EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

亓文卉

（萊蕪技師學(xué)院，山東濟(jì)南，271100）

0 引言

EDA技術(shù)在定義上來(lái)講屬于從網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、眾多科技中形成的新型電子設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)于整個(gè)電子設(shè)計(jì)行業(yè)來(lái)說(shuō)，EDA技術(shù)擁有更加深刻的系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性的支持作用。在當(dāng)下西方發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)中，EDA技術(shù)已經(jīng)成為了電子設(shè)計(jì)工作的主要支柱，這對(duì)于電子設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)意味著效率、質(zhì)量、速度等等方面的提升。在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中，為了更好的發(fā)展我國(guó)電子設(shè)計(jì)行業(yè)水平，需要對(duì)EDA技術(shù)進(jìn)行全方面的分析以及認(rèn)知，未來(lái)研究人員需要站在EDA技術(shù)概念的角度進(jìn)行出發(fā)，了解EDA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及整體使用流程。這對(duì)于EDA技術(shù)來(lái)說(shuō)，在使用的過(guò)程中可以提升整體技術(shù)價(jià)值，只有這樣才能夠在未來(lái)電子設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中實(shí)現(xiàn)追趕，從而更好的全方面提升整體工作水平。

1 EDA技術(shù)的概念

■1.1 EDA技術(shù)的涵義

EDA技術(shù)從定義上來(lái)講屬于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的英文簡(jiǎn)稱，屬于未來(lái)電子設(shè)計(jì)行業(yè)以及仿真模擬工作發(fā)展的主要方向，是未來(lái)的行業(yè)潮流。EDA技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中對(duì)于整個(gè)電子設(shè)計(jì)行業(yè)帶來(lái)了巨大的沖擊，一方面來(lái)說(shuō)對(duì)于行業(yè)的發(fā)展提供了相應(yīng)的技術(shù)依靠以及標(biāo)準(zhǔn)依靠，更成為了電子設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的主要潮流。在當(dāng)下世界電子設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)更需要將之設(shè)定為未來(lái)發(fā)展過(guò)程中的主要方向。世界電子設(shè)計(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家以及地區(qū)對(duì)于EDA技術(shù)的應(yīng)用越發(fā)普遍，我國(guó)更應(yīng)該將EDA技術(shù)作為發(fā)展過(guò)程中的主要突破口，使用這一技術(shù)來(lái)對(duì)EDA技術(shù)進(jìn)行研究能夠更好的提升電子設(shè)計(jì)行業(yè)的水平以及質(zhì)量。未來(lái)EDA技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中，電子設(shè)計(jì)工作可以通過(guò)EDA技術(shù)來(lái)找到更加系統(tǒng)且更加科學(xué)的技術(shù)體系支撐，在普遍推廣EDA技術(shù)的過(guò)程中，需要將電子設(shè)計(jì)行業(yè)實(shí)現(xiàn)更加深刻的發(fā)展與提升。

■1.2 EDA技術(shù)的主要特點(diǎn)

EDA技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中主要的技術(shù)特征屬于在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要自上而下進(jìn)行，而傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)行業(yè)則是自下而上進(jìn)行設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要確定集成電路的芯片，隨后根據(jù)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行具體化的設(shè)計(jì)，隨后才能夠進(jìn)行系統(tǒng)化的整體設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法在根本上來(lái)說(shuō)存在著嚴(yán)重的問(wèn)題與缺陷，首先是這種設(shè)計(jì)方法效率過(guò)低，需要的器材數(shù)量較多，容易出現(xiàn)故障，消耗量較大。EDA技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)屬于發(fā)展的主要方向以及優(yōu)化趨勢(shì)，EDA技術(shù)可以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的整體進(jìn)行優(yōu)化，在設(shè)計(jì)之初就需要完成整個(gè)部分的結(jié)構(gòu)與規(guī)劃。在EDA技術(shù)下，用戶在設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以對(duì)任意硬件工作的系統(tǒng)進(jìn)行描述，這對(duì)于設(shè)計(jì)的效率以及成功率非常重要。

2 EDA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

■2.1 EDA技術(shù)應(yīng)用范圍廣

在當(dāng)下電子設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，比較流行的編程方式主要有兩種，一種是無(wú)線編程，另一種是在線編程。EDA技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中可以有效的適應(yīng)電子設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的主要潮流。未來(lái)為了實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙編程，EDA技術(shù)的應(yīng)用可以幫助編程實(shí)現(xiàn)更高的保密性。

