平板定制中的EDA使用
时间:2024-07-15 作者:乐凡信息 浏览:190

三防平板定制EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,是在20世纪60年代中期从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。

20世纪90年代,国际上电子和计算机技术较为先进的国家,一直在积极探索新的电子电路设计方法,在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革,并取得了巨大的成功。在电子技术设计领域,可编程逻辑器件(如CPLD、FPGA)的应用已得到广泛普及,为数字系统的设计带来了极大的灵活性。可以通过软件编程对这些器件的硬件结构和工作方式进行重构,从而使得硬件的设计如同软件设计那样方便快捷,极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念,促进了EDA技术的迅速发展。

1、概述

三防平板定制EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上用硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至完成对特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,实现了电子产品的自动设计。

利用 EDA 工具,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量的工作可以通过计算机完成,可在计算机上完成从电路设计、性能分析到设计出 IC 板图或 PCB图的电子产品设计的整个过程。EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。利用 EDA 技术进行电子系统设计,最终实现的目标电路有以下三种类型。

● 全定制或半定制专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC);

● 复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的开发应用;

● 绘制电路原理图和印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)。

三防平板定制在传统的数字电子系统或集成电路(IC)设计中,采用手工设计的方式占了较大的比例。手工设计一般先按电子系统的具体功能要求进行功能划分,然后为每个子模块画出真值表,并采用卡诺图方式进行手工逻辑简化,接着写出布尔表达式,根据表达式画出相应的逻辑电路图,再根据逻辑电路图来选择元器件,设计电路板,最后进行实测与调试。相比之下,EDA技术与传统电子设计方法有很大的不同。

(1)采用HDL语言作为设计输入。采用HDL语言对数字电子系统进行抽象与功能描述,以及描述具体的内部线路结构,从而可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟验证,保证设计过程的正确性,从而大大降低设计成本,缩短设计周期。

(2)资源库的引入。EDA工具之所以能够完成各种自动设计过程,关键是有各类库的支持,例如,进行逻辑仿真时有模拟库、进行逻辑综合时有综合库、进行版图综合时有版图库、进行测试综合时有测试库等,这些库资源都是由EDA公司与半导体生产厂商紧密合作、共同开发的。

(3)设计文档的管理。某些HDL语言也是文档型的语言(如VHDL),极大地简化了设计文档的管理。

(4)三防平板定制具有系统电路仿真功能。EDA仿真测试技术只需要通过计算机,就能从不同层次的系统性能特点对所设计的电子系统进行一系列准确的测试与仿真操作。在完成实际系统的安装后,还能对系统上的目标器件进行所谓的边界扫描测试,这一切都极大地提高了大规模系


统电子设计的自动化程度。

(5)具有自主知识产权。无论传统的应用电子系统设计得如何完美,使用了多么先进的功能器件,如单片机、CPU、DSP、数字锁相环或其他特定功能的IC,但对于设计者来说没有任何自主知识产权可言。因为系统中的关键性的器件并非出自设计者之手,这将导致该系统在许多情况下的应用会直接受到限制,而且有时是致命的。例如,系统中某关键器件失去供货来源,或作为极具竞争性的产品批量外销,或应用于关键的军事设备中等。

(6)开发技术的标准化、规范化,以及IP(具有知识产权的电路功能模块)核的可重用性。传统的电子设计方法至今都没有任何标准规范加以约束,因此设计效率低、系统性能差、开发成本高、市场竞争力小。以单片机或DSP开发为例,每一次新的开发,都必须选用具有更高性价比和更适合设计项目的处理器,但由于不同的处理器的结构、语言和硬件特性有很大差异,因此设计者每次都必须重新了解和学习相关的知识,如重新了解器件的详细结构和电气特性,重新设计该处理器的功能软件,甚至重新购置和了解新的开发系统和编译软件。三防平板定制EDA技术则完全不同,它的设计语言是标准化的,不会因设计对象的不同而改变;它的开发工具是规范化的,EDA软件平台支持任何标准化的设计语言;它的设计成果是通用性的,具有良好的可移植与可测试性,为高效高质的系统开发提供了可靠的保证。

(7)适用于高效率、大规模系统设计的自顶向下设计方案。从电子设计方法来看,EDA技术最大的优势就是能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中;在传统的电子设计技术中,由于没有规范的设计工具和表达方式,无法完成这种先进的设计流程。

(8)全方位地利用计算机自动设计、仿真和测试技术。EDA不但在整个设计流程上充分利用了计算机的自动设计能力,也可在各个设计层次上利用计算机完成不同内容的仿真模拟,而且在系统板设计结束后仍可利用计算机对硬件系统进行完整的测试(边界扫描测试)。传统的设计方法,如单片机仿真器,只能在最后完成的系统上进行局部的软件仿真调试,而对整个设计的中间过程是无能为力的。至于硬件系统测试,由于现在的许多系统主板不但层数多,而且许多微处理器都是BGA(Ball Grid Array)封装的,所有引脚都在芯片的底面,焊接后普通的仪器仪表无法接触到所需要的信号点,因此无法进行测试。

(9)对设计者的硬件知识和硬件经验要求低。传统的电子设计方法对电子设计工程师有更多的要求,例如,设计者在电子技术理论和设计实践方面必须是行家里手,必须熟悉针对不同单片机或 DSP 器件开发系统的使用方法和性能,还必须知道器件的封装形式和电气特性,知道不同的在线测试仪表的使用方法和性能指标,所有这一切都不符合现代电子技术发展的需求,不符合快速换代的产品市场要求,不符合需求巨大的人才市场的要求。EDA技术的标准化,以及 HDL 设计语言和设计平台与具体硬件的无关性,使得设计者能更大程度地将自己的才智和创造力集中在设计项目性能的提高和成本的降低上,而将具体的硬件实现工作让专业部门来完成。显然,高技术人才比经验性人才的培养效率要高得多。

(10)与以CPU为主的电路系统相比,EDA技术具有更好的高速性能。三防平板定制以软件方式控制操作和运算的系统速度显然无法与纯硬件系统相比,因为软件是通过顺序执行指令的方式来完成控制和运算步骤的,而用HDL语言描述的系统是以并行方式工作的。

(11)三防平板定制纯硬件系统的高可靠性。大量事实表明,以 CPU(或单片机)为核心的系统的可靠性通常不高,其主要原因是以软件运行为核心的CPU的指令地址指针在外部干扰下容易发生不可预测的变化,而使运行陷入不可预测的非法循环中,从而使系统瘫痪。事实上,许多要求可靠性高的智能控制系统完全可以利用EDA技术以全硬件来实现。