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电子EDA技术的基础知识-PCB设计培训

作者:admin发布时间:2020-03-10分类:Altium培训浏览:229评论:0


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EDA技术就是电子规划主动化技术,它由PLD技术展开而来,可编程逻辑器件PLD的运用与集成规划的扩大为数字系统的规划带来了极大的方便和灵活性,革新了传统的数字系统规划理念、进程、办法。经过对PLD技术不断地改进前进,EDA技术应运而生。
  EDA技术就是根据大规划可编程器件的,以核算机为东西,根据硬件描绘言语HDL结束表达,结束对逻辑的编译化简、分割、布局、优化等目标的一门新技术,凭借EDA技术,操作者可以经过运用软件来结束对硬件功用的一个描绘,之后运用FPGA/CPLD才可得到最终规划成果。


  EDA技术是一门概括性学科,它打破了软件和硬件间的壁垒,代表了电子规划技术和运用技术的展开方向。本文将带我们一同来了解关于EDA技术的展开进程、底子特征、作用、分类、常用软件、运用以及展开趋势。
  电子EDA技术的基础知识-PCB设计培训

  EDA技术的展开进程

  1、初级阶段:前期阶段就是CAD(Computer Assist Design)阶段,大致在20世纪70年代,当时中小规划集成电路现已出现,传统的手工制图规划印刷电路板和集成电路的办法功率低、花费大、制造周期长。人们初步凭借于核算机结束印制电路板-PCB规划,将产品规划进程中高重复性的冗杂劳作如布图布线工作用二维平砸图形修正与分析的CAD东西代替,首要功用是交互图形修正,规划规则查看,处理晶体管级地图规划.PCB布局布线、门级电路模仿和检验。
  2、展开阶段:20世纪80年代是EDA技术的展开和完善阶段,即进入到CAE(Computer Assist Engineering Design)阶段。因为集成电路规划的逐渐扩大和电子系统的日趋杂乱,人们进一步开发规划软件,将各个CAD东西集成为系统,然后加强了电路功用规划和结构规划,该时期的EDA技术现已延伸到半导体芯片的设汁,生产出可编程半导体芯片。
  3、老到阶段:20世纪90年代往后微电子技术一日千里,一个芯片上可以集成几百万、几千万乃至上亿个晶体管,这给EDA技术提出了更高的要求,也促进了EDA技术的大展开。各公司相继开发出了大规划的EDA软件系统,这时出现了以高级言语描绘、系统级仿真和概括技术为特征的EDA技术。

  EDA技术的底子特征

  EDA代表了当今电子规划技术的最新展开方向,电子规划工程师们可以运用EDA东西规划杂乱电子系统,经过核算机来结束许多繁琐的规划作业,即就是将电子产品从电路规划、功用分析到规划出IC地图的整个进程都在核算机上主动处理结束。该技术具有以下一些特征:
  1、自顶向下的规划办法。
  “自顶向下”(Top- Down)是一种全新的规划办法,这种规划办法从规划的总体要求下手,自顶向下将整个系统规划划分为不同的功用子模块,即在顶层进行功用方划分和结构规划。这样可以在方框图一级就进行仿真和纠错,并能用硬件描绘言语对高层次的系统行为进行描绘,然后在系统一级就能进行验证,然后由EDA概括东西结束到工艺库的映射。因为规划的首要仿真和纠错进程是在高层次上结束的,这种办法有利于在前期发现结构规划上的错误,然后避免规划作业中的浪费,一同也大大减少了逻辑功用仿真的作业量,前进了规划功率。
  2、可编程逻辑器件PLD
  可编程逻辑器件是一种由用户编程以结束某种电子电路功用的新式器件,PLD 可分为低密度和高密度两种。其间低密度 PLD 器件的编程都需求专用的编程器,归于半定制的专用集成电路器件,而高密度 PLD 就是EDA 技术中经常用到的杂乱可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)以及在系统可编程逻辑器件(ISP-PLD)等,它们归于全定制ASIC 芯片,编程时仅需以 JTAG 办法与核算机并口相连即可。
  3、硬件描绘言语
  硬件描绘言语(HDL- Hardware DescripTIon Language)是一种用于规划硬件电子系统的核算机高级言语,就是用软件编程的办法来描绘杂乱电子系统的逻辑功用、电路结构和衔接形式。硬件描绘言语是EDA技术的重要组成部分,是EDA规划开发中很重要的软件东西。其间VHDL即超高速集成电路硬件描绘言语,是电子规划中干流的硬件描绘言语,用VHDL进行电子系统规划的一个长处是使规划者可以专心致力于其功用的结束,而不需求对与工艺有关的要素上花费过多的时间和精力。

  EDA技术的作用

  1、验证电路规划方案的正确性
  规划方案确认之后,首要选用系统仿真或结构模仿的办法验证规划方案的可行性,这只要确认系统各个环节的传递函数(数学模型)便可结束。仿真之后对构成系统的各电路结构进行模仿分析,以判别电路结构规划的正确性及功用目标的可结束性。这种量化分析办法关于前进工程规划水平缓产品质量,具有重要的指导意义。
  2、电路特性的优化规划
  元器件的容差和作业环境温度将对电路的安稳性产生影响。传统的规划办法很难对这种影响进行全面的分析,也就很难结束整体的优化规划。EDA技术中的温度分析和统计分析功用可以分析各种温度条件下的电路特性,便于确认最佳元件参数、最佳电路结构以及恰当的系统安稳裕度,真正做到优化规划。
  3、结束电路特性的模仿检验
  电子电路规划进程中,许多的作业是数据检验和特性分析。可是受检验手段和仪器精度所限,检验问题许多。选用EDA技术后,可以方便地结束全功用检验。
  电子EDA技术的基础知识-PCB设计培训

