電子設計中EDA技術的應用分析

作者/陳衛東,廣東省新興中藥學校

電子設計中EDA技術的應用分析

作者/陳衛東,廣東省新興中藥學校

隨著當今經濟和科學技術的不斷發展，一種電子設計自動化的技術又稱為EDA技術被廣泛應用于電子設計中并得到了全面的認可。EDA技術成為了傳統的電子設計發展上的新機遇，為電子設計帶來了新的技術理念，對電子設計行業的影響是巨大的。EDA技術在電子設計的發展中憑借著獨特的靈活性和便利性占據著舉足輕重的地位，引領著電子技術發展的潮流。本文將針對以EDA技術的研究應用工作，對EDA技術的概念進行了簡單的闡述，并根據技術的優勢對設計流程進行了步驟和環節的分析，在EDA技術的應用中分析了它需要注意的問題，希望可以對電子行業中更深層次的利用提供幫助，為之后的電子設計系統化和現代化的工作提供技術方面的啟示。

電子設計；EDA技術；應用；注意事項

引言

EDA技術在電子設計中是基于網絡、計算機和眾多科技中的一種新型技術。目前，在很多西方發達國家中已經將EDA這種先進的技術廣泛的應用于電子設計中，從在效率、速度和質量上都取得了明顯的成效。EDA技術已經全面的引領了電子設計發展的方向，所以，想要有效的利用EDA技術發展電子設計就要全面的去認識它，正確的以EDA技術的含義為基礎了解它的優勢，并熟練的掌握EDA技術的設計應用流程。注意EDA技術在電子設計中實際操作中會出現的問題從而更好的實現它的技術價值，這樣才能在電子設計的發展中追趕發達國家的腳步，才能全面的提升我國電子設計行業的發展水平。

1. EDA技術概述

EDA（Electric Design Automation）又被稱為電子設計自動化[1]，EDA技術作為電子技術和仿真模擬工作的技術基礎引領著電子技術發展的潮流。EDA技術在電子行業中的應用為電子設計的工作提供了很大的技術依靠。當前，EDA技術的應用領域正不斷地得到擴展，許多電子設計行業發達的國家對EDA技術的應用越來越廣泛，我國也應該在電子行業中以EDA技術為發展的突破口提高電子設計的質量和水平，可以讓電子設計工作在更加系統和科學技術的支撐下實現更深層次和更廣泛的發展應用。EDA技術在電子設計中是通過可編程邏輯器件PLD（Programmable Logic Device）技術在數字系統上的應用發展而來的。EDA技術通過計算機在PLD技術的基礎上利用硬件描述語言HDL（Hardware Descripition Language）來實現目標邏輯[2]。設計者可以在EDA技術的支持下完成軟件描述硬件的功能，然后通過現場可編程門陣列FPGA（Field Programmable Gate Array）或者是復雜可編程邏輯器件CPLD（Complex Programmable Logic Device）來完成所要設計得結果。這個技術的應用為電子設計工作帶來了極大的靈活性和便利性。

2. EDA技術的基本特征及優勢

2.1 EDA技術的基本特征

EDA技術的設計流程與傳統的電子設計流程恰好相反，它是自上而下的設計流程[3]。在傳統的電子設計中，它是先確定了集成電路的芯片后再根據各個模塊的功能進行局部的設計，然后再完成整個的系統設計。這種電子設計的方法存在著很多的問題和缺陷，需要的器件太多，容易出現故障，對元件的消耗很大，設計的效率很低。而EDA技術在電子設計中采用相反的電子設計流程可以有效的克服傳統的電子設計中存在的問題和缺陷。它在設計之前就從電子設計的整體角度考慮將系統中的各部分結構規劃好，在對方的框圖進行劃分時對相關的工作進行仿真和糾錯，利用HDL進行描述高層次邏輯并結合綜合優化的方法來完成所有的工作，在EDA技術的幫助下實現對任意一項硬件功能進行系統描述。最后通過FPGA和CPLD來實現電子設計的結果。這樣的電子技術的應用有效的避免了傳統電子設計中會出現的問題，降低了實際操作中可能出現的故障幾率，極大的提高了設計的效率。

2.2 EDA技術的優勢

1）應用廣泛

EDA技術具有應用廣泛的優點。現階段，在電子設計中比較常用的編程方式酒紅色無線編程和在線編程，而EDA技術在電子設計中可以很好的適應并實現無障礙編程，同時讓編程更加具有保密性的特征引領著電子設計的發展潮流。

2）可靠性高

EDA技術具有可靠性高的優點。傳統的電子設計中具有復位障礙和跑飛缺陷，EDA技術不僅可以很好的克服這個缺陷還可以將電子產品中的各系統通過集成和壓縮在一個芯片中，在電子設計中便于被管理并有效的控制了風險，提高了電子設計的可靠性。

