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1、第期 年月黑龙江农业工粗职业学院学报口目如幼如沁川加】阁乡技术及其应用孙冠男黑龙江农业工程职业学院信息工程系黑龙江哈尔滨,摘要用技术作为开发手段,实现一个数字系统的设计。系统采用 了顶层图形设计思想,签于硬件描述语言,以可编程器件为核 心具有体积小、可金性高、灵活性强等特点将技术与传统电子设计方法进行比较,总结 出别技术的优势关扭词数字系统电子设计的必经由之路是数字化,这已在电子领芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作,最终域内成为共识。在数字化的道路上,我国的电子技术形成集成电子系统或专用集成芯片。技术是伴经历了一系列重大的变革 从应用小规模集成电路构随着计算机、集成电路、电子系统的设计发
2、展起来的,成电路系统,到广泛地应用微控制器或单片机,在 电至今己有多年的历程。大致可以分为三个发展阶子系统设计上发生了具有里程碑意义的飞跃 电子产段世纪年代的计算机辅助设计阶段。品正在以前所未有的速度进行着革新,主要表现在大这一阶段的主要特征是利用计算机辅助进行电路原规模可编程逻辑器件的广泛应用。特别在当前半导体理图编辑,布线,使得设计师从传统高度繁杂工艺水平已经达到深亚微米,芯片的集成高达到千兆的绘图劳动中解脱 出来世纪年代的计位,时钟频率也在向千兆赫兹 以上发展,数据传输位算机辅助工程设计阶段这一阶段的主要特征是以数达到每秒几十亿次,未来集成电路技术的发展趋势逻辑摸拟、定时分析、故障仿真、
3、自动布局布线为核将是片上系统。从而实现可编程片上系统芯片心,重点解决电路设计的功能检测等问题,使设计能、必将成为今后电子系统设计的一个发在产品制作之前预知产品的功能与性能世纪展方向所以电子设计技术发展到今天,又将面临另年代是电子设计自动化阶段这一阶段的主要一次更大惫义的突破,在基础上的广泛特征是以高级描述语言,系统级仿真和综合技术为特应用。点,采用“自顶向下”的设计理念,将设计前期的许多技术的概念以高层次设计由工具来完成是能够帮助人是电子设计自动化的缩写。由于它是们设计电子电路或系统的软件工具。该工具可以在电一门刚刚发展起来的新技术,涉及面广,内容丰富,子产品的各个设计阶段发挥作用,使设计更复
4、杂的电理解各异,所以目前尚无一个确切的定义。但从路和系统成为可能在原理图设计阶段,可以使用技术的几个主要方面的内容来看,可以理解为中的仿真工具论证设计的正确性在芯片设计技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件阶段,可以使用中的芯片设计工具设计制作芯描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算片的版图在电路板设计阶段,可以使用中电机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系路板设计工具设计多层电路板 随着支持硬件描述语统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软言的工具的出现,使复杂数字系统设计自动化件设计电子系统到硬件系统的一门新技术。可以实现成为可能,只要用硬件描述语言将数字系统的
5、行为描逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优述正确,就可以进行该数字系统的芯片设计与制造。化,逻辑布局布线、逻辑仿真完成对于特定目标有专家认为,世纪将是技术的高速发展期,第期 年月黑龙江农业工程职业学院学报公叼拓恤哈技术将是对世纪产生重大影响的十大技术之技术的基本特征代表了当今电子设计技术的最新发展方向,利用工具,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量工作可以通过计算机完成,并可 以将 电子产品从电路设计、性能分析到设计出完整版图或版图的整个过程在计算机上自动处理完成。设计者采用的设计方法是一种高层次的“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
6、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。设计者的工作仅限于利用软件的方式,即利用硬件描述语言和软件来完成对系统硬件功能的实现。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,提高了设计的一次性成功率。由于现代电子产品的复杂度和集成度的日益提高,一般分离的中小规模集成电路组合己不能满足要求,电路设计逐步地从中小规模芯片转为大规模、超大规模芯
