EDA技术在数字电路设计一体化教学中的应用

田殿栋　黄彦

摘  要：现阶段我国的电子产品发展中所应用的先进技术就是EDA技术，这一技术的参与可以使电子系统设计工作中的大部分环节都能通过EDA技术完成，并且能够在没写硬件电路的情形下可以对系统的功能以及错误诊断，在程序中直接完成。这样既减少了时间，也实现了对投入成本的有效降低。结合职业院校的数字电路设计课程教学，尤其是该课程的一体化教学改革，EDA技术显得尤为重要。本文主要从数字电路设计着手研究，并分析EDA技术在其中的应用。

关键词：电路设计，EDA技术，一体化

引言：随着微电子技术的快速发展使得对于大数字电路设计的复杂程度日益加深，从而进一步加速了电子产品的更新与发展。EDA技术在电子产品的设计中具有一定的优势，使得经过EDA技术设计的电子产品具有高质量、高效率以及低成本的特征。在职业院校《数字电路设计》课程中，EDA技术辅助课程理实一体化教学，不仅能够让学生了解掌握理论知识，而且还能够直观地获取数字电路设计的过程和结果采用理实一体化教学，不仅能够让学生了解掌握理论知识，而且还能够直观地获取数字电路设计的过程和结果。

一、EDA技术在我国的发展概况

在运用EDA技术进行电路设计时，通常设计文件都是在此平台上进行并完成的，并且通过其他种类的语言或者原理图就能完成对文件的具体设计过程。设计人员进行设计的过程中需要完成的本职工作是利用软件的形式在进行具体设计时描述需要信息设计的系统本身的硬件功能，而最终的设计结构设计人员则可以通过CPLD/PPGA器件等相应工具的辅助使用条件下可以得出来。而使用EDA技术所得到的优势有以下几点：

（一）由于EDA技术在实际应用中会运用具有模块化设计方式特点的从顶部到下方的方式，因此EDA技术自身就兼具模块化设计的优点。

（二）设计人员在数字电路设计中运用EDA技术时，在初步设计阶段因为与器件结构可以独立存在的高层设计人员就不需要在需求进行最优化设计的过程中将器件限制作为设计依据，这类涉及方式和设计思路不仅能够实现对成本投入的减少，还能将设计人员的设计风险进行有效降低。

（三）各种集成电路以及变成控制器件中间可以在数字电路通过EDA技术平台进行设计时进行移植工作，这也是因为系统本身运用的硬件描述语言设计可与实现与目标器件结构的完全独立。

（四）在设计数字电路时需要依据并行设计原则使用EDA技术进行全面设计，也就是说在进行相关的设计工作时可以同时由很多设计人员进行设计。

二、数字电路中运用EDA技术进行一体化教学设计的具体应用，下面主要通过对交通灯控制系统的相关设计过程具体体现EDA技术的实际应用。

（一）设计交通灯控制器

该交通灯控制器处于十字路口并对两边倒街道a和b通过交通灯中的不同颜色实现行人和车辆的安全管理。

（二）对交通灯控制系统的方案设计

1.由六个交通管理灯、控制器以及三个定时器组建而成的器件就是交通灯控制系统管理器，由图1 可知甲道与乙道中三个定时器的具体通行时间为t3，公共停车时间为黄灯时间，就是t2，而这三个定时器在通过时钟作为计数器时通常都是将秒信号作为计数方式，这三个定时器的使用信号在工作中则是C1、C2与C3，因此当用定时器在C1、C2或C3中进行相应计数时指示信号在定时器中则表示为W1、W2与W3，在使用计数器进行计数时零就是开始相应的指示信号，一则代表了计数的结束时刻。

2.当甲道的红灯与乙道的绿灯亮起时定时计数器则开始为时三十秒的计时，因此车辆的通行时间就不能超过这三十秒，这就是So状态;当乙道结束通车时乙道黄灯与甲道红灯亮起，开始五秒的定时器计时过程就是S1状态;当乙道黄灯超时五秒时一道红灯与甲道绿灯亮起就能够开始三十秒的定时器计时过程为S2状态;乙道红灯与甲道绿灯在甲道超过三十秒的通车时间中亮起就能够开始五秒的定时器计时，这就是S3状态，而S0状态是指定时器对加到黄灯计时超出五秒的过程;R2，Y2，G2和R1，Y1，G1则是红绿黄三色灯在甲乙两道的具体表示，因此信号灯在两个方向中通过灯亮（为1）与灯不亮（为0）等方式可以划分成四种状态。

3.在这一系统设计过程中分别有count26s、count30s与Count5s三个定时单元模块，把那个三个模块具有不同的定时时间。设计人员在设计count26s、count30s与Count5s三个定时单元时可以利用加法计数的方式在设计过程中通过减计数的具体方式来满足设计过程中的各种需求。

（三）仿真系统的设计

当乙道处于通行状态甲道禁止状态时g2与rl是高电平;在三十秒后甲道通行状态乙道停车状态则rl与y2是高电平;在五秒之后乙道禁止状态甲道通行状态则r2与91是高电平;二十六秒后乙道禁止状态甲道停车状态则r2与yl是高电平;五秒后甲道禁止状态乙道通行状态则g2与rl是高电平;乙道处于通行时g2则是高电平。这就是工作过程的一个循环，只有满足后才能达到设计要求。

结束语：由于EDA技术在数字电路设计中有效运用的优势，通过在设计交通灯控制系统时，有效地运用EDA技术的实际应用，对系统仿真、定时单元模块、交通控制模块等环节的具体分析，使EDA技术本身的优势得以明确证明。在数字电路设计课程教学过程中，教师采用一体化教学手段，让学生从灌输式的被动学习，转变到主动式思维引导学习，这一转变不仅体现一体化教学的传统优势，更能体现EDA技术在数字电路设计的关键作用。只有在设计数字电路中，充分发挥和利用EDA技术的作用和优势，从而使电子产品能够不断加强自身的竞争力，进而促进市场经济的发展。

参考文献：

[1]金天星. EDA技术在数字电子电路设计中的实践应用[J]. 电子技术与软件工程，2018，000（014）：P.110-110.

[2]廖慧惠，马宁. 数字电子電路设计中EDA技术的应用路径探究[J]. 山西能源学院学报，2017，（3）：211-213.

[3]王艳玲，全宏瑞，桂明辉. 基于EDA技术的数字电路课程设计[J]. 桂林师范高等专科学校学报，2016，23（2）：177-181.

[4]郭丽，张启卯，刘伟，EDA技术在数字集成电路设计中的应用（下）-最新EDA技术在数字集成电路设计中的实例，科技信息（科学教研），2018，5（0）：330-331.