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1、第17卷第2期长春大学学报Vol.17No.22007年4月JOURNALOFCHANGCHUNUNIVERSITYApr.2007文章编号:1009-3907(2007)02-0034-04EDA在实践技能中的应用张艳,杨红,胡桂(湖南信息职业技术学院湖南长沙410200)摘要:介绍EDA技术的特点,发展历程和发展趋势;以MAX+pIusII开发系统为平台,以高密度可编程逻辑芯片CPLD为设计载体,采用层次化的的设计方法,用图形输入方式和文本输入方式,设计一个交通信号控制电路,并通过仿真实现预定目的,从中可体现出实践技能
2、中硬件设计向软件化方向发展的新思路。关键词:EDA技术;实践技能;设计;VHDL语言中图分类号:G642文献标识码:A在现代电子设计领域,随着微电子技术的迅猛发展,无论是电路设计、系统设计还是芯片设计,其设计的复杂程度都在不断地增加,而且电子产品更新换代的步伐也越来越快。此时,仅仅依靠传统的手工设计方法已经不再满足要求,而电子设计自动化(EDA)技术的发展给电子系统设计带来了革命性的变化,大部分设计工作都可以在计算机上借助EDA工具来完成。1EDA技术的基本特征EDA技术是一门涉及计算机图形学、微电子工艺等学科的综合性技术
3、,随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展,经历了一个由浅到深的过程。从20世纪60年代中期开始的CAD阶段,人们就利用各种计算机辅助设计工具来取代了手工操作,由于受到计算机工作平台的制约,其支持的设计工作有限,性能比较差。20世纪80年代的CAE阶段,人们采用统一的数据管理技术将各个工具集成为一个系统,提供标准元件库,但是,大部分从原理图出发的CAE工具仍然不能适应复杂电子系统的要求,而且具体的元件图形也制约着优化设计。20世纪90年代以来的ES2DA阶段,电子工艺水平已经达到了深亚微米级,芯片的工作频率达到GHz级,在
4、这一阶段,出现了以硬件描述语言、系统级仿真和综合技术为基本特征的第三代EDA技术,它使设计师们摆脱了大量的具体设计工作,而把精力集中于创造性的方案与概念构思上,从而极大地提高了系统设计的效率,缩短了产品的研制周期。现代EDA技术是采用高级语言描述,具有系统级仿真和综合能力。它主要采用并行工程和“自顶向下”的设计方法,使开发者从一开始就要考虑到产品生成周期的诸多方面,包括质量、成本、开发时间及用户的需求等,然后从系统设计入手,在顶层进行功能方框图的划分和结构设计,在方框图一级进行仿真、纠错、并用VHDL、Verilog-HD
5、L、ABEL等硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述,在系统一级进行验证,然后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表,其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。近几年来,硬件描述语言等设计数据格式的逐步标准化,在不同设计风格和应用的要求方面,导致各具特色的EDA工具被集成在同一工作站上,从而使EDA框架日趋标准化。2EDA技术的必要性目前中国正在从“中国制造”走向“中国创造”,党的十六大提出“优先发展信息产业”,随着电子技术的收稿日期:2006212222作者简介:张艳(19592),女,江苏省南京市人,
6、湖南信息职业技术学院讲师,主要从事基础教学与EDA教学与研究。第2期张艳,等:EDA在实践技能中的应用35飞速发展,特别是集成电路的出现,使电子电路逐步告别分立元件时代,向小型化、集成化方向发展,要开发拥有我国自主知识产权的硬件电路,就必须进行ASIC、SOC的设计,就必须使用EDA工具。但我国EDA技术的研究和应用起步较晚、水平很低,在EDA的总体应用能力方面与世界发达国家相比,表现为专业人才紧缺、缺乏成熟化的整合性集成设计环境,专业人员培训上的落后,导致在技术创新、信息化水平等关键方面的国际竞争力与跨国公司还有较大差距
7、。在设计方法上,设计者采用一种高层次的“自顶向下”的全新设计方法,与过去选择标准集成电路“自底向上”地构造出一个新的系统相比,由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的,这不仅有利于早期发现结构设计上的错误,避免设计工作的浪费,而且也减少了逻辑功能仿真的工作量,避免设计效率低、成本高、容易出错,提高了设计的一次成功率。近几年来随着信息时代的到来,“信息交互”和“信息处理”两类的应用使数字化产品需求日益旺盛,通信、多媒体等市场需要增大,SOC芯片在中高档方面将取代传统意义上的CPU,满足人们以GUI屏幕为中心的多媒体界面
8、与信息终端交互的需求。各种新器件、新技术、新方法迭出无穷,人们开发的电子系统也越来越庞大、越来越复杂、要求也越来越高,要分析和设计复杂的电子系统,人工的方法已不适用,为适应这种现状,日趋完善的EDA技术正在逐步取代传统的电子设计方法。对更低成本、更低功耗的无止境追求和越来越短的产品上市压力,迫使IC供应
