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EDA技術數位電子技術的應用論文

EDA技術數位電子技術的應用論文

由於計算機科學與技術的高速發展,數位電子技術試驗在高等院校電子類資訊專業教學中十分關鍵,其具有較強的理論性及工程實踐性。可是,由於電子技術的高速發展,高校數位電子技術試驗教學的環境與形勢也逐步產生改變。當前社會中,老師同樣與學生需要面對全新的機遇及挑戰。在此類狀況中,很多學者及高校透過試驗教學的方式進行創新,以此探究電子設計自動化技術,使得EDA技術具有充沛的條件為數位電子技術試驗提供有效、合理的環境,能夠較大程度提高學員的創新能力、計算機應用能力以及實踐動手能力,且為學生此後的就業打好基礎。

1EDA技術數位電子技術的設計步驟

對於設計範疇而言,EDA技術的研發對數位電子設計的意義十分重大,將傳統硬體、搭試、除錯以及焊接改變為透過計算機運轉的自動化形式。

1.1設計輸入

所有專案在執行設計途中,都具備了最少一項以上的多原始檔,其可以為VHDL檔案、原理圖檔案以及混合輸入檔案等。

1.2綜合

運用EDA軟體系統的綜合器將VHDL軟體設計及硬體可執行性進行銜接則為綜合,也是軟體改變成硬體電路十分主要的方法,透過這一環節能夠完成原始檔的綜合。在真正的應用過程裡,EDA軟體系統綜合器大多為對於某類CPLD/FPGA供應商的產品進行除錯,因此,綜合的最終結論則為同硬體可實現性具有緊密的聯絡。EDA技術為我們完成邏輯綜合及最佳化給予了良好的功能,其能夠將設計人員涉及的邏輯級的電路圖向門級電路執行自動轉換,最終構成相應的時序分析檔案、網表文件等不同報表。

1.3適配

此環節也稱之為佈線佈局,在綜合之後則需使用CPLD/FPGA佈線以及佈局介面卡將綜合後的圖示檔案進行代表的邏輯對映操作,而在這過程中又詳細的涵蓋了邏輯分割、底層器件配置、佈局佈線、邏輯最佳化等相關操控。而在適配結束後,則會產生與時序模擬應用的網表文件與下載檔案當中,比如JAM或EDEC等形式的檔案,最終適配物件和器件的構造細節對應尤為關鍵。

1.4模擬

模擬則為程式設計下載前,一定要透過EDA工具進行適配所形成的結論進行模擬測驗。在EDA設計中,模擬十分關鍵,模擬通常包含了功能模擬與時序模擬。功能模擬為僅針對設計描繪的邏輯功能採取測試模擬,以此掌握是否符合原設計的標準,並在模擬過程裡不會對具體硬體特徵有所涵蓋。時序模擬是透過適配後的表格檔案進行模擬,將器件的硬體特徵包含在內,因此,這一器件模擬最貼近真實,且模擬結論的精準度較高。1.5程式設計下載在模擬之後將適配後生成的下載檔案透過Byteblaster下載電纜線,將其透過FPGA/CPLD器件進行維護,便於檢驗與除錯硬體。最終統一執行測試硬體系統,包括FPGA及CPLD。保障設計專案在目標系統中的實際工狀況的終極驗證相符,從而避免在設計時產生錯誤,實現設計的改革及最佳化。

2EDA技術數位電子技術的試驗構架

2.1虛擬數位電子技術的試驗構架

EDA研發工具有許多種,其中常見的有Multisin、Quar-tusII、Protel以及Matlab,進行建立虛擬數位電子技術試驗平臺。而此虛擬數位電子技術試驗平臺透過兩方面組成:①源於EDA的學習的平臺,而主要為試驗模擬功能塊;②虛擬試驗平臺,主要為試驗平臺資訊的管理功能塊與試驗管理及評估功能塊。這兩方面功能塊相互間需要進行資訊互動,以此建立起具備功能較為完善、虛擬的、源於EDA技術的數位電子技術試驗平臺。

