基于EDA技术的研究综述
EDA综述
EDA综述报告前言EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了三个发展阶段：1、计算机辅助设计(CAD)2、计算机辅助工程设计(CAE)3、电子设计自动化(EDA)1、计算机辅助设计(CAD)随着集成电路的出现和应用，硬件设计进入到发展的初级阶段。
初级阶段的硬件设计大量选用中小规模标准集成电路。
在此阶段，人们开始将产品设计过程中高度重复性的繁杂劳动，如布图布线工作，用二维图形编辑与分析的CAD工具替代，最具代表性的产品就是美国ACCEL公司开发的Tango布线软件。
20世纪70年代，是EDA技术发展初期，由于PCB布图布线工具受到计算机工作平台的制约，其支持的设计工作有限且性能比较差。
2、计算机辅助工程（CAE）随着微电子工艺的发展，相继出现了集成上万只晶体管的微处理器、集成几十万直到上百万储存单元的随机存储器和只读存储器。
此外，支持定制单元电路设计的硅编辑、掩膜编程的门阵列，如标准单元的半定制设计方法以及可编程逻辑器件(PAL和GAL)等一系列微结构和微电子学的研究成果都为电子系统的设计提供了新天地。
因此，可以用少数几种通用的标准芯片实现电子系统的设计。
20世纪80年代初，推出的EDA工具则以逻辑模拟、定时分析、故障仿真、自动布局和布线为核心，重点解决电路设计没有完成之前的功能检测等问题。
到了20世纪80年代后期，EDA工具已经可以进行设计描述、综合与优化和设计结果验证，CAE阶段的EDA工具不仅为成功开发电子产品创造了有利条件，而且为高级设计人员的创造性劳动提供了方便。
但是，大部分从原理图出发的EDA工具仍然不能适应复杂电子系统的设计要求，而具体化的元件图形制约着优化设计。
3、电子系统设计自动化阶段微电子技术的发展，特别是可编程逻辑器件的发展，使得微电子厂家可以为用户提供各种规模的可编程逻辑器件，设计者通过设计芯片实现电子系统功能。
EDA工具的发展，又为设计师提供了全线EDA工具。
EDA课程综述
《在系统编程技术》课程综述——综述现代电子设计技术前言在计算机技术的推动下，20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，使现代电子产品性能进一步提高。
现代的电子技术已经广泛地应用于国民经济、国防建设乃至家庭生活的各个方面，反映了现代先进的电子理论、电子技术、仿真技术、设计工艺和设计技术与最新的计算机软件技术有机的融合和升华。
EDA(Electronic Design Automation)技术作为现代电子技术的核心，它依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，以VHDL硬件描述语言为设计语言，以可编程逻辑器件为实验载体，以ASIC、SOPC芯片为目标器件，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。
EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。
利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC 版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
现在对EDA的概念或范畴用得很宽。
包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。
目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。
