基于EDA技术进行数字电路设计的分析

摘 要 随着数字电子技术的快速发展，数字电路设计越来越复杂，传统的设计方法效率低，难以适应数字电子产品的市场化生产需求。EDA技术是一种新型数字电路自动化设计工具，在数字电路设计中的应用可以有效提升设计效率，本文将对EDA技术进行简要介绍，并探讨EDA技术在数字电路设计中的应用。

关键字 EDA技术；数字电路；设计

引言

EDA技术以计算机为基础，通过硬件设计语言进行系统仿真和元件建模，实现电子产品的自动化设计，是目前数字电路设计中的有力工具。基于EDA技术进行数字电路设计，可以有效提升设计质量和设计效率，是数字电路的高级设计方法。应积极利用这种有效的设计辅助工具，弥补传统设计方法的不足，促进数字电路设计水平的进一步提升。

1 EDA技术特征

1.1 技术简介

EDA是电子设计自动化的简称，以计算机软件为基础，帮助人们实现数字电路的自动化设计。目前使用较多的有muhisim7软件、Mentor软件和Protel软件等。EDA技术涵盖面广，主要包括4部分内容：①大规模可编程的逻辑器件；②硬件描述语言；③软件开发工具；④实验开发系统。EDA技术以SOC或ASIC芯片为目标器件，以可编程器件为载体，采用硬件描述语言作为设计语言，可以实现数字电子电路的智能化、自动化设计与开发。EDA技术采用自上而下的设计方式，相比于传统的自下而上的设计方式，EDA技术从系统入手，可以极大地提高设计效率，减少逻辑功能仿真工作量，并及早发现设计错误，对其进行仿真调试。在EDA技术的支持下，数字电路的一次设计成功率得到显著提升[1]。

1.2 技術特征

EDA技术主要具有4方面特征：①将硬件开发转换为软件设计，利用软件设计方法实现设计目标，并利用软件进行测试，整个过程几乎不需要进行硬件操作，方便快捷，可操作性强；②基于芯片进行设计，具有较高的集成度，特别适用于复杂数字电路设计，而且编程、修改、重构都较为简单，支持各种仿真，能够实现在线升级功能，设计灵活性高；③系统自动化程度高，基本操作有计算机辅助完成，对操作人员的专业技能要求较低，同时减少了大量重复性操作，使开发效率得到显著提升；④直接面向产品进行设计，根据输入文件，自动完成一系列设计操作，最大限度地保证设计目标的实现[2]。

2 基于EDA技术的数字电路设计过程

本文以数字钟电子电路设计为例，具体探讨EDA技术在数字电路设计中的应用。采用EPM7128SLC84芯片，在MAX+Plus II 10.0软件平台上进行设计，设计目标是实现数字钟的时、分、秒的计时功能、显示功能和整点报时功能，可以进行24小时循环计时，并且能够调节时间或进行清零操作。

2.1 设计源文件的输入

点击软件平台的Source/New菜单，进行源文件类型选择，完成源文件输入。一个项目通常需要输入多个源文件，包括原理图文件和硬件描述语言文件等。选择好所需源文件类型后，建立原理图符号，生成同名逻辑宏元件，供高层图纸调用。

2.2 逻辑编译处理

本例采用MAX+Plus II编译器，利用其王彪提起、器件适配、逻辑综合和错误检查等功能，产生后缀名为.jed的器件编程文件。

2.3 综合处理

综合逻辑处理是利用软件平台提供的综合器，将VHDL软件设计与硬件实现联系起来，实现软件设计向硬件电路的转化。综合后的结构可以在硬件上实现，将逻辑电路图转化为门级电路，自动生成网表文件和各种报表，确定设计无误后，生成后缀名为.sof的编程下载文件。

2.4 器件适配

综合逻辑处理后，采用布局适配器对网表文件进行逻辑映射操作，针对某具体目标器件，对其进行器件适配、逻辑分割、优化和布局布线等系列操作，生成时序仿真需要的网表文件和下载文件。

2.5 仿真实验

对上述每个设计过程进行仿真实验，分步验证设计的正确性，从而确保一次性实现设计目标。在进行逻辑综合处理前，将VHDI源程序送入对应仿真器中进行仿真实验，根据VHDI语义进行验证。综合处理后，对网表文件进行功能仿真实验，验证其是否与设计目标一致。这一阶段的仿真实验不涉及硬件特性。完成期间适配后，对其产生的网表文件再次进行仿真实验，充分考虑硬件特性，其仿真精度较高，可以准确验证设计功能是否能够实现。

2.6 编程下载

仿真实验通过后，通过Byteblaster下载设计项目，并以JTAG格式保存在器件中，设计工作到此完成。

2.7 目标系统的实现

通过本例分析可知，EDA技术在数字电路设计中的应用极大地降低了设计的复杂性和人工操作的工作量，大部分功能设计都可以通过计算机软件辅助完成，并提供了准确度较高的仿真实验，可以确保设计的一次性完成。最后采用VHDL语言对编码电路进行描述，使用CASE语句进行译码电路的查表译码，并通过伴随式求知，对错误数据进行取反纠正。如果数据传输正确，译码器指示没有错误。整个数字电路设计完成后，可以实现数字钟的设计功能，高效、快捷地完成了最初的设计目标。

3 结束语

综上所述，EDA技术是一种实用的数字电路设计技术，在数字电路设计中的应用，可以极大地提高设计效率，保证设计的一次性成功。本文主要介绍了EDA技术的内容和技术特点，并以数字钟电子电路的设计过程为例，探讨了EDA技术支持下的数字电路设计过程。设计结果圆满实现了预期的所有功能，可以在一定程度上说明EDA技术的实用性。

参考文献

[1] 韩芝侠.基于EDA技术的复杂数字电路设计[J].宝鸡文理学院学报（自然科学版），2013，01：35-38.

[2] 沈宗果.EDA技术在数字电子电路设计中的实践应用[J].电子制作，2017，07：84-85.

作者简介

钟佳宏（1984-），男，广东化州人，汉族，现职称：数字电路设计师，学历：本科；研究方向：电子技术。

推荐访问： 电路设计 数字 分析 技术 EDA

---