诌议在电子设计中电子设计自动化的运用

杨伟豪

摘要：计算机技术的快速发展使得电子设计自动化成为可能，电子设计自动化的出现使电子设计进入了一个全新领域。如今，在计算机技术支持下电子设计自动化的发展越来越快，各种各样电子设计软件应运而生。为了提高电子设计自动化在电子设计中的使用效果，本文扼要分析了电子设计自动化特点，以及其应用于电子设计的基本流程及注意事项，使电子设计自动化得到进一步推广和应用。

关键词：电子设计自动化 领域 流程 特点 应用

中图分类号：F407.63文献标识码：A 文章编号：

随着电子工业不断发展，人类社会已经进入了电子时代，对电子产品的质量和先进性提出了更高的要求。为了满足电子产品大规范生产的需求、简化电子产品设计环节、确保电子产品设计精确，电子设计自动化应运而生，为设计人员提供了一个行之有效的设计工具，广泛应用于诸多电子设计工作中，并在其中有着不可代替的地位。

一、电子设计自动化内涵及特点

（一）电子设计自动化内涵

电子设计自动化是将计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术，被广泛应用于电子电路设计和仿真、集成电路版图设计、印刷电路板设计及可编程器件编程等众多工作中，是一种现代化、自动化设计工具。

（二）电子设计自动化特点

1、自动化

电子设计自动化设计过程中，通过应用软件可以使“系统层-电路层-物理层”整个过程实现自动化。设计过程中，设计人员按照电子系统指标要求采用相应的电子设计自动化软件设计产品的功能，并利用相关软件验证产品的设计效果，其中，基本不需要设计人员进行手工设计，整个过程是一个自动化设计过程。

2、集成化

在计算机技术支持下，不同的应用软件在计算机平台上形成一个功能强大的

电子设计环境，使得电子产品拥有了一个高度开发的集成环境。在这样一个高度开发的设计环境中，不仅可以有效控制设计过程、设计数据及设计软件，还可以使设计软件共享设计资源，为电子设计提供了一个高度开放的设计环境。

3、智能化

电子设计自动化为设计人员提供了一个完备的设计向导和提示，设计人员不需掌握深层次的设计知识、理论和技巧，即使不进行手工运算、设计的情况下也可利用应用软件完成电路设计。所以说，这也是一个智能化的设计过程。

4、丰富化

科学技术不断进步的情况下，电子设计自动化软件越来越多，为设计人员提供了越来越多的设计工具，使得电子设计自动化技术得到了极大的丰富和发展，设计人员的设计也更加便捷。

二、电子设计自动化在电子设计中的应用

（一）电子设计中应用电子设计自动化的设计流程

电子设计自动化在电子设计中应用的基本流程，就是先利用电子设计自动化工具中的图形编辑器清楚表达出设计人员的设计思想，方式可以是文本也可以是图形，然后进行语法、电路排错及格式转换，之后便可进行逻辑设计。在逻辑设计过程中，将软件设计与硬件连接在一起，使软件成功转化为硬件，最后优化设计结果，消除冗余逻辑，节省资源。

设计输入

设计输入的主要工具有HDL编辑器、原理图编辑器、状态机编辑器，其中的HDL编辑器是高层次设计中普遍采用的输入工具。在设计输入中，设计人员要利用电子设计自动化软件中的文本、图形编辑工具将设计人员的设计思路用文本、图形方式清楚表达出来。表达方式是可以选择的，并可以混用，一般情况下通常采用图形形式，既直观又方便。

2、排错编译

完成设计输入后利用编译器进行排错编译，编译成需要的、特定形式的编程文件。排错编译是逻辑综合的必须准备工作，为了保证最终编程文件的准确性和可靠性，应利用编译器自动进行错误检查、网表提取、器件适配，一切无误后产生设计人员想要的文件。

3、逻辑综合

在逻辑综合中实现软件与硬件之间的挂钩，是软件设计转化为硬件电路的关键。设计综合后，软件设计一般可生成EDIF、XNF、VHDL等形式的网表文件，文件基本描绘了电子电路的基本构成。之后，便可以根据电子电路构成利用相关软件进行功能仿真，验证设计结果是否满足了设计者的设计意图及电子电路设计的要求。如果设计结果出现偏差，利用科学工具分析其中存在的原因，针对影响因素提出合理的改进与解决措施，重新设计，直至功能仿真收到良好的效果。

4、编程下载

在编程下载阶段，功能仿真确定设计没有错误、纰漏之后，可以利用Multi LINX电缆或JTAG编程器将编程下载下来，存档于目标地址，即完成了设计实现工作。

（二）电子设计中应用电子设计自动化应注意的问题

1、优化逻辑综合，便于得到易于实现的结果

逻辑综合后，电力设计可能存在冗余的程序影响设计结果实现的效果，妨碍硬件电路日后的运行效率，为此，需要对电路设计进行逻辑综合优化，优化设计软件。优化过程中，由于自动编译器经常会被简化掉，因而需要特别注意一下这个问题，如果被去除应立即恢复。

2、现场可编程门阵表结构的选用

电子设计自动化应用中，现场可编程门阵表一般采用找表结构、AND-OR结构、多路选择器结构等。之所以选择以上结构，关键在于这些结构具有显著的可编程性。但是，由于以上结构具有比较大的时延性，易导致设计中同步信号发生时序偏移。尽管该类问题是现场可编程门阵表设计中常见问题，且时延性得到有效控制的难度比较大，但是为了提高设计的可靠性，设计过程中必须对此提高注意。

3、逻辑划分方法及芯片利用率问题

由于FPGA容量和I/O数目都是有限的，为此，一个大型电子电路只有经过逻辑划分后才能利用多个芯片实现功能。这种情况下，逻辑划分的方法的优劣程度直接关系着设计的性能。除次之外，如果在固定引出端分配的前提下进行电路修改的话，由于芯片I/O引出端比较多，非常容易导致芯片的不布通率降低。为此，设计过程中应尽量使用多个芯片，并保证逻辑划分方法的有效性。

4、延时性各不相同

尽管电子软件设计完成后进行了功能仿真，核实了硬件功能设计的性能，可是由于门列阵、功能单元等形式的延时性各不相同，有可能存在延时性不匹配的问题，影响到硬件的设计功能。鉴于这个问题对电力电路性能影响重大，为了使这个问题得到有效解决，国际上一些国家专门研发了硬件功能仿真软件，一定程度上提高了功能仿真的准确性和可靠性。

为了使电子设计自动化在我国得到进一步推广和应用，我国相关研发机构和研究人员也在认真、大力研究这一问题。随着科学技术水平不断提高，这个问题在未来一定会得到有效解决，使电子设计自动化更广为所用，应用起来更为简化和便捷。

结束语

时至今日，电子设计中已经离不开电子设计自动化技术的参与，电子设计自动化在微电子技术和现代数字系统应用中的作用越来越显著。在通信、航天、医学、国防、工业、仪器仪表等领域中应用的电子设计自动化技术正在快速向前发展着，高科技电子产品的研发工作对电子设计自动化的依赖日趋明显，极大推动了电子设计自动化的发展。为了缩短电子产品研发周期、降低电子产品价格，电子设计自动化技术因在原有基础上实现创新，提高电子设计效果、节省资源，满足人们对电子产品提出的要求。

参看文献：

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