例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。
正文：摘要：本文阐述了EDA技术的含义以及EDA技术的主要内容，其中介绍了“TOP-TO-DOWN”的设计方法和软件平台MAX+PLUS II，以及用此软件设计的两种输入方法。
进一步介绍了EDA技术在现代社会中的应用和未来的发展趋势。
关键词：EDA技术、PLD器件、“TOP-TO-DOWN”设计方法、VHDL语言一、EDA技术的含义EDA(Electronic Design Automation)即电子设计自动化，它是近几年来迅速发展起来的将计算机软件、硬件、微电子技术交叉运用的现代电子学科，是20世纪90年代初从CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试)、CAE(计算机辅助工程)的概念发展而来的。
基于EDA技术的电子技术教学研究
１ ４ ４
机 电技术
２１年 ４ ０１ 月
平 时实验 课 中做 过 的某些 实验 或者做 一些 简单 的
数据 测试 ，缺 乏灵活 性和 实用性 ，不利于 学生 动
术系列 课程 教学体 系 。 年的教 学实践 证 明，这种 ５ 教学模 式是 非常成 功的 ，主要表 现在 ： （）采 用 Ｅ １ ＤＡ 辅 助 电子 技 术 教 学 促 进 了 电 子技术 课程 教学 从 内容 到方 法 的根本性 变革 ，实
１１传统 理论教 学 存在 的 问题 ． （）传 统 的理论 教学 以教 师 为教 学主体 ， １ 在课 堂 上都 是教师 讲 学生 听 ，缺 少 互动 。 （）教 学 内容陈 旧。 堂大 部分 时 间都 是教材 ２ 课 原 理讲解 、结 构分 析 、性 能参 数分 析 、公式推 导 ，
电路 和系 统成 为可 能， 是现代 电子 系统设 计最有
效 的工具 。
技术 的特 点是 ： （）规 律性 和 非线 性 。半 导体 晶体管 均 为非 １ 线性 器件 ，各种 分立元 件 组成 的放大 电路都 是 由 基本 放大 电路加 偏置 电路 组成 ，而分 析交直 流通
路又 是最基本 的分 析方法 ； （）工 程性 和 实践 性 。从 工程 性特 点 出发近 ２
反馈 及应用 、运 算放大 电路 、恒 流源偏 置 电路 、 信号 产生 电路和 集成稳 压 电源等 内容 。模拟 电子
Ｐｏｅ、 ｙ ｏ ｓｓ ｒｔｌＳ ｎ ｐ ｙ 等等 。 些工 具都有 较强 的功 能， 这
一
般 可用 于几个 方面 ，例 如很 多软件 都可 以进行
电路 设计与仿 真 ，同时可 以进 行 Ｐ Ｂ 自动 布局布 Ｃ 线 ，可输 出多种 网表 文件 与第三 方软 件接 口。其 发展 与应用 使得 电子 技术 发生 了质 的跃变 ，它 打 破 了常规 电子产 品的设计 过程 ，使 设计更 复杂 的
基于EDA技术的通信原理实验教学研究
原理实验教学 中 ， 主要 是利用通信原理实 验箱进行实验 ， 学生按 照实验 指导书的要求进行设置 ，通过示波 器观 察输入输出信号 ，理解 实验原 理， 由于 实验箱 的硬件 基本是 固定 的 ， 因此学 生的实验局 限性较 大 ， 没 有发挥的余 地。针 对传统实验方法的改进可以利用仿真软件（ Ｍａａ 如 ｔｂ ｌ 等） 在计算机上进行仿真， 这种方法 由于没有受 到实验硬件条件 的限制 ， 学 生 进 实 验 比较 方 便 灵 活 ， 是 这 种 仿 真 实 验 缺 少 硬 件 的 实 现 ， 能 只 不 用示 波器实时观察信 号， 学生的系统概念难 于建立 ， 对学 生动手能 力的 培养有所欠缺 。