现代数字系统的设计流程是指利用EDA开发软件和编程工具对可编程逻辑器件进行开发的过程。在EDA软件平台上,利用硬件描述语言HDL等逻辑描述手段完成设计。然后结合多层次的仿真技术,在确保设计的可行性与正确性的前提下,完成功能确认。接着利用 EDA工具的逻辑综合功能,把功能描述转换成某一具体目标芯片的网表文件,输出给该器件厂商的布局布线适配器,进行逻辑化简及优化、逻辑映射及布局布线,再利用产生的仿真文件进行包括功能和时序的验证,以确保实际系统的性能,直至对于特定目标芯片的逻辑映射和编程下载等工作。 本文来自www.eadianqi.com
整个过程包括设计准备、设计输入、设计处理和器件编程四个步骤以及相应的功能仿真、时序仿真和器件测试3个设计校验过程。现代数字系统的设计流程如图所示。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 图 现代数字系统的设计流程 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 (1) 设计准备 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 在设计之前,首先要进行方案论证、系统设计和器件选择等设计准备工作。设计者首先要根据任务要求,判明系统指标的可行性。系统的可行性要受到逻辑合理性、成本、开发条件、器件供应、设计员水平等方面的约束。若系统可行,则根据系统所完成的功能及复杂程度,对器件本身的资源和成本、工作速度及连线的可布性等方面进行权衡,选择合适的设计方案和合适的器件类型。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
(2)设计输入 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
设计输入是设计者将所设计的系统或电路以EDA开发软件要求的某种形式表示出来,并送入计算机的过程。它根据EDA开发系统提供的一个电路逻辑的输入环境,如原理图、硬件描述语言(HDL)等输入等形式进行输入。这些方法可以单独构成,也可将多种手段组合来生成一个完整的设计。 本文来自www.eadianqi.com
设计输入软件在设计输入时,还会检查语法错误,并产生网表文件,供设计处理和设计校验使用。 本文来自www.eadianqi.com
(3) 设计处理 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
设计处理是从设计输入文件到生成编程数据文件的编译过程。这是器件设计中的核心环节。设计处理是由编译软件自动完成。设计处理的过程如下: 本文来自www.eadianqi.com ① 逻辑优化和综合。由软件化简逻辑,并把逻辑描述转变为最适合在器件中实现的形式。综合的目的是将多个模块化设计文件合并为一个网表文件,并使层次设计平面化。逻辑综合应施加合理的用户约束,以满足设计的要求。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 ② 映射。把设计分为多个适合用具体PLD器件内部逻辑资源实现的逻辑小块的形式。映射工作可以全部自动实现,也可以部分由用户控制,还可以全部由用户控制进行。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 ③ 布局和布线。布局和布线工作是在设计检验通过以后由软件自动完成的,它能以最优的方式对逻辑元件布局,并准确地实现PLD器件内部逻辑元件间的互连。 本文来自www.eadianqi.com ④ 生成编程数据文件。设计处理的最后一步是产生可供器件编程使用的数据文件。对CPLD器件而言,产生熔丝图文件即JDEC文件;对FPGA器件则生成位流数据文件。 |