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EDA技术进行系统的设计的几个特点

FPGA设计论坛 2021-09-28 17:19 次阅读

EDA技术进行系统的设计,具有以下几个特点:

1. 软件硬化,硬件软化

软件硬化是指所有的软件设计最后转化成硬件来实现,用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由eda开发软件自动完成的;硬件软化是指硬件的设计使用软件的方式来进行,尽管目标系统是硬件,但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。

2. 自顶向下(top-down)的设计方法

传统的电路设计方法基本上都自向上的,即首先确定可用的,然后根据这些器件进行逻辑设计,完成各模块后进行连接,最后形成系统。而后经调试、测量看整个系统是否达到规定的性能指标。整个设计过程将花费大量的时间与经费,且很多外在因素与设计者自身经验的制约,已经不适宜于现代数字系统设计。

基于eda技术的设计方法正好相反,它主要采用并行工程和“自顶向下”的设计方法,使开发者从一开始就要考虑到产品生成周期的诸多方面,包括质量、成本、开发时间及用户的需求等。首先从系统设计入手,在顶层进行功能划分和结构设计,由于采用高级语言描述,能在系统级采用仿真手段验证设计的正确性。然后再逐级设计低层的结构,用vhdl、verilog hdl等硬件描述语言对高层次的系统行为进行电路描述,最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表,其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用。

3. 集设计、仿真和测试于一体

现代的eda软件平台集设计、仿真、测试于一体,配备了系统设计自动化的全部工具:配置了多种能兼用和混合使用的逻辑描述输入工具;配置了高性能的逻辑综合、优化和仿真测试工具。电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,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版图的整个过程在计算机上自动处理完成。较以往的设计方法,大大提高了设计效率,降低了设计者的工作负担。

4. 在系统可现场编程,在线升级

编程是把系统设计的程序化数据,按一定的格式装入一个或多个可编程逻辑器件的编程存储单元,定义内部模块的逻辑功能以及它们的相互连接关系。早期的可编程逻辑器件的编程需要将芯片从印制板上拆下,然后把它插在专用的编程器上进行的。目前eda技术广泛采用的在系统可编程技术就是为克服这一缺点而产生的。

所谓系统内可配置是指可编程逻辑器件除了具有为设计者提供系统内可编程的能力,还具有将器件插在系统内或电路板仍然可以对其进行编程和再编程的能力。目前fpga/cpld器件为设计者提供系统内可再编程或可再配置能力,即只要把器件安装在系统电路板上,就可对其进行编程或再编程,使得系统内硬件的功能可以像软件一样地被编程来配置,这就为设计者进行电子系统设计和开发提供了可实现的最新手段。采用这种技术,对系统的设计、制造、测试和维护也产生了重大的影响,给样机设计、电路板调试、系统制造和系统升级带来革命性的变化。

5. 设计工作标准化,模块可移置共享

近几年来,芯片复杂程度越高,对eda的依赖也越高。设计语言、eda的底层技术及其接口的标准化,能很好地对涉及结果进行交换、共享及重用。

eda设计工作的重要设计语言——硬件描述语言hdl已经逐步标准化。vhdl在1987年被ieee采纳为硬件描述语言标准(ieee 1076—1987),vhdl同时也是军事标准(454)和ansi标准。verilog hdl在1995年成为ieee标准(ieee 1364—1995),2001年发布了ieee 1364—2001。作为两大被国际ieee组织认定的工业标准硬件描述语言, vhdl和verilog hdl为众多的eda厂商支持,且移植性好。

数据格式的一致性通过标准保证。对eda的底层技术、eda软件之间的接口等采用标准数据格式,如edif网表文件是一种用于设计数据交换和交流的工业标准文件格式文件。这样,不同设计风格和应用的要求导致各具特色的eda工具都能被集成在易于管理的统一环境之下,支持任务之间、项目之间、设计工程师之间的信息传输和工程数据共享,从而使eda框架日趋标准化。并行设计工作和自顶向下设计方法也是构建电子系统集成设计环境或集成设计平台的基本规范。目前,主要的eda系统都建立了框架结构,并且它们都遵循国际计算机辅助设计框架结构组织cfi(cad framework international)的统一技术标准。

因此,eda技术代表了当今数字系统设计技术的最新发展方向。

责任编辑:haq

原文标题:EDA技术特点

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