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现代数字体系计划

2017-04-23 10:49分类:电工考证知识 阅读:

  跟着电子核算机技能的迅猛开展,核算机辅佐计划技能深人人类经济日子的各个范畴,电子CAD便是运用核算机辅佐计划技能来进行电子商品的计划、开发、制作。电子体系的计划,依据选用核算机辅佐技能的介入程度,能够分为3类:
榜首类是人工计划办法,这是一种传统的计划办法,从计划的提出到验证和批改均选用人工手法结束,分外是体系的验证需求经过实习搭试电路来结束。因而这种办法花费大、功率低,制作周期长。
第二类人和核算机一同结束电子体系的计划,这便是前期的电子CAD办法。凭仗于核算机来结束数据处理、仿照评估、计划验证等有些作业,即凭仗于核算机,咱们能够计划计划稍大的电子体系,计划时期中的许多作业需求人工来结束。
第三类计划办法称为电子计划主动化(Electronic Design Automation,简称 EDA)。电子体系的悉数计划进程或大有些计划均由核算机来结束。因而能够说EDA是电于CAD开展的必定趋势,是电子CAD的高级时期。本书所介绍的现代数字体系的计划便是选用EDA技能进行计划。当然 ,这儿的所谓 EDA首要是指数字体系的主动化计划,因为这一范畴的软硬件方面的技能已比照老练,运用的遍及程度也已比照大。而仿照电子体系的EDA正在进入有用。此外,因为电子信息范畴的悉数数字化,依据EDA的数字体系的计划技能具有更大的运用商场和更急迫的需求性。
现代电子体系计划范畴中的EDA是跟着核算机辅佐计划技能的前进和可编程逻辑器材的呈现应运而生并不断完善。可编程逻辑器材,分外是如今CPLD/FPGA的广泛运用,为数字体系的计划带来极大的活络性。因为该器材能够经过软件编程而对其硬件的构造和作业办法进行重构,使得硬件的计划能够好像软件计划那样便利便利。这悉数极大地改动了传统的数字体系计划办法、计划进程,乃至计划观念。
EDA技能便是以核算机为东西进行电子计划。现代的EDA软件渠道已突破了前期仅能进行PCB地图计划,它集计划、仿真、查验于一体,装备了体系计划主动化的悉数东西:装备了多种能兼用和混合运用的逻辑描写输入东西;一同还装备了高功用的逻辑归纳、优化和仿真仿照东西。EDA技能凭仗于大计划集成的可编程逻辑器材PLD(Programmable Logic Device)和高效的计划软件,用户不只可经过直接对芯片构造的计划结束多种数字逻辑体系功用,并且因为管脚界说的活络性,大大减轻了电路图计划和电路板计划的作业量和难度;一同,这种依据可编程逻辑器材芯片的计划大大削减了体系芯片的数量,减小了体系的体积,前进了体系的牢靠性。如今只需一台核算机、一套EDA软件和一片PLD芯片,就能在家中结束大计划集成电路和数字体系的计划。
如今大计划PLD体系正朝着为计划者供应体系内可再编程(或可再装备)的才干方向开展,即只需把器材插在体系电路板上,就随对其进行编程或再编程,这就为计划者进行电子体系计划和开发供应了可结束的最菜鸟法。选用体系内可再编程的技能,使得体系内硬件的功用能够象软件一样地被编程来装备,然后能够使电子体系的计划和商品功用的改善及拓展变得十分简略。选用这种技能,对体系的计划、制作、查验和维护也发作了严峻的影响,给样机计划、电路板调试、体系制作和体系晋级带来革新性的改动。
传统的计划办法是都是自底向上的,即首要断定可用的元器材,然后依据这些器材进行逻辑计划,结束各模块后进行衔接,终究构成体系。然后经调试、丈量看悉数体系是不是抵达规矩的功用方针。
(1) 这种"自下而上"的计划办法常常遭到计划者的阅历及商场器材状况等要素捆绑,且没有显着的规矩可循。
(2) 体系查验在体系硬件结束后进行。假如发现体系计划需求批改,则需求从头制做电路板、从头收购器材,从头调试与批改计划。悉数批改善程化费许多的时间与经费。
(3) 电路计划是原理图计划办法,而原理图计划的电路关于凌乱体系的计划、阅览、沟通、批改、更新、保留都十分艰难,晦气于凌乱体系的使命分化与归纳。
依据EDA技能的所谓自顶向下的计划办法刚好相反,它首要从体系计划下手,在顶层进行功用差异和构造计划,并在体系级选用仿真手法验证计划的精确性,然后再逐级计划低层的构造,结束从计划、仿真、查验一体化。其计划的验证与计划、电路与PCB计划、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)计划等都由电子体系计划师凭仗于EDA东西结束。自顶向下计划办法的特征表如今:
(1) 依据PLD硬件和EDA东西支持;
(2) 选用逐级仿真技能,以便及早发现疑问批改计划计划;
(3) 依据网上计划技能使全球计划者计划效果同享,计划效果的再运用得到确保。 现代的电子运用体系正向模块化开展,或许说向软硬核组合的方向开展。关于以往成功的计划效果稍作批改、组合就能投人再运用,然后发作全新的或派生的计划模块,一同还能够以一种IP核的办法进行存档。
(4) 因为选用的是构造化开发手法,可结束多人多使命的并行作业办法,使凌乱体系的计划计划和功率大起伏前进。
(5) 在挑选器材的类型、计划、硬件构造等方面具有更大的自在度。所谓分层次计划,是将计划层次分红5级,即印制体系级、存放器传输级、门级、电路级和器材(板图)级。其间,体系是最上一层,是最笼统的计划层次,它将电子体系看作由一些体系部件构成,而各部件之间的衔接可所以笼统的,只需表达了解体系的体系构造、数据处理功用、算法等即可;存放器传输级则以具有内部状况的存放器以及衔接存放器之间的逻辑单元作为部件,要害在于表达信号的运算、传输和状况的搬运进程;门级计划也便是逻辑计划,它以电路或触发器作底子部件,表达各种逻辑联络;电路级计划则以可看作分立的底子元件,详细表达电路在时域的伏安特性或频域的呼应等功用;器材级又称为板图级,现代电路计划以板图级计划作为最底层次。
EDA软件渠道的另一特征是日益强壮的仿真查验技能,所谓仿真(simulate)便是计划的输入、输出(或基地变量)之间的信号联络由核算机依据计划供应的计划计划从各种纷歧样层次的体系功用特征结束一系列精确逻辑和时序验证。查验技能是在结束实习体系的设备后,只需经过核算机就能对还能对体系上的方针器材进行所谓鸿沟扫描查验。EDA仿真查验技能都极大地前进了大计划体系电子计划主动化程度。
现代数字体系计划内容十分广泛,体系功用日趋完善和智能化。依据网上计划的EDA技能,具有规范化的计划办法和计划言语,现已变成信息工业界的一同渠道,变成数字体系计划的必定挑选。

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