本文將分析EDA技術(shù)在電路性能優(yōu)化以及電路仿真分析當(dāng)中的應(yīng)用，并且以此為案例來(lái)分析EDA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)際特征。

首先是在電路性能優(yōu)化當(dāng)中，由于電子產(chǎn)品的元器件容差較好，因此設(shè)計(jì)的過(guò)程中只需要控制溫度就能夠保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在沒(méi)有EDA技術(shù)之前，設(shè)計(jì)師不僅僅無(wú)法對(duì)容差進(jìn)行分析，同時(shí)也無(wú)法控制環(huán)境溫度，因此無(wú)法達(dá)到最佳的處理狀態(tài)。而使用了EDA技術(shù)之后，可以提供統(tǒng)計(jì)分析的功能，同時(shí)也帶有溫度分析的功能，詳細(xì)利用這兩大功能，就可以讓元器件在運(yùn)行的過(guò)程中始終保持最佳狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化電路性能的目的。

其次是EDA技術(shù)在電路仿真分析當(dāng)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要是使用系統(tǒng)仿真的方法，或者結(jié)構(gòu)模擬的方法。而使用了EDA技術(shù)之后，設(shè)計(jì)人員可以更好的實(shí)行仿真模擬，這能夠有效的檢驗(yàn)新理論是否具有充分的科學(xué)性。設(shè)計(jì)師可以通過(guò)模擬分析的方式來(lái)全方面掌控電路結(jié)構(gòu)，從而根據(jù)設(shè)計(jì)人員經(jīng)歷來(lái)判斷設(shè)計(jì)合理性，及時(shí)糾正問(wèn)題。由此可見(jiàn)EDA技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于我國(guó)電子工程設(shè)計(jì)水平有著非常大的影響。

■2.2 EDA技術(shù)的可靠性高

EDA技術(shù)在使用的過(guò)程中能夠克服電子設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中的兩大障礙，分別是復(fù)位障礙和跑飛障礙，并且EDA技術(shù)的出現(xiàn)還將電子產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程中的系統(tǒng)進(jìn)行集成。使用EDA技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中有助于在電子設(shè)計(jì)行業(yè)當(dāng)中進(jìn)行管理，這對(duì)于電子設(shè)計(jì)行業(yè)來(lái)說(shuō)有助于風(fēng)險(xiǎn)控制，提升了電子設(shè)計(jì)的整體可靠性。

■2.3 EDA技術(shù)的普適性好

EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中對(duì)于升級(jí)以及創(chuàng)新有著非常重要的意義，并且在電子設(shè)計(jì)行業(yè)當(dāng)中，EDA技術(shù)的出現(xiàn)有助于發(fā)揮出容量大、速度快、效率高的特點(diǎn)。使用EDA技術(shù)對(duì)于電子設(shè)計(jì)行業(yè)來(lái)說(shuō)意味著根本性的優(yōu)勢(shì)。

■2.4 EDA技術(shù)的效率高

EDA技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)共同運(yùn)行，通過(guò)多種模塊來(lái)說(shuō)有助于實(shí)現(xiàn)功能化。未來(lái)電子設(shè)計(jì)的過(guò)程中EDA技術(shù)基礎(chǔ)的出現(xiàn)有助于提升電子設(shè)計(jì)行業(yè)中的速度與效率。未來(lái)在電子設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，EDA技術(shù)的應(yīng)用有助于超越原本的基礎(chǔ)，達(dá)到信息化以及市場(chǎng)化的需求。

■2.5 以八位加法器設(shè)計(jì)為案例進(jìn)行分析

圖1

八位加法器設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)思路主要的構(gòu)成方式有兩種，分別是串行進(jìn)位和并行進(jìn)位兩種。這兩種構(gòu)成方法有著不同的好處，首先是串行進(jìn)位，這一好處是占用資源少，而壞處則是速度慢。其次是并行進(jìn)位，好處在于速度快，壞處在于占用資源多。首先是串行進(jìn)位的加法器構(gòu)成，圖1為簡(jiǎn)單的展示。