因此如果能够将传统 实验 与计算机仿真 实验结 合起来 ， 对学 生 理解 理 论 知 识 和提 高 实践 动 手 能力 ，将 有 很 大 的 帮 助 。将 Ｅ Ａ Ｄ 技 术 引 进 通 信 原 理 实 验 的 教 学 为 解 决 上 面 的 问题 提 供 了很 好 的 平 台 。 其过 程 是 根 据 实验 原 理首 先 在 Ｅ Ａ 技 术 软 件 平 台 Ｑ Ｒ Ｕ Ｉ 进 行 Ｄ ＵＡ Ｔ ＳＩ等 设 计 或 利 用 硬 件 描 述 语 言 ＶＨ ＤＬ进 行 编 程 ， 过仿 真 验 证 以后 ， 下 载 经 再 到ＦＧ Ｐ Ａ芯片加 以实现，这样 就可以用示波器观察 到具 体的信号波形 ， 在 整 个 过 程 中是 将 以上 两 种 实验 手 段 结 合 起 来 ， 也 是 当 今 Ｅ Ａ技 术 这 Ｄ 开发 的过程 。 学生在这样 的实验教学 中掌握 了先进 的设计理念 、 术和 技 方法 ， 同时也是理论联 系实际的过程 ， 对学生 的实 践创新能力 的培养 也 是很有帮助 的。 ２基 于 Ｅ ． ＤＡ技 术 的 通 信 系统 实 验 平 台 ２１ 字 通 信 系 统 的 ｖＨ Ｌ建模 ．数 Ｄ 为 了将 Ｅ Ａ技术与通信原 理实验进行结合 ， Ｄ 首先 需要将数字通信 系统 进 行 Ｖ Ｌ建 模 ， 是 指 在 普 通 的 数 字 通 信 系统 模 型 的 基 础 上 ， ＨＤ 就 建 立 能 满 足 Ｖ Ｌ设 计 的 可 实 现性 模 型 。 或 者 说 是 将 传 统 的 数 字 通 信 系 ＨＤ 统 设 计 方 法 ， 变 为 基 于 Ｅ Ａ 的 Ｖ Ｌ建 模 与 设 计 ， 就 需 要 重 新 对 转 Ｄ ＨＤ 这 系 统 建 立 设 计 模 型 ， 即对 系 统 行 为 或 流 程 进 行 描 述 。 Ｖ Ｌ结 构 体 也 在 ＨＤ 有 不 同 的 建 模 方 法 ， 者 说 不 同 的 描 述 方 法 ， 归 纳 为 行 为描 述 、 Ｔ 或 可 ＲＬ （ 寄存器传输 ） 描述和结构描述 。 ２２基于 Ｅ Ａ技术 的通信原理实验实例 ． Ｄ 利 用 Ｑ ＡＲ Ｕ Ｉ Ｆ Ｇ 进 行 通 信 原 理 实 验 设 计 的 灵 活 性 很 大 ， Ｕ Ｔ ＳＩ 和 Ｐ Ａ 涵盖 了数字通信的主要 内容 ，包含 数字基带信号 的传输 码型发生及编 译码 、 伪随机序列与误码检测 、 数字基带 系统 、 数字频带 系统 、 数字复接 技术 、 同步技术等实验 ， 实验教学过程 注重体现培养学生 实验 能力和设 计创新能力。实验内容安排遵循验证实验 到综合 、 计性 实验的过渡 ， 设 注重基础， 突出设计与应用的原则 ， 实验 中往往只给 出框 图， 具体实现 其 要 求 学 生 在 Ｅ Ａ设 计 软 件 平 台完 成 ，并 经 过 仿 真 调 试 后 下 载 到 Ｆ Ｇ Ｄ ＰＡ 芯 片 中 进 行 实 现 ， 炼 学 生 运 用 所 学 知 识 解 决 实 际 问 题 的 能 力 。 面 的 锻 下
EDA技术综述
第一章EDA技术综述一．DA技术及其发展在现代的电子设计中，EDA技术已经成为一种普遍的工具。
EDA即电子设计自动化，是以计算机科学、微电子技术的发展为基础，并融合了应用电子技术、智能技术及计算机图形学、拓扑学、计算数学等众多学科的最新成果发展起来的，即立足于计算机工作平台而开发出来的一整套先进的设计电子系统的软件工具。
EDA技术大致经历了三个阶段：CAD：（Computer Aided Design）。
是EDA技术发展的早期阶段，主要是借助于计算机对所设计电路的性能进行一些模拟和预测和完成PCB板的布局布线、简单板图的绘制工作。