  EDA技术的分类

  我们根据核算机辅佐技术介入程度的不同,将电子系统规划分为以下三类:
  1、人工的规划办法
  此种规划办法从提出方案到验证方案等等均需求由人工来结束,并且方案的验证有必要树立实践的电路来结束验证。这种人工的规划办法缺陷在于:开支特别大,可是功率却极低,并且周期比较长,还有一点就是现在的产品不是单单靠人工就可以结束的。
  2、核算机辅佐规划CAD
  1970年以来,核算机初步被运用于Ic地图规划以及PCB布局布线,后来展开为可对电路功用和结构进行规划,并且在本来的基础上增添了逻辑仿真、主动布局布线等等的功用。可以这么说CAD技术的运用取得了可喜的作用。但我们也不能过于达观,因为林林总总的软件层出不穷,每一种规划软件只可以处理一部分的问题,这就造成了软件不能彻底脱离人去规划,智能化程度不可以满意人们的需求。
  3、EDA电子规划主动化
  1990年往后是EDA时代的到来。伴跟着电子核算机的不断展开,核算机系统被广泛的运用于电子产品的规划和电子产品的检验以及电子产品的制造等各环节傍边。因为电子产品的功用不断前进以及精密度的添加,产品的更新所需求的时间越来越短。相应的,电子产品的规划和电子产品的检验以及电子产品的制造也有必要跟上更新的脚步。一同EDA也是CAD向前展开的必定产品,是电子规划的中心内容。

  EDA技术的常用软件

  E DA软件许多,大体上分为P C B规划软件、IC规划、电路规划以及仿真东西等,下面简略介绍在我国运用比较多的几个软件。
  1、电子电路规划以及仿真东西
  电子电路规划以及仿真东西有:SPICE、EWB等等。
  1)SPICE东西是由美国加州大学研发出的电路分析软件,因为其广泛的被运用,一同功用满足强壮,被认为是国际上对电子电路功用模仿的一个标准,具有文本输入和电路原理图的图形输入两种功用。
  2)EWB东西是加拿大InteracTIve ImageTechnologic Ltd公司研发的电子电路仿真东西。这款软件可以供应多品种型的虚拟仪器,可以像操作实践仪器相同对其进行操作。并且软件可以供应的元器件品种繁复,器件比较彻底,它在功用上模仿了SPICE,可是没有SPICE那么多的分析功用。
  2、PCB规划软件
  PCB规划软件包含Protel、Cadence PSD、OrCAD、PowerPCB等等,其间Protel在我国运用最广泛,它是由澳大利亚Protel Technology公司研发的电路板规划软件。许多理工类高校都设有这么课程,并且电路公司几乎没有一个不运用它的,它可以全方位的对电路进行规划,并且Protel具有易于运用、界面和睦等长处,电路规划和PCB规划是其最有代表性的功用。
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  EDA技术的运用

  跟着EDA技术的迅猛展开,EDA技术首要在以下两个方面发挥了巨大作用。首要,在科研方面的运用:
  首要是运用仿真东西,比方P S P I C E、VHDL等,运用这些东西进行电路的规划以及电路的仿真;还用虚拟仪器对产品进行检验;在仪器中运用CPLD/FPGA器件;从事一些ASIC或许PCB的规划等等,总归EDA技术在科研方面获得了广泛的运用。取得了显着地经济和社会效益。其次,在教育方面的运用:
  可以这么说几乎设置有电子信息这个专业的院校,不管理工科仍是文科类的高校,几乎都设有EDA的课程,设置这门课程的目的在于,让同学们了解EDA的原理,可以学会运用HDL对系统逻辑进行描绘,一同掌握用其进行仿真实验的操作办法,到达不管是做毕业规划仍是往后参加了作业,都可以进行简略的规划。为此我国每2年举行一次大学生电子规划的比赛,这也是在调查学生的EDA技术水平,可以这么说,EDA技术现已是电子领域里不可或缺的一门技术。

  EDA技术的展开趋势

  跟着科技水平的前进,电子产品的更新换代一日千里,而EDA技术作为各类电子产品研发的源动力,自但是然成为现代电子系统规划的中心。
  进入21世纪以来,电子技术现已全方位归入到EDA领域,EDA技术使得电子领域各学科之间的边界更加迷糊,相互间互为包容,其展开趋势首要表现在以下几个方面:EDA技术要生存就有必要习惯商场展开趋势,要专心于技术立异,而EDA产品技术立异的重点将体现在系统级验证及可制造性规划(DFM )两大领域;使电子规划作用将以自主知识产权(IP)的办法得以清晰表达和承认,IP的合理运用是产品规划流程得以加快的一个有效途径。一体化的规划东西渠道运用户获益于共同的用户界面,避免了在不同的东西之间进行数据相互转化等繁琐的操作进程;描绘言语一直是EDA业中重要的一环,但是跟着IC杂乱度的不断前进,从更高层次下手对系统进行描绘是描绘言语未来的展开方向;跟着EDA技术在全世界范围内的飞速展开,使得根据Linux环境的EDA技术将成为电路规划领域的干流。
  EDA技术运用广泛,现在已涉及到各行各业,EDA技术水平也在不断前进,规划东西趋于完美,EDA商场也日趋老到。


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