基于單片機(jī)和EDA技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)用電路的設(shè)計？

EDA技術(shù)是利用計算機(jī)輔助設(shè)計來實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計、仿真和驗證的技術(shù)，可以自動化和高效化電路設(shè)計過程，主要包括原理圖和布局編輯軟件、電路仿真和分析軟件、物理和可靠性分析軟件、PCB布線和路由軟件、芯片設(shè)計和驗證軟件等。

VHDL (VHSIC Hardware Description Language)，是一種硬件描述語言，可以用于描述電路的結(jié)構(gòu)、功能和行為等，并進(jìn)行仿真和驗證。VHDL具有規(guī)范性、綜合性和模擬性等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路的設(shè)計和仿真中。

EDA技術(shù)和VHDL是緊密相連的。在EDA設(shè)計中，VHDL通常用于描述數(shù)字電路的功能和行為，并通過邏輯分析器、仿真器等工具進(jìn)行仿真、分析和驗證。EDA技術(shù)則提供通用的集成設(shè)計平臺和工具來支持VHDL的設(shè)計、仿真、綜合和布局等流程。

EDA技術(shù)和VHDL基礎(chǔ)是電子設(shè)計中非常重要和基礎(chǔ)的一部分，相輔相成，共同構(gòu)成了現(xiàn)代電子設(shè)計的重要基礎(chǔ)，并在電子工程的各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

eda的主要功能優(yōu)點(diǎn)

EDA (Electronic Design Automation) 是用于電子設(shè)計自動化的軟件工具，其具有以下主要功能優(yōu)點(diǎn)：

1. 自動化設(shè)計：EDA工具可以自動完成大多數(shù)的設(shè)計任務(wù)，例如原理圖設(shè)計、PCB繪制、硬件元件布局、硬件仿真和軟件開發(fā)等。這可以大大提高電子設(shè)計師的工作效率。

2. 精確驗證：EDA工具可以對設(shè)計進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的仿真和驗證，幫助設(shè)計師識別電路設(shè)計中的問題。通過這種方式，我們可以在實(shí)際制造之前找出并解決一些潛在的問題。

3. 圖形化界面：EDA軟件工具具有友好的圖形界面，使得電路設(shè)計師可以更加直觀地查看和修改電路原理圖、PCB布局和仿真結(jié)果等信息。

4. 靈活性：EDA工具提供了各種選項和模塊，可以根據(jù)需要對電路進(jìn)行可定制的設(shè)計，同時這種設(shè)計靈活性還可以幫助設(shè)計人員快速滿足客戶需求。

5. 提高了接線速度：我們可以使用EDA工具自動完成PCB走線和追蹤，這樣可以極大地提高接線的效率，同時也可以減少錯誤發(fā)生的概率。

6. 代碼重用：在EDA中，我們可以輕松地重用代碼，例如，通過使用庫文件和模塊。這大大加快了開發(fā)時間，同時也可以減輕設(shè)計人員的負(fù)擔(dān)。

總之，EDA工具通過自動化設(shè)計、精確驗證、圖形界面、設(shè)計靈活性等功能優(yōu)點(diǎn)，可以提高電子設(shè)計師的生產(chǎn)力和準(zhǔn)確性，促進(jìn)電子設(shè)計的快速開發(fā)。

現(xiàn)代EDA技術(shù)的特點(diǎn)有哪些

現(xiàn)代EDA技術(shù)的特點(diǎn)主要包括以下方面：

1. 高度自動化：現(xiàn)代EDA工具已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度的自動化，在電路設(shè)計、仿真和驗證等方面極大地提高了工作效率和準(zhǔn)確性。

2. 統(tǒng)一化設(shè)計流程：現(xiàn)代EDA工具提供了從電路設(shè)計到制造的全流程自動化，并將各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一在一個平臺上，使得整個流程更加高效、便捷。

3. 多領(lǐng)域工具集成：現(xiàn)代EDA工具將多個設(shè)計領(lǐng)域的工具集成進(jìn)來，例如機(jī)械設(shè)計、電磁設(shè)計等，可從多個角度進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)。

4. 大數(shù)據(jù)管理：現(xiàn)代EDA工具可以將設(shè)計和仿真所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和重復(fù)使用。

5. 全面支持硬件描述語言(HDL)：現(xiàn)代EDA工具可以充分支持HDL語言，如Verilog、VHDL等，以方便工程師更高效地進(jìn)行電路設(shè)計和仿真。

6. 開放式平臺：現(xiàn)代EDA工具中很多都采用了開放式平臺模式，如工具鏈交互、API訪問等，這為用戶提供更大空間自主定制化設(shè)計。

7. 多語言支持：現(xiàn)代EDA工具支持多語言界面，使得跨國公司和工程師更加容易進(jìn)行合作和交流。

總之，現(xiàn)代EDA工具已經(jīng)具有高度的自動化、集成度高、多維度支持和易用性等特點(diǎn)，是電路設(shè)計中不可或缺的渠道之一。

析了基于FPGA/CPLD的EDA技術(shù)的特點(diǎn)及由其構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)越性，并將它與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了比較，指出EDA技術(shù)克服了單片機(jī)本身難以克服的缺陷，將成為今后電子系統(tǒng)設(shè)計的主流。

關(guān)鍵詞EDA技術(shù)單片機(jī)

目前，單片機(jī)在我國電子系統(tǒng)的設(shè)計中已得到廣泛的應(yīng)用，使我國的電子系統(tǒng)智能化水平在廣度和深度上發(fā)生了質(zhì)的飛躍。在基于單片機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中，用戶能夠通過編程方式改變器件邏輯功能只有兩條途徑：即對單片機(jī)的軟件編程和特定器件的控制字配置。如果想任意確定器件引腳功能的硬件方式是不可能的。