CAE（computer Aided Engineering）：各种设计工具和设计单元库逐渐完备，在设计方法学和设计工具集成化方面取得了长足进步。
EDA(Electronic Design Automation)：二．设计方法与设计技术传统的设计方法：基于电路板的设计。
采用搭积木的方式设计，即由一些固定功能的器件加上外围电路构成模块，进一步由这些模块形成各种功能电路。
设计依赖现有的芯片、设计不能更新升级、设计缺乏灵活性、电路板尺寸大。
EDA设计方法：基于芯片的设计。
由设计者自己定义器件内部的逻辑功能和管脚，将原来由电路板设计完成的工作大部分放在芯片的设计中进行。
可以减小体积、降低功耗、提高设计的灵活性和升级。
1．TOP-DOWN设计即自顶向下的设计。
首先从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。
在功能级进行仿真、纠错，并用HDL语言对高层次的系统行为进行描述，然后用综合工具将设计转化为具体门电路网表，其对应的物理实现可以是PLD或ASIC。
在TOP-DOWN设计中，将设计分成系统级、功能级、门级、开关级等几个不同的层次，按照自上而下的顺序，在不同的层次上，对系统进行设计和仿真。
2．BOTTOM-UP设计传统的设计思路，一般是设计者选择标准的集成电路，或者将各种基本单元，如门电路、加法器等做成基本单元库，调用这些单元库逐级向上组合，直到设计出系统。
基于EDA技术的实验教学研究
谢海霞 ， 王哲河 ： 于 Ｅ Ａ技 术的实验 教学研究 基 Ｄ
９ ７
ｔｎＬｎｕｇ ） ｉ ａｇａｅ 为系统逻辑描述手段完成 的设计文件 ， 动完成逻辑综合、 ｏ 自 布局布线 、 设计仿真等工作。设计 人员只需要完成对系统功能的描述 ， 就可以由 Ｅ Ａ工具软件进行处理 ， Ｄ 得到设计结果 ， 而且修改设计如同修 改软件一样方便 ， 可以极大地提高设计效率 。 儿
对于培养 学生 的计算机 系统设计 能力就 十分重要 和必要 。 Ｅ Ａ技术不 仅是一种 先进 的硬件设计技 术 ， Ｄ 在构 建阶段 性 、 次化 、 层 系统 化 的实验 体系 教学 中发挥其 重
要作用。比如在数字逻辑 、 计算机组成原理 、 计算机接口与通信技术 、 计算机体系结构及嵌人式计算机系统 等各层次实验中采用 Ｅ Ａ技术进行硬件实验。由于所有的实验都在计算机上利用软件来完成 ， Ｄ 不需连接导 线， 修改测试极为方便 ， 可大大提高实验效率。与通常的实验手段相 比，软件化” “ 实验无器件损耗 ， 可节省
实验经 费 ， 并减轻 实验管 理人员 的维护工作 量 。采用 Ｅ Ａ技 术将 为 学生 进行 自主实 验 、 合 实验 和创新 实 Ｄ 综 验提供 广阔 的发 展空 间的同时 ， 全面提 高学生工 程实践 能力和学 习硬件设 计 的兴趣 。
２ 引入 Ｅ Ａ技术的实验教学设计 Ｄ
２ １ 实验 实施的环境 ．
１ 构建 Ｅ Ａ技术硬件实验教 学体系必要性 Ｄ
硬件 实验教学 的过程 中所 面临的 问题有 以下几 点 ： 先 ， 件实 验平 台的建设 需 要大 量 的资金 投入 ， 首 硬 实
验设备的更新速度及实验项 目 长周期开发难以满足新技术、 新方法的更新步伐。其次， 教学实验台的设计针 对性较强 ， 硬件线路相对固定 ， 实验内容受硬件设计的制约。再次 ， 计算机专业硬件类课程实验教学之间彼 此存在内在的联系， 应当能逐步建立起计算机系统的设计技术 ， 但在具体课程和实验安排 中， 却往往忽略并 割裂了这种内在联系， 实验 内容没有从模块化 、 系统化的角度整体考虑计算机系统设计的要求。因此， 分析 这些课程之间的内在联系， 设计阶段性的、 模块化、 系统化 的实验教学内容 ， 建立计算机硬件实验教学体系，
