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现代数字系统的设计方法

专业：电力电子与电力传动

学号：212012080804004

姓名：刘滔

摘要

随着微电子技术和计算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、工业自动化、仪

器仪表等领域的电子系统设计工作中，EDA技术的含量正以惊人的速度上升，它已成为当

今电子技术发展的前沿之一。现代社会电子产品更新换代的速度越来越快，传统的自下而上

(Bottom-Up)的设计方法越来越适应不了这种挑战。随着可编程逻辑器件集成规模的迅速扩

大，自身功能的不断完善，以及计算机辅助设计技术的不断发展，在现代电子系统设计领域，

EDA(ElectronicDesignAutomation)技术便引起了人们的极大关注。设计者的工作仅限于利用

软件的方式来完成对系统硬件功能的描述。相应的FPGA/CPLD器件，在EDA工具的帮助

下，就可以得到最后的设计结果。本文首先阐述了EDA技术的基本概念、发展过程和基本

特征，最后着重分析EDA技术在两个不同层次上的工作流程，即电路级设计和系统级设计，

引入了一种自顶向下的高层次电子设计方法。

关键词：设计方法电子系统设计EDA

一、现代数字系统设计的概述

EDA（ElectronicDesignAutomation）工程是现代电子信息工程领域中一门发展迅速

的新技术。EDA的定义有广义和狭义之分，广义定义EDA包括半导体工艺设计自动化、可编

程器件设计自动化、电子系统设计自动化、印制电路板设计自动化、仿真与测试故障诊断自

动化等。狭义定义的EDA就是电子设计自动化。

EDA技术主要有四个方面：

1、可编程逻辑器件，即应用EDA技术完成电子系统设计的载体；

2、硬件描述语言（VHDL或者Verilog）。它用来描述系统的结构和功能，是EDA的主要表

达手段；

3、配套的软件工具。它用来完成电子系统的智能化设计；

4、实验开发系统。在整个EDA设计电子系统的过程中，实验开发系统是实现可编程器件下

载和验证的工具，现代EDA技术是20世纪90年代初从计算机辅助设计、辅助制造和辅助

测试等工程概念发展而来的。它的成熟主要经历了三个阶段，即：

计算机辅助设计（CAD，ComputerAidedDesign）

计算机辅助工程设计（CAED，ComputerAidedEngineeringDesign）

电子设计自动化（EDA，ElectronicSystemDesignAutomation）。

EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向，它的基本特征是：设计人员按照“自顶

向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专

用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过

综合器和适配器生成最终的目标器件，这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法。下面

介绍与EDA基本特征有关的几个概念。

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1．“自顶向下”的设计方法10年前，电子设计的基本思路还是选用标准集成电路“自

底向上”地构造出一个新的系统，这样的设计方法就如同一砖一瓦建造金字塔，不仅效率低、

成本高而且容易出错。

高层次设计是一种“自顶向下”的全新设计方法，这种设计方法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。在方框图一级进行仿真、纠错，并用硬件描述语

言对高层次的系统