淺談EDA技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐與發(fā)展中的應(yīng)用

蔣智鈺+譚曉玲

摘 要：作為電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，除了要能夠了解傳統(tǒng)的集成電路以外，還必須將其與各類(lèi)元器件、計(jì)算機(jī)相結(jié)合，掌握適應(yīng)現(xiàn)代化電子領(lǐng)域中的前沿新型綜合性學(xué)科；因此，了解并掌握EDA技術(shù)不僅有利于我們吸取所學(xué)專(zhuān)業(yè)新興知識(shí)，更能夠在實(shí)踐工作中將其綜合運(yùn)用到電子設(shè)計(jì)研發(fā)中。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；教學(xué)實(shí)踐；電子設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.244

0 引言

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA技術(shù)）標(biāo)志著當(dāng)今電子信息工程領(lǐng)域最新的發(fā)展動(dòng)向，可以將電子研發(fā)產(chǎn)物從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖和PCB版圖的整個(gè)設(shè)計(jì)流程都運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化模式處理。本文主要是通過(guò)EDA技術(shù)發(fā)展至今的作用與特點(diǎn)，并結(jié)合EDA技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐方面、元器件方面、電子設(shè)計(jì)過(guò)程方面應(yīng)用的闡述來(lái)對(duì)EDA技術(shù)在幾個(gè)不同方面發(fā)展應(yīng)用的思考，并對(duì)我們?cè)贓DA實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課上通過(guò)對(duì)EDA技術(shù)的接觸后將其與傳統(tǒng)的固定硬件電路板作對(duì)比，思考其不同之處；對(duì)電子設(shè)計(jì)過(guò)程的發(fā)展與應(yīng)用來(lái)作一個(gè)較為綜合的闡述。

1 EDA技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐方面的發(fā)展應(yīng)用

現(xiàn)在我們?cè)趯W(xué)校所學(xué)習(xí)的電子電路比較復(fù)雜，在電路設(shè)計(jì)當(dāng)中有很多的關(guān)于數(shù)字電路方面的知識(shí)和應(yīng)用也包含其中，在電子設(shè)計(jì)當(dāng)中會(huì)廣泛的使用到可編程邏輯器件，因?yàn)榭删幊踢壿嬈骷軌蛟谔岣呦到y(tǒng)的可靠性的同時(shí)增強(qiáng)設(shè)計(jì)的靈活性與可維護(hù)性，能夠使電子線(xiàn)路的設(shè)計(jì)更加方便與快捷，EDA實(shí)驗(yàn)軟件就是我們必不可少的軟件工具。

在學(xué)習(xí)EDA實(shí)踐課的這段時(shí)間當(dāng)中，通過(guò)老師對(duì)EDA軟件的介紹與我們自己的實(shí)際操作操作看來(lái)，我認(rèn)為EDA這個(gè)軟件在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)時(shí)是非常方便的：

①我們?cè)谝酝碾娐穼?shí)驗(yàn)當(dāng)中都是自己對(duì)照著電路圖來(lái)進(jìn)行連線(xiàn)，電路圖復(fù)雜一些就會(huì)將線(xiàn)路連接錯(cuò)，并且對(duì)于設(shè)計(jì)的電路而言工作頻率低、干擾大，接線(xiàn)是固定的，使得有著比較大的局限性；而EDA實(shí)驗(yàn)軟件采用了軟開(kāi)放結(jié)構(gòu)，不僅能夠在高頻狀態(tài)下工作，而且抗干擾能力強(qiáng)，我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)在軟件上接好需要的連線(xiàn)，下載到電路仿真箱就能實(shí)現(xiàn)將模擬電路接通，如果過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤或連線(xiàn)錯(cuò)位等現(xiàn)象，軟件就會(huì)自動(dòng)彈出其對(duì)話(huà)框，這樣就避免了電子元器件連通出錯(cuò)而導(dǎo)致的電路板故障和出現(xiàn)其它問(wèn)題的跡象；這種軟接線(xiàn)方式還能夠定義好接線(xiàn)保存在計(jì)算機(jī)上方便下次實(shí)驗(yàn)時(shí)讀取，如果是硬件就不能夠做到。②在進(jìn)行電子實(shí)踐的設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)用到顯示電路，如果顯示電路連接到了固定的引腳，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有所需要的輸入輸出口就會(huì)浪費(fèi)電子元件內(nèi)部原本充足的資源；EDA實(shí)驗(yàn)軟件用的是智能譯碼技術(shù)，與軟件連接技術(shù)相似，在軟件上設(shè)置好譯碼方式后，下載到實(shí)驗(yàn)箱上即可在實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)現(xiàn)所要求的譯碼電路。③我們?cè)僮瞿ｋ姾蛿?shù)電實(shí)驗(yàn)室采用的都是固定的電路板，其接線(xiàn)全部固定，因此模式也無(wú)法改變，用人工接線(xiàn)固定的電路板不便于觀(guān)察；EDA可以采用各種多樣性的設(shè)置模式來(lái)對(duì)軟件進(jìn)行多樣化的設(shè)置，在對(duì)其模式進(jìn)行選擇設(shè)置的時(shí)候，電子元件會(huì)相互產(chǎn)生沖突并給出相應(yīng)的提示，以防接線(xiàn)出錯(cuò)而造成不必要的損失。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展與使用不僅讓我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)中較為前沿的技術(shù)和器件加以了解，還能夠讓我們對(duì)現(xiàn)代化的電路電子的設(shè)計(jì)軟件、性能及電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程都有一個(gè)比較感性的認(rèn)識(shí)，是我們能夠更加直觀(guān)的將課本上的理論知識(shí)與實(shí)踐操作兩者相結(jié)合。