7、片,具有高速度、高集成度、低功耗的可编程逻辑器件己蓬勃发展起来。在技术中所用的大规模、超大规模芯片被称为可编程芯片。目前集成度已高达万门片以上,它将掩模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实现,因此开发风险也大为降低。可 以说器件,已成为现代高层次电子设计方法的实现载体。硬件描述语言硬件描述语言是一种用于进行电子系统硬件设计的计算机高级语言,它采用软件的设计方法来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式。硬件描述语言可以在三个层次上进行电路描述,其层次由高到低分为行为级
8、、结构级和门电路级常用硬件描述语言有、和语言。语言是一种高级描述语言,适用于行为级、结构级和门电路级的描述语言和语言属于一种较低级的描述语言现在语言和语言作为工业标准硬件描述语言,已得到众多公司的支持,在电子工程领域,它们已成为事实上的通用硬件描述语言,承担几乎全部的数字系统的设计任务。应用语言进行电子系统设计有以下优点与其他硬件描述语言相比,具有更强的行为描述能力,强大的行为描述能力是避开具体的器件结构,从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证具有丰富的仿真语句和库函数,使得在任何大系统的设计早期就能检查设计系统的功能可行性,并可以随时对系统进行仿真语句的行为描述能力和程序结构,决定了
9、它具有支持大规模设计的分解和对己有设计的再利用功能用完成的设计,可以利用工具进行逻辑综合和优化,并可根据不同的目标芯片自动把描述设计转变成门级网表,这种设计方式极大地减少了电路设计的时间及可能发生的错误,从而降低了开发成本对设计的描述具有相对独立性,可以在设计者不了解硬件结构的情况下,也不必掌握最终设计的目标器件是什么,而进行独立的设计由于具有类属描述语句和子程序调用等功能,所以对于己完成的设计,可以在不改变源程序的情况下,只需改变类属参量或函数,就能很容易地改变及计的规模和结构。第期 年月只龙江农业工程职业学院学报 川幻加,正范找。目雌那。技术的应用电子技术发展迅猛,逐出,在仿真和设计两方面
10、支持标准硬件描述语言的渐在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着软件不断更新、增加,使技术得到了更大巨大的作用在教学方面,几乎所有理工科类的高校的发展。电子技术全方位纳入电子设计 自动化领域。都开设课程主要是让学生了解的基本使得电子领域各学科的界限更加模糊,更加互原理和基本概念、掌握描述系统逻辑的方法、为包容,突出表现在以下几个方面使电子设计成果使用工具进行电子电路课程的模拟仿真实验,以自主知识产权的方式得以明确表达和确认成为可并在作毕业设计时从事简单电子系统的设计,为今后能基于工具的设计标准单元己涵盖大工作打下基础在科研方面,主要利用电路仿真工具规模电子系统及核模块软硬件核在电子行业进行
11、电路设计与仿真利用虚拟仪器进行产品调试的产业领域、技术领域和设计应用领域得到进一步确将器件的开发应用到仪器设备中。例认。随着半导体技术、集成技术和计算机技术的迅猛如在无线通信系统中,所有移动手机和无线发展,电子系统的设计方法和设计手段都发生了很大荃站都工作在相同的频谱,为区别不 同的呼叫,每个的变化。技术是电子设计领域的一场革命。传手机有一个唯一的码序列,基站必须能判别统的“固定功能集成块连线”的设计方法正逐步地退这些不同的码序列才能分辨出不同的传呼进程,这一出历史舞台,而基于芯片的设计方法正成为现代电子判别是通过匹配滤波器的输出显示在输入数据流中系统设计的主流 作为高等院校有关专业的学生和广
12、得到特定的码序列能提供良好的滤波器设大的电子工程师了解和掌握这一先进技术是势在必计,而且能完成高级数据处理功能,因而行,这不仅是提高设计效率的需要,更是时代发展的在现代通信领域方面获得广泛应用。在产品设计与制需求,只有掌握了技术才有能力参与世界电子造方面从高性能的微处理器、数字信号处理器到彩工业市场的竞争,才能生存与发展。随着科技的进步,电、音响和电子玩具电路等,技术不单是应用电子产品的更新日新月异,技术作为电子产品于前期的计算机模拟仿真、产品调试,而且也在电子开发研制的源动力,己成为现代电子设计的核心。所产品制作、电子设备研制与生产、电路板焊接等方面以发展技术将是电子设计领域和电子产业界的也拥有重要作用。技术己经成为电子工业领域一场重大的技术革命,同时也对电子类课程的教学和不可缺少的技术支持。科研提出了更深更高的要求技术发展趋势技术在进入世纪后,由于更大规模的和器件的不断推 幽口、俪咖,回,“喇卜好田心别陪少堪,欧“侧四脉、户、则邵勿如比妙汕】即肚口、俪曲碱加川泊。目即,沈口口叮和川吕乡盯雍 今考文欲播松主编从即八技术实用技术,科学出版社年出版【红主编从皿数字电路设计,机械工业出版社年出版从,切致字电路设计,清华大学 出版社年出版
