EDA技术在现代电子设计中的应用

　　电子设计大赛论文（最新10篇）之第三篇

　　摘要：文章主要对EDA技术在现代电子设计中的运用进行了分析和探讨。

　　关键词：EDA技术,电子设计,可编程逻辑器件,计算机技术,IC版图编辑

　　1 EDA技概述

　　1.1 概念分析

　　电子设计自动化, 即“EDA”, 其是现代化电子技术发展的必然趋势, 在仿真模拟、电子技术等领域中发挥着关键性的作用。在电子设计技术中, 通过可编程逻辑器件的实践应用, 可大幅度提升设计工作的灵活性, 同时还可对硬件的灵活性能进行改善。随着该器件应用方式、原理的不断升级, 以往的数字化系统设计方式已远远无法满足实际的发展需求, 故均进行了转变和更新, 在此情况下, 也推动了现代化技术的创新。

　　1.2 EDA技术发展

　　计算机辅助设计时期:在这一阶段对于EDA技术的应用, 主要是体现在CAD技术方面, 人们逐渐开始借助计算机辅助完成PCB布局、IC版图编辑等工作, 以往的手工作工作开始逐渐被取代。

　　计算机辅助工程时期:在计算机辅助设计的基础上, 又融入很多新的应用功能, 不仅包括图形绘制功能, 同时也包括结构设计和电路功能设计。计算机辅助工程图如输入原理图、电路分析、自动化布局、仿真逻辑等等, 如此也对设计功能进行了丰富。

　　自动化电子系统设计时期:在这一时期实现了自动化电子设计的目标, 并具备了系统识别仿真和高级语言描述的功能, 最大限度的提升了设计工作效率。

　　现代化的EDA技术:该技术在具体应用的过程中, 将计算机作为主要工具, 并以EDA平台为基础, 借助硬件描述语言, 对文件进行设计, 同时还可自动化的进行布局布线和逻辑仿真, 实现了适配编译、芯片逻辑映射等操作[1]。

　　2 EDA技术在现代电子设计中的应用价值

　　目前, EDA技术应用十分广泛, 其在电子设计领域中的实践应用, 发挥着关键性的作用。现代电子设计的编程方式一般以在线编程和无线编程为主, 而EDA技术不仅能够满足设计工作的实际需求, 同时还可真正实现无障碍编程。实践过程中, 具有良好的保密性和可靠性, 可从根本上解决复位障碍问题。在压缩和集成功能的应用环境下, 能够对产品系统中的芯片进行有效集成, 以此为后续的管理工作提供便利条件, 更加有助于风险防控工作的顺利开展, 保证了电子设计的可靠性。另外, EDA技术在电子设计中的应用效率也比较高, 其可实现多种任务的同步运行。在多模块功能的应用环境中, 可提升设计水平, 加快设计进度, 以此推动电子设计工作朝着市场化、信息化的方向发展。

　　3 EDA技术在电子设计中的应用内容

　　3.1 自上而下的设计方式

　　所谓“自上而下”即从系统的顶端开始设计, 对顶层结构进行制定并对功能方框图进行划分。在方框图一级进行纠错和仿真, 通过相应的描述语言, 开始描述高层次系统行为, 并进行验证。借助综合优化工具获取电路网表, 其中的内容包括专用集成电路或印刷电路板。设计中的调试、仿真等过程均在高层次完成, 如此可及时的发展结构设计中存在的缺陷问题, 提升工作效率, 减少工作量。

　　3.2 硬件描述语言

　　其属于一种计算机语言, 常见于电子系统硬件设计, 通过相关的软件编程描述, 对系统的内容进行描述, 具体如逻辑功能、电路结合、连接形式等等。在很多大型的系统设计过程中, 硬件描述语言的应用十分广泛。电路硬件描述语言最早产生于美国, 主要是为了解决产品的不兼容问题, 另外, 还可将其应用于多层次设计工作中。IEEE便是借助了该描述语言, 对相关的功能进行了描述。IEEE包括很多个设计层次, 如寄存器传输、系统行为级、逻辑门级等, 同时还支持各种形式的混合描述[2]。

　　3.3 ASIC设计

　　在电子集成电路中经常会存在各种各样的问题, 如体积过大、功耗较大、可靠性低等等。基于上述情况, 可将ASIC引入其中。现代化的电子产品市场需求逐渐呈现出多样化特征, ASIC可被划分为可编程、半定制以及全定制等多种类型。如全定制ASIC在具体应用的过程中, 工作人员首先需界定出全面晶体管的工艺规则和几何图形, 之后将设计成果传输给生产商进行制造, 如此可有效提升ASIC芯片的理想化性能, 从而有效达到低耗能、高效率等目标。

　　4 EDA技术在电子设计中的应用

　　4.1 在通讯中的应用

　　EDA技术在实践应用的过程中, 主要是通过电路仿真工具进行仿真、电路设计等工作;通过虚拟设备对产品进行调试;通过FPGA对器件进行开发。在CDMA通信系统中, 移动手机和无线基站通常会在统一的频谱下运行, 为了能够明确的区分各种呼叫, 移动手机一般均有特定的码序列, 基站只有精准的判断出码序列, 才能分别出各种传呼进程。FPGA能够提供滤波器设计, 适用性较强, 同时也具备数据分析和处理的能力, 因此, FPGA在现代化通讯领域中应用十分广泛。

　　4.2 在医学生物工程中的应用

　　在电子设计领域中, 不管是系统还是芯片设计, 通过EDA技术的辅助应用, 均可大幅度提升工作效率和质量。近年来, 该技术逐渐开始在医学生物工程中进行应用, 可对人体的心率、血压等进行精准检测, 通过相关设计可对各种医学图像和生理信号滤波进行检测, 具有较高的临床应用价值。

　　4.3 在产品生产、设计中的应用

　　在信号数字处理器、电子电路、微处理器、电视机中, EDA技术不仅能够在产品调试和计算机仿真模拟环节中进行应用, 同时, 还可将其应用于设备的制造、研发等环节中, 且发挥着无可替代的作用。从某种程度上来看, EDA技术已成为了电子工业发展过程中的重要组成部分[3]。

　　4.4 EDA技术的设计流程

　　EDA属于一种系统化的技术类型, 同时也是高层级的电子设计手段, 实践中主要是以概念驱动为基础, 确保了工作人员无需在设计中使用门级原理图。在对设计目标确定之后, 可通过EDA技术进行电路描述, 如此既可避免西决的影响, 同时还可大幅度提升设计水平和创造性。通过EDA系统, 设计人员在将高层次描述和概念等输入到计算机之后, 可结合相关的系统规则设计电子产品。EDA技术的应用流程, 一般可包括划分系统——输入VHDL或图形——代码功能仿真——时序仿真——实现ASIC等等。

　　结束语

　　EDA技术是信息化时代下的重要产物, 目前, 其在社会发展的各个领域中应用十分广泛, 同时, 还在电子设计领域中发挥着关键性的作用。随着EDA技术应用的日趋完善, 其也将进一步引领着电子设计领域和电子产业的技术变革, 不断提高设计水平和效率。

　　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, 2017, 223:124-125.
　　[2]余华, 岳秋琴.电子设计自动化技术的发展及在现代数字电子系统设计中的应用[J].现代电子技术, 2015, 447:23-25.