3）普適性好

EDA技術具有普適性好的優點。在電子設計的升級和創新環節中，EDA技術可以憑借其容量大、速度快和效率高的特征被得到有效的應用[4]，這對于通信類的電子設計具有很大的優勢。

4）效率高

EDA技術具有效率高的優點。EDA技術在多種模塊的功能化下可以實現多任務的并行，大大的提高了電子設計中的速度和效率。超越了傳統的電子設計，滿足了電子設計對信息化和市場化適應的需求。

3. EDA技術在電子設計中的流程

EDA技術在電子設計中的流程（如圖1 EDA電子設計流程圖）首先是將設計的意圖通過EDA工具的文本或圖形編輯器用文本方式或圖形方式表達出來。在通過設計意圖完成設計的描述之后就可以進行編譯，編譯主要是轉換格式和對一般性的語法及電路進行排錯。為接下來的邏輯綜合和優化做準備。邏輯綜合是綜合器針對于FPGA/CPLD供應商的具體產品對源文件進行綜合，綜合后得結果具有硬件可實現性，這也是硬件電路從軟件轉化過來的關鍵一步。綜合的同時，還將設計中冗余邏輯進行去除優化，從而節省了資源，提高了效率。一般是對資源優先或是速度優先兩種方式進行優化。綜合優化就是對軟件的設計和硬件的可實現性進行結合，也就是對具體型號的芯片進行布局、布線和適配。之后進行功能的仿真和時序的仿真，在這個階段如果仿真沒有發現問題就可以通過編程器或者是下載電纜將適配器產生的配置文件下載到目標芯片中。然后針對FPGA/CPLD直接應用于系統中通過硬件測試進行檢測[5]。

圖1 EDA電子設計流程圖

4. EDA技術在電子設計中的應用

在電力的系統設計中，電力線主要是通過采用濾波器的低通功能進行載波通訊，它是通過濾波器將高頻的信息過濾掉，使得工頻電流可以接地，阻抗可以變換。由于常見的數字濾波器在實際操作中有著計算速度低等缺陷常常使用模擬濾波器來滿足實際的操作需求，但是模擬的濾波器在應用中還是有著很多的問題。比如。在實際的操作中，模擬的濾波器很難調試、系統的級數低、參數漂移等。所以為了解決這些問題，就會在電子設計中采用EDA技術。在EDA技術中的A/D轉換和濾波器可以很好的解決傳統的濾波器存在的問題。如圖2所示就是在電子設計中應用EDA技術進行設計的被遞歸型濾波器的模擬圖[6]。在現場可編程門列陣的內容主要由六個部分組成，是以時序控制器為核心的非遞歸型濾波器的設計，在具體的工作過程中是由時序控制器為其余的五個模塊進行控制信號的輸送。具體工作流程如下：

圖2 非遞歸型濾波器模塊圖

1）A/D轉換器將轉換結束的信號EOC上升沿發送給時序控制器，然后時序控制器接收到信號之后向并串轉換、串行延時、系數查表、位移相加、鎖存輸出五個模塊發送并串轉換信號、串行延時信號、系數查表信號、位移相加信號、鎖存輸出信號。

2）并串轉換模塊、串行延時模塊、系數查表模塊、位移相加模塊、鎖存輸出模塊這五個模塊在按照到時序控制器發送來的信號依次進行運行[7]。對各個模塊的描述語言采用的是VHDL語言，系數查表模塊在設計時元件使用的是ROM元件，把查找的內容寫入MIF文件中，采樣的頻率要比截止的頻率小一級，芯片結構在通過對算法的改進過程中得到最佳的匹配[8]。從而運算的效率被提高。

5. 結論

在我國的經濟飛速發展的帶動下我國的科學技術也在不斷的進步，在科學技術的支持下電子產品的設計水平也得到了大幅度的提升。現如今EDA技術憑借著自身的優勢儼然已經成為電子設計過程中的核心技術，成為電子產品研發應用的源動力。隨著科學技術的不斷變革，EDA技術也將電子設計的水平推向新的高度。電子設計的工程師要熟練的運用和掌握EDA技術，將EDA技術在電子設計中的應用優勢得以凸顯出來，通過實際的實踐操作中不斷的完善和創新，有效的解決傳統電子設計中的弊端，減少實際中的故障幾率，使得設計效率大幅度的提高，讓EDA技術得到更好的推廣前景，提高電子產品的核心競爭力，進一步促進電子產業的發展。

＊ [1]梁莉.EDA技術在現代電子設計中的應用研究[J].科技創新與應用，2016，06(35)：66—67.

＊ [2]黃育楷.EDA技術在電子技術設計中的應用[J].數字技術與應用，2016，03(08)：255—256.

＊ [3]趙周.EDA技術在數字電子技術實驗中的應用分析[J].電子制作，2016，04(10)：36.