2.2各模組框架

以EDA試驗平臺為基礎,其試驗模擬功能塊主要透過四個方面構成:①獲得專案資訊;②基礎學習;③完成虛擬試驗;④處理試驗結論。參加試驗的人員透過此虛擬試驗平臺獲得相應的試驗內容,透過基礎學習,選擇適當的EDA工具,將需要執行的試驗內容得以完成,並將其試驗資料、圖示乃至源程式程式碼、試驗圖紙、模擬引數、模擬結論儲存或透過紙質輸出,並將其上傳到資料庫,有利於未來翻閱使用。基礎學習透過四個方面結合而成,則為EDA工具學習、學習軟體程式語言、熟悉試驗器件、試驗理論知識等。EDA工具是Multisin、Quar-tusII、Protel以及Matlab程式語言中使用最為廣泛的組合語言及VHDL兩種語言。試驗期間使用的是普遍數字晶片,並且,系統中還能夠下載完善的`數字試驗設計案例,案例中存在清晰的系統設計路線,乃至系統內的重要技術介紹,有利於試驗人員深刻理解數字系統,並提升設計能力。試驗管理及評估功能塊包含了釋出試驗專案內容、獲取試驗專案完成資訊、批閱試驗專案、管理試驗資訊。管理人員首先需要將試驗內容透過此平臺傳輸給相應人員。

3EDA技術數位電子技術的試驗應用效果

我們以EDA試驗平臺為基礎,其試驗模擬功能塊主要透過四個方面構成:①獲得專案資訊;②基礎學習;③完成虛擬試驗;④處理試驗結論。虛擬數位電子技術試驗平臺透過兩方面組成:①主要是試驗模擬的功能塊。②主要是試驗平臺的資訊管理功能塊和試驗的管理評估功能塊。以上兩個功能塊之間一般需要資訊互換,以此建立起具備功能較為完善、虛擬的、源於EDA技術的數位電子技術試驗平臺。

3.1試驗的可靠性比較高

在試驗教學中把EDA數位電子技術融入其中,不僅僅可以提高試驗教學的效率,還可以使得試驗的效果比較真實可信。用這個技術可以非常真實的表現出電路設計中可能存在的問題。其實每個實閘電路的延時都非常有可能出現電路冒險競爭現象,這種現象往往會使得正常的訊號進入不正常的尖峰脈衝,但是這種現象往往會因為裝置取樣精度影響,觀察不出來。然而我們可以透過EDA軟體把這一現象觀察出來。

3.2透過試驗學生的動手能力會大大提高

EDA數位電子平臺有著電路的更改更加快捷,除錯更加便捷,其開發的時間段也不長等這些優勢。那麼我們在進行EDA數位電子試驗的時候,學生能夠快速的學會電子設計。在這個基礎上再進行綜合試驗的設計與研究,就會非常容易。EDA數位電子試驗平臺由於教學比較新穎,學生會產生濃厚的學習興趣,進而使得最終可以熟練的掌握所學的知識。

3.3EDA數位電子技術試驗具有開放性

EDA數位電子模擬技術試驗在實際的教學中是不受器材制約的,當然也不受課時制約,並且相當部分的工作都是計算機來做的,其設計工作不僅僅只是在試驗室,在設計完成之後,我們可以把試驗檔案儲存起來,還要對晶片實際執行的特性進行測試,這樣可以大大提高試驗的靈活性。在教學的時候,學生也可以進行自主的設計試驗,並且提出問題,大大的提高的教學的質量。

4EDA數位電子模擬教學大大提高了教學質量

在進行復雜試驗的時候,往往所牽涉的引數是非常多的,哪怕只是出現一個小小的失誤,都會直接影響到試驗的結果。運用EDA數位電子技術能夠使得教學試驗變得比較容易操作,並且還可以設計幾種方案,進而提高教學的效率。對那些資金不是短缺的學校,用EDA數位電子模擬技術可以讓學生在電腦就完成所有的試驗,不僅僅降低了成本也提高了教學質量。在試驗人員結束試驗專案後,需對其結論進行複製,並將其輸入至資料庫內。試驗平臺資訊管理功能塊包含了註冊模組、登入模組、試驗資訊管理以及故障處理。而平臺資訊管理功能塊的主要工作為管理日常試驗資訊,如試驗人員的登入與註冊、試驗平臺材料的下載與故障維護等。

5結束語

綜上所述,虛擬數位電子技術試驗身為相對前沿的試驗方式,雖然自身優勢較多,可並無法真正取代傳統試驗,所以,在加強數位電子技術試驗的同時,也不可忽略傳統試驗的存在。以EDA技術為基礎設計的全新試驗架構,融合所有功能模組的執行路線,對於不同設計功能要求,選擇有效的設計工具且規劃出更為完善的試驗體系。