2 EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)過(guò)程的發(fā)展應(yīng)用

EDA技術(shù)是在電子設(shè)計(jì)中對(duì)于其它研發(fā)或模擬的方式來(lái)說(shuō)其級(jí)別相對(duì)較高，以電子理論作為基礎(chǔ)使得在制作過(guò)程中不需要用到基礎(chǔ)的電路元器件模擬圖，只需要確定所設(shè)計(jì)的目標(biāo)后就可以直接在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)操作了，大大降低了對(duì)過(guò)于關(guān)注電路的細(xì)節(jié)而造成的約束及限制，提高了在設(shè)計(jì)中的拓展型、多樣型的創(chuàng)造觀(guān)念。

EDA技術(shù)在計(jì)算機(jī)上的流程基本為系統(tǒng)劃分、VHDL硬件描述語(yǔ)言的輸入經(jīng)編譯器來(lái)完成代碼仿真。其自動(dòng)化的制作利用文本與圖像線(xiàn)型編輯功能來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)描述。電子設(shè)計(jì)借助編譯器進(jìn)行編譯排錯(cuò)，再將軟件和硬件進(jìn)行連接便于實(shí)施功能仿真，確認(rèn)仿真無(wú)誤后通過(guò)FPGA完成邏輯映射操作，即編程下載，系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成。

EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)時(shí)的應(yīng)用要注意以下幾點(diǎn)：

（1）在制作電路與元器件的布置時(shí)，延時(shí)時(shí)間具有無(wú)法估計(jì)的工況，自動(dòng)編譯會(huì)產(chǎn)生一部分多出線(xiàn)路，因此，在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的時(shí)候，反向器的個(gè)數(shù)不易為偶數(shù)并聯(lián)連接；（2）在配置I＼O口時(shí)，一定要將輸入在沒(méi)有空置的情況下進(jìn)行接地，在驅(qū)動(dòng)時(shí)要確定是有源信號(hào)；（3）在制作電子電路的時(shí)候，通常需要留出足夠的邏輯單元和引腳，以滿(mǎn)足將來(lái)可能會(huì)進(jìn)行的延伸和變動(dòng)時(shí)候的需求；（4）一定要對(duì)各個(gè)電子電路的元器件采取溫度保護(hù)，以避免其在運(yùn)行過(guò)程中溫度對(duì)元器件的損耗。

目前對(duì)于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)用，可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)并對(duì)硬件功能進(jìn)行全面的描述，最后由FPGA/CPLD得出設(shè)計(jì)結(jié)果；因此，同傳統(tǒng)的電子電路制作相比較EDA技術(shù)在工業(yè)和電子信息化的領(lǐng)域中有著根本性的創(chuàng)新。在當(dāng)前電路電子設(shè)計(jì)過(guò)程如此復(fù)雜化的環(huán)境下一旦脫離了EDA技術(shù)的支持或者說(shuō)EDA技術(shù)沒(méi)有更進(jìn)一步的發(fā)展，必定就極其難以制作出大規(guī)模、多元化的集成電路。

3 結(jié)論

EDA技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對(duì)于電子領(lǐng)域而言是具有創(chuàng)新性的技術(shù)突破，就現(xiàn)代化的進(jìn)程而言；不僅在于教學(xué)實(shí)踐中，在電路電子設(shè)計(jì)中，EDA技術(shù)能夠直接或是間接的應(yīng)用是越來(lái)越多，越發(fā)的廣泛，具有多功能、智能化的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)其大規(guī)模、精小細(xì)的電路電子設(shè)計(jì)已經(jīng)是離不開(kāi)EDA技術(shù)的使用與支持了；并且EDA技術(shù)已成為當(dāng)今最為核心的與電子電路設(shè)計(jì)密不可分的組成部分；EDA技術(shù)的發(fā)展可以帶動(dòng)或提高電子產(chǎn)品核心地位，促進(jìn)電子領(lǐng)域不斷地向著大規(guī)模集成化、多功能化、智能化、小型化等方面的發(fā)展。

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