发展预备党员发言范文如何写(四篇)
时间:2025-06-21
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电子设计技术的核心就是eda技术,eda是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子cad通用软件包,主要能辅助进行三方面的设计工作,即ic设计、电子电路设计和pcb设计。eda技术已有30年的发展历程,大致可分为三个阶段。70年代为计算机辅助设计(cad)阶段,人们开始用计算机辅助进行ic版图编辑、pcb布局布线,取代了手工操作。80年代为计算机辅助工程(cae)阶段。与cad相比,cae除了有纯粹的图形绘制功能外,又增加了电路功能设计和结构设计,并且通过电气连接网络表将两者结合在一起,实现了工程设计。cae的主要功能是:原理图输入,逻辑仿真,电路分析,自动布局布线,pcb后分析。90年代为电子系统设计自动化(eda)阶段。
eda代表了当今电子设计技术的最新发展方向,它的基本特征是:设计人员按照“自顶向下”的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,系统的关键电路用一片或几片专用集成电路(asic)实现,然后采用硬件描述语言(hdl)完成系统行为级设计,最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件,这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法。下面介绍与eda基本特征有关的几个概念。
1.“自顶向下”的设计方法10年前,电子设计的基本思路还是选用标准集成电路“自底向上”地构造出一个新的系统,这样的设计方法就如同一砖一瓦建造金字塔,不仅效率低、成本高而且容易出错。
高层次设计是一种“自顶向下”的全新设计方法,这种设计方法首先从系统设计入手,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,用综合优化工具生成具体门电路的网络表,其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的,这既有利于早期发现结构设计上的错误,避免设计工作的浪费,又减少了逻辑功能仿真的工作量,提高了设计的一次成功率。
设计现代电子产品的复杂度日益提高,一个电子系统可能由数万个中小规模集成电路构成,这就带来了体积大、功耗大、可靠性差的问题。解决这一问题的有效方法就是采用asic芯片进行设计。asic按照设计方法的不同可分为全定制asic、半定制asic 和可编程asic(也称为可编程逻辑器件)。
设计全定制asic芯片时,设计师要定义芯片上所有晶体管的几何图形和工艺规则,最后将设计结果交由ic厂家去进行掩模制造,做出产品。这种设计方法的优点是芯片可以获得最优的性能,即面积利用率高、速度快、功耗低,而缺点是开发周期长,费用高,只适合大批量产品开发。
半定制asic芯片的版图设计方法分为门阵列设计法和标准单元设计法,这两种方法都是约束性的设计方法,其主要目的就是简化设计,以牺牲芯片性能为代价来缩短开发时间。
可编程逻辑芯片与上述掩模asic的不同之处在于:设计人员完成版图设计后,在实验室内就可以烧制出自己的芯片,无须ic厂家的参与,大大缩短了开发周期。
可编程逻辑器件自70年代以来,经历了pal、gal、cpld、fpga几个发展阶段,其中cpld/fpga属高密度可编程逻辑器件,目前集成度已高达200万门/片,它将掩模asic集成度高的优点和可编程逻辑器件设计生产方便的特点结合在一起,特别适合于样品研制或小批量产品开发,使产品能以最快的速度上市,而当市场扩大时,它可以很容易地转由掩模asic实现,因此开发风险也大为降低。
上述asic芯片,尤其是cpld/fpga器件,已成为现代高层次电子设计方法的实现载体。
3.硬件描述语言硬件描述语言(hdl)是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言,它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式,与传统的门级描述方式相比,它更适合大规模系统的设计。例如一个32位的加法器,利用图形输入软件需要输入500至1000个门,而利用vhdl语言只需要书写一行“a=b+c”即可。而且vhdl语言可读性强,易于修改和发现错误。早期的硬件描述语言,如abel、hdl、ahdl,由不同的eda厂商开发,互不兼容,而且不支持多层次设计,层次间翻译工作要由人工完成。为了克服以上不足,1985年美国国防部正式推出了高速集成电路硬件描述语言 vhdl,1987年ieee采纳vhdl为硬件描述语言标准(ieeestd-1076)。
vhdl是一种全方位的硬件描述语言,包括系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级多个设计层次,支持结构、数据流和行为三种描述形式的混合描述,因此vhdl几乎覆盖了以往各种硬件描述语言的功能,整个自顶向下或自底向上的电路设计过程都可以用vhdl来完成。vhdl还具有以下优点:(1)vhdl的宽范围描述能力使它成为高层次设计的核心,将设计人员的工作重心提高到了系统功能的实现与调试,而花较少的精力于物理实现。(2)vhdl可以用简洁明确的代码描述来进行复杂控制逻辑的设计,灵活且方便,而且也便于设计结果的交流、保存和重用。(3)vhdl的设计不依赖于特定的器件,方便了工艺的转换。(4)vhdl是一个标准语言,为众多的`eda厂商支持 …… 此处隐藏:5350字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……