無聯系,保證現場、系統編程,確保設計保存更為便捷,可實現在線升級。第三,自動化程度較高,在設計過程中,能夠實現各級別仿真和調試,在早期結構設計時,設計者能夠及時發現設計錯誤,防止設計工作重疊。另外,設計人員能夠省略具體細節問題,在系統開發上能夠集中精力,確保設計低成本和高效率。
3EDA技術的發展
在電子工程設計領域,隨著EDA技術出現到發展,主要分為3個歷史發展時期:首先,初級階段。從1970年開始,EDA技術主要是采取CAD技術,集成電路具有小規模特點,在傳統手工圖設計時,因集成電路板、集成電路成本較大,周期較長,設計效率不高,主要依靠計算機技術進行設計印刷,選擇CAD工具,可實現布圖布線的二維設計和分析,代替了傳統的高重復性工藝。其次,發展階段。從1980年開始,EDA技術逐漸發展完善,集成電路規模也隨之增大,電子系統的復雜化,開展軟件開發研究,實現CAD系統集成,強化了電路功能設計、結構設計,EDA技術逐漸延伸至半導體芯片設計。第三,成熟階段。EDA技術經過長時間發展,從1990年開始,微電子技術發展十分迅猛,一個芯片集成,就可達到幾千萬、上億晶體管,對于該技術現狀,對EDA技術要求也隨之提高,促使EDA技術進一步發展。全球各大公司陸續研發EDA系統,開展大規模系統仿真,研究高級語言技術和綜合技術。
4EDA技術軟件研究
首先,EWB軟件。該軟件技術是基于PC電子軟件設計,具有集成化、仿真分析、原理圖、接口設計、文件夾設計等幾個特點。其次,PROTEL軟件。使用該技術,主要在PROTE199中廣泛運用,立足電路原理圖設計,采取印刷電路板設計和高層次設計技術。近些年來,EDA技術開發成為熱門話題,得到迅速發展。在該領域,主要包含高層次模擬和硬件語言描述,是一種高層次綜合技術。隨著科學技術水平不斷提高,EDA技術朝著更科學、更高層次設計技術逐漸發展。
5EDA技術作用
首先,使用EDA技術,可驗證電路設計,保證方案正確性。確定設計方案后,通過系統仿真、結構模擬,對設計方案可行性進行驗證設計,保證系統環節傳遞函數能夠實現。推廣系統仿真技術,在非電專業系統設計時,可確定某種新構思和新理論設計方案。待仿真后,可模擬分析系統各電路結構,對電路性能指標實現性、結構設計正確性進行判定。其次,使用EDA技術,可優化設計電路特性。對于元器件容差,加上工作環境溫度變化,會影響電路穩定性。通過傳統設計方法,難以全面分析這種影響,也難以完成整體優化設計。使用EDA技術,利用統計分析、溫度分析功能,處于各種溫度條件下,可分析電路特性,有利于最佳電路結構、系統穩定溫度和最佳元件參數確定,保證電路優化設計。第三,使用EDA技術,可實現電路模擬測試。對于電子電路設計,在設計過程中,包含大量的特性分析、數據測試,由于受測試儀器精度、測試手段約束,存在較多測試問題,選擇EDA技術,可實現功能的全部測試。
6EDA技術實現步驟
如上文所述,在現代電子設計領域,EDA技術是技術發展的重要方向,主要是一種硬件HDL描述語言,對硬件電路功能、信號連接、定時關系的語言描述。因此,EDA技術具有較高的自動化程度,能夠實現并行操作,具有較廣的語言描述范圍,可實現語言公開利用,促使整體設計方案的優化設計。對于EDA步驟的實現,主要包含如下方法:首先,文本圖編輯和原理圖修改。通過圖形編輯器,對文本、圖形進行設計,可充分表達設計者的設計意圖。其次,編譯。通過編譯器,對設計描述進行拍錯編譯,通過設計描述,直接轉換成特定的文本形式。第三,綜合。在該步驟中,可實現軟件設計、硬件實現性的合二為一,由硬件電路代替軟件設計,通過HDL綜合器,促使網表文件生成。另外,以門級為出發點,可描述門電路結構。只要用硬件描述語言將數字系統的行為描述正確,就可以進行該數字系統的芯片設計與制造。第四,行為仿真。通過設計描述網表文件,實現功能仿真,對設計描述和設計意圖是否一致進行判定。第五,適配。對于網表文件,利用布局布線適配器,針對某一目標器件進行邏輯映射操作,例如邏輯分割優化,布局布線,以及底層器件的優化配置,等到邏輯映射操作完成之后,EDA軟件可形成多項結構,例如適配報告、下載文件。第六,功能仿真。在該步驟中,仿真精度非常高,和真實情況十分接近。第七,下載。如果上述6個步驟能夠順利實現,可將適配器文件下載,直接在目標芯片中轉存。
7電子工程設計中EDA技術的應用流程
近些年來,EDA技術在各領域不斷深入,涉及醫療、生物、航天、通信等領域,然而,EDA技術在電子工程設計中的運用最為突出,通過EDA技術,利用虛擬儀器進行產品測試,保證技術支持。可以說,EDA技術的運用,主要是電路特性優化和電路設計仿真。EDA技術在電子工程設計中的運用,主要應用流程如下:首先,源程序。在一般情況下,在電子工程設計時,主要是利用EDA器件軟件,通過圖形編輯器,展示文本、圖形。不論是文本編輯器,或圖形編輯器,均需依靠EDA工具編譯、排錯,方可實現文件格式轉化,保證了邏輯綜合分析。輸入源程序之后,即可實現仿真器仿真。其次,邏輯綜合。輸入源程序之后,利用VHDL格式轉化,即可進入邏輯綜合分析流程,利用綜合器,在電路設計過程中,通過高級指令,實現高級向層次較低語言轉化,即邏輯綜合。在邏輯綜合過程中,可將其看作電子設計的目標優化流程,輸入文件到仿真器后,實現仿真操作,確保功效、結果一致性。第三,時序仿真。邏輯綜合適配后,進入到時序仿真環節,時序仿真是利用適配器、布線器,通過適當手段,將VHDL文件傳輸至仿真器內,逐漸開始部分仿真。因VHDL仿真器的使用,需考慮器件特性,在適配之后,時序仿真結果比較精確。第四,仿真分析。明確了電子工程設計方案,通過結構模擬、系統仿真方法,對方案可行性、合理性進行研究分析。通過EDA技術,可實現系統函數傳遞,建立數學模型開展仿真分析。使用該系統仿真技術,可應用到其他非電專業設計中,在理論驗證、方案構思中能夠正確運用。
8結語
綜上所述,隨著科學技術不斷發展,現代技術逐漸革新,促使EDA技術領域朝著更高層次推廣、開發,且成效非常顯著。在本篇文章中,筆者詳細分析、研究了EDA技術的基本信息。根據研究表明,在我國電子工程設計領域,EDA技術的運用是一種技術推動和變革,基于EDA技術的電子產品,其使用性能、專業化程度明顯高于傳統設計方案。因此,在電子工程設計領域,使用EDA技術,可明顯提升工作效率,優化電子產品,拓展產品附加值,EDA技術發展方向的高層次自動化設計技術必將取得更輝煌的成績。無線互聯科技•設計分析
作者:陳瑾 單位:徐州工程學院
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