基于EDA技术的数电实验教学的改革研究
ｇ ｕ ａ ｇ ｅ ） 等多种设计输入形式 ， 内嵌 自有的综合器 以及仿真器 ， 可 以完成从设计输入到硬件配置的完整 Ｐ Ｉ Ｄ设计流程 。 １ ． ＱＵＡＲ Ｔ ＵＳⅡ的 设 计 流 程 （ １ ） 设计输 入 ： 常用的输入方法有 ： 通过 Ｑ ＵＡ Ｒ ＴＵ ＳⅡ原理 图输入 、 创建 图形文 件 ； 通过 Ｑ ＵＡ Ｒ ＴＵＳＩ Ｉ ＨＤ Ｌ文本输 入 ， 使
教 育 管 理
基于 Ｅ Ｄ Ａ技术的数电实验教学的改革研究
邓 志 英
摘 要 ： 本 文 主 要 介 绍 了 在 数 字 电 子 技 术 实验 教 学 中 ， 应用
Ｅ Ｄ Ａ 工具进行 实验分析 ， 有利 于提 高学生的 学习兴趣 ， 开发 学
生 的创 新 性 思 维 ， 从 而 获得 较 好 的 实验 效 果 。
图 ２ 仿 真 波 形 图
参 考 文献 ：
［ １ ］ 周 常森． 电子 电路 计 算机 仿 真技 术 ［ Ｍ］ ． 山 东科 学技 术 出版
社 ． ２ ０ ０１
用 ＶＨＤ Ｉ 、 ＡＨＤ Ｉ 、 Ｖｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ｇ ＨＤ Ｉ 等语 言创 建文 件设计 文件 ； 还 可通过 ＱＵＡ Ｒ ＴＵＳ
ＡＬ Ｔ Ｅ Ｒ Ａ公 司的 Ｑ ＵＡ Ｒ ＴＵＳⅡ软 件 是 易 学 、 易 用 的 可 编 程逻辑 器件 开发软件 ， 具有开放性 、 与结 构无关 、 多平台 、 完全集
图 １ 比较 器 原理 图
成化、 丰富的设计库 、 模 块化工 具等特 点 ， 支持原理 图 、 ｖＨＤＩ 、
基于EDA技术的计算机组成原理实验课开放性教学模式研究
基于EDA技术的计算机组成原理实验课开放性教学模式研究摘要:根据多年计算机组成原理实验课教学实践,分析国内高校同类课程教学模式发展过程及现状,提出基于EDA技术进行计算机组成原理实验课教学改革的思路和方法:采用校企合作方式开发具有实用价值的教学平台,在计算机组成原理实验课中采用开放性教学模式,培养具有综合素质的人才。
关键词:计算机组成原理实验;开放性实验教学;EDA技术21世纪社会和经济的发展,要求高校培养的人才具备较高的综合素质和一定的实践能力。
面对这一要求,高校应对现有的实验课教学培养模式、课程体系、课程内容和教学方法进行改革,使实验教学适应现代技术变革,以加强对学生综合素质和实践能力的培养。
计算机组成原理是计算机专业的重要核心课程,所开设的实验课具有较强的硬件综合性质。
由于实验环境所限,在以往的实验课教学中,主要进行的是验证性实验,无法满足和达到课程设置要求学生具有一定设计能力的目标。
早期由于资金和技术原因,只有少数重点院校自己搭建教学平台进行实验课教学,这种平台操作复杂,从一定程度上分散了学生的注意力,降低了实验效果。
随着技术的不断进步和国家对高校实验室经费投入的增加,目前绝大多数院校都能开设这门课程的实验。
教学手段和方法也从采用在面包板上连线搭电路到使用教学实验箱进行教学,实验教学环境越来越好,设备操作越来越简单,实验成功率显著提高。
然而,良好的实验教学手段和环境并没有显著提高学生的实验技能,达不到设计计算机部件的实验目的,更谈不上创新能力的培养。
其重要的原因是教学理念陈旧,人才培养的教育教学观没有从“知识型”转变到“素质型”、“能力型”上来[1]。
EDA是电子设计自动化( Electronic Design Automation)的缩写,是上世纪80年代末电子设计领域中高速发展的一项新技术,在电子设计领域中的应用已经非常普及。
而将EDA技术引入计算机组成原理实验课教学,是近年来的一个趋势。