在數(shù)字系統(tǒng)中，盡管采用了單片機(jī)和存儲器，但仍需大量的中、小規(guī)模的數(shù)字集成電路來進(jìn)行各種邏輯控制。而對于系統(tǒng)構(gòu)成的設(shè)計過程只能對器件功能和電路板圖分別進(jìn)行設(shè)計和確定，通過設(shè)計板來規(guī)劃系統(tǒng)功能，花大量時間用于元件的選配和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可行性分析上。這也暴露出基于單片機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計上的一個不可逾越的困難。

隨著集成技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)PGA/CPLD(現(xiàn)場可編程邏輯器件/復(fù)雜可編程邏輯器件)在EDA(電子設(shè)計自動化)基礎(chǔ)上的廣泛應(yīng)用，在更高層次上包含了數(shù)字技術(shù)的優(yōu)秀部分，向單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了挑戰(zhàn)。

1關(guān)于FPGA/CPLD和EDA技術(shù)

FPGA/CPLD是一種新興的高密度的可編程邏輯器件，它具有門陣列的高密度和PLD器件的靈活性和易用性，目前已成為一類主要的可編程器件.可編程器件的最大特點(diǎn)是可通過軟件編程對其器件的結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，能隨時進(jìn)行設(shè)計調(diào)整而滿足產(chǎn)品升級。使得硬件的設(shè)計可以如軟件設(shè)計一樣方便快捷，從而改變了傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)及用單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法、設(shè)計過程及設(shè)計觀念，使電子設(shè)計的技術(shù)操作和系統(tǒng)構(gòu)成在整體上發(fā)生了質(zhì)的飛躍。

采用FPGA/CPLD可編程器件，可利用計算機(jī)軟件的方式對目標(biāo)器件進(jìn)行設(shè)計，而以硬件的形式實(shí)現(xiàn)。既定的系統(tǒng)功能，在設(shè)計過程中，可根據(jù)需要隨時改變器件的內(nèi)部邏輯功能和管腳的信號方式，借助于大規(guī)模集成的FPGA/CPLD和高效的設(shè)計軟件，用戶不僅可通過直接對芯片結(jié)構(gòu)的設(shè)計實(shí)行多種數(shù)字邏輯系統(tǒng)功能，而且由于管腳定義的靈活性，大大減輕了電路圖設(shè)計和電路板設(shè)計的工作量的難度，同時，這種基于可編程芯片的設(shè)計大大減少了系統(tǒng)芯片的數(shù)量，縮小了系統(tǒng)的體積，提高了系統(tǒng)的可靠性。

EDA技術(shù)就是以計算機(jī)為工具，在EDA軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL為系統(tǒng)邏輯描述手段，完成的設(shè)計文件自動完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯仿真，直至對特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA的仿真測試技術(shù)只需要通過計算機(jī)就能對所設(shè)計的電子系統(tǒng)從各種不同層次的系統(tǒng)性能特點(diǎn)完成一系列準(zhǔn)確的測試與仿真操作，大大提高了大規(guī)模系統(tǒng)電子設(shè)計的自動化程度。設(shè)計者的工作僅限于利用軟件方式，即利用硬件描述語言(如VHDL)來完成對系統(tǒng)硬件功能的描述，在EDA工具的幫助下就可以得到最后的設(shè)計結(jié)果，這使得對整個硬件系統(tǒng)的設(shè)計和修改過程如同完成軟件設(shè)計一樣方便、高效。

2FPGA/CPLD與單片機(jī)

90年代以來，我國單片機(jī)的應(yīng)用經(jīng)歷了一個輝煌的時代。在電子設(shè)計數(shù)字化的今天，單片機(jī)幾乎應(yīng)用到電子設(shè)計的各個領(lǐng)域。

但隨著應(yīng)用范圍的推廣，我們發(fā)現(xiàn)單片機(jī)并不是萬能的，它本身還存在著一些缺陷，有些缺陷甚至是難以解決的。

下面我們從兩個方面來看單片機(jī)和可編程器件FPGA/CPLD的對比：

(1)單片機(jī)的學(xué)習(xí)效率較低

單片機(jī)為適應(yīng)實(shí)時處理的快速要求，它是直接面對硬件的，屬較低級的，大多數(shù)都使用匯編語言。對每個廠家生產(chǎn)的單片機(jī)其匯編語言均不同。所以，使用不同型號的單片機(jī)必須學(xué)會不同的匯編語言。并且，編程還與硬件連接的方式有關(guān)。而FPGA/CPLD可使用標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言VHDL，只要學(xué)會一種語言，即可對所有型號的FPGA/CPLD編程。同時，VHDL是一種行為描述語言，它可以不了解系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)而編程，遠(yuǎn)離硬件，打破了軟硬件之間的屏障，可做到幾分鐘設(shè)計出一個芯片，使學(xué)習(xí)和設(shè)計的效率大大提高。

(2)單片機(jī)本身的速度相對FPGA/CPLD來顯得太慢

單片機(jī)是用指令排隊形式來執(zhí)行指令的，影響了速度的提高。特別是用于高速采樣系統(tǒng)，單片機(jī)往往無法勝任。而FPGA/CPLD在實(shí)時處理時均為并行工作，速度快。另外，單片機(jī)的各引腳功能均為確定，不象FPGA/CPLD那樣可根據(jù)需要用軟件改變各引腳的功能。如需要的話，也可在FPGA/CPLD中設(shè)計出一個或多個CPU，達(dá)到控制的目的。

因此，F(xiàn)PGA/CPLD在EDA基礎(chǔ)上的廣泛應(yīng)用，從某種意義上說，將是對單片機(jī)系統(tǒng)的一種背