其次并行進(jìn)位電路，圖2為并行進(jìn)位電路。

圖2

如果需要在速度與資源占用方面進(jìn)行折中選擇，那么可以將并行加法器與串行進(jìn)位進(jìn)行聯(lián)通。具體的聯(lián)通方式如圖3所示。

3 EDA技術(shù)的流程

■3.1 EDA技術(shù)的源程序

EDA技術(shù)在使用的過(guò)程中需要通過(guò)EDA技術(shù)工具來(lái)對(duì)需要進(jìn)行編輯的圖形和文本進(jìn)行編輯，就可以形成規(guī)范化的VHDL文件，這對(duì)于邏輯綜合之前的編輯控制有著非常重要的意義。在編輯之前，形成源程序的同時(shí)需要將之送入仿真器當(dāng)中進(jìn)行處理，處理的對(duì)象主要方向集中在檢驗(yàn)圖形或者文字方面的錯(cuò)誤。

■3.2 EDA技術(shù)的邏輯綜合

在電子設(shè)計(jì)的過(guò)程中，使用綜合器可以將電路設(shè)計(jì)過(guò)程中的高級(jí)語(yǔ)言描繪轉(zhuǎn)化成為低級(jí)的語(yǔ)言描述，這一過(guò)程也就是邏輯綜合。在進(jìn)行邏輯綜合之后，能夠?qū)HDL文件送入仿真器當(dāng)中進(jìn)行仿真才做，這一功能與結(jié)果基本上保持著一致。

■3.3 EDA技術(shù)的目標(biāo)器件

邏輯適配是指對(duì)上一步驟當(dāng)中的文件來(lái)對(duì)具體的目標(biāo)器件進(jìn)行映射。這一過(guò)程總的來(lái)說(shuō)包括器件配置、布線操作等等，在配置的過(guò)程中需要在指定的器件當(dāng)中來(lái)進(jìn)行配置。配置的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生下載文件，這一步驟之后需要進(jìn)行時(shí)序仿真操作。VHDL仿真器在運(yùn)行的過(guò)程中已經(jīng)對(duì)EDA器材的屬性進(jìn)行了全方面的考慮，這能夠提升時(shí)序結(jié)果的整體準(zhǔn)確性。

圖3

4 EDA技術(shù)的應(yīng)用

本次研究主要的案例設(shè)定為8255A芯片，本文將對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)研究，同時(shí)本部分也將對(duì)EDA技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分析。

■4.1 8255A端口及構(gòu)造體說(shuō)明

在本次研究當(dāng)中，這一設(shè)計(jì)模塊PPI端口一共定義了40個(gè)引腳，定義上來(lái)講與8255A芯片是相同的。端口的構(gòu)造體在很大程度上屬于輸入輸出的雙向引腳，這一端口與芯片端口處于相互對(duì)應(yīng)的位置，這一功能一般來(lái)說(shuō)通過(guò)EDA技術(shù)的bus-in和bus-out總線得以實(shí)現(xiàn)。

■4.2 構(gòu)造體進(jìn)程

構(gòu)造體進(jìn)程一般來(lái)說(shuō)包括兩方面。一方面是讀進(jìn)程工作指在片選信號(hào)和讀信號(hào)都有效時(shí)，在各個(gè)端口都能夠保持對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行信息讀入。另一方面寫(xiě)進(jìn)程工作屬于在片選信號(hào)與寫(xiě)信號(hào)有效時(shí)，將總線上的數(shù)據(jù)寫(xiě)入bus-out總線上，對(duì)于日后使用來(lái)說(shuō)有著一定的作用以及效果。在電子設(shè)計(jì)的過(guò)程中使用EDA技術(shù)可以成為整體行業(yè)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)支撐。

5 結(jié)論

EDA技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中得到了更好的提升與進(jìn)步，這屬于電子設(shè)計(jì)工作的前提。在電子設(shè)計(jì)市場(chǎng)發(fā)展的過(guò)程中，需要遵循這樣的發(fā)展潮流，而想要達(dá)到這樣的發(fā)展前景，就需要在電子設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中更全面的使用EDA技術(shù)，這能夠提升電子設(shè)計(jì)工作的效率以及質(zhì)量。未來(lái)為了保證電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)性、集成性目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于電子設(shè)計(jì)工作的發(fā)展有著基礎(chǔ)性的作用，同時(shí)也能夠成為整體發(fā)展的出發(fā)點(diǎn)。