探究EDA技術(shù)在數字電子技術(shù)實(shí)驗中的應用論文

探究EDA技術(shù)在數字電子技術(shù)實(shí)驗中的應用論文

　　近年來(lái)在電子信息技術(shù)的不斷創(chuàng )新與完善下，數字電子技術(shù)實(shí)驗教學(xué)也相繼發(fā)生著(zhù)巨大的變化，逐步向創(chuàng )新電子實(shí)驗教學(xué)方向發(fā)展.當前，EDA 技術(shù)融合了計算機等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，并且在具體的電子實(shí)踐技術(shù)教學(xué)中發(fā)揮著(zhù)積極作用，當代的信息技術(shù)教師在電子實(shí)驗教學(xué)活動(dòng)中應該更多的重視運用EDA 技術(shù)來(lái)構建一個(gè)虛擬的實(shí)驗操作平臺，進(jìn)而能夠讓學(xué)生在其營(yíng)造出的虛擬實(shí)驗環(huán)境下對數字電子技術(shù)知識進(jìn)行熟練地掌握，達到高效學(xué)習的目的.與此同時(shí)，EDA 技術(shù)能夠為電子實(shí)驗教學(xué)提供科學(xué)化的指導平臺，在一定程度上增強了學(xué)生的計算機應用能力、思維創(chuàng )新能力以及實(shí)驗操作能力，為學(xué)生日后的發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎.

　　1 EAD技術(shù)的概述

　　EAD技術(shù)又可稱(chēng)之為是電子設計自動(dòng)化.它主要是以大規模的可編程邏輯器件為設計載體，以硬件描述性語(yǔ)言為邏輯描述的主要表達方式之一，并在實(shí)際應用中以計算機、大規模的可編程器件的開(kāi)發(fā)工具軟件以及實(shí)驗開(kāi)發(fā)系統為設計工具，以此來(lái)自動(dòng)的完成用軟件方式描述的電子系統到硬件系統的編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合及優(yōu)化、布局布線(xiàn)和仿真等一系列的操作流程，直至完成對特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作，最終形成集成電子系統或專(zhuān)用集成芯片的多學(xué)科融合的新技術(shù).但就當前的發(fā)展而言，在我國應用最多的EAD 技術(shù)軟件大多只是Protel、Quartus、Multisim、EWB以及Max-Plus等，雖然它們的實(shí)際應用特點(diǎn)都大同小異，但是細研究發(fā)現，它們之間還是有不一樣的地方出現.例如：Quartus主要的操作功能就是為了更快、更好的便于完善數據系統的研發(fā);Multisim則是在具體的組合邏輯電路設計方面占有優(yōu)勢.因此，在實(shí)際的應用中.應該結合具體的情況來(lái)合理的選擇應用技術(shù).

　　2 EAD技術(shù)在數學(xué)電子技術(shù)實(shí)驗中的流程分析

　　2.1 電路特性的優(yōu)化設計

　　電子產(chǎn)品自身的元器件就有最佳的容差，并且外部的環(huán)境溫度是促使電路安全運行的重要保證.但是在傳統的電路設計方法中，很難對元器件的容差以及外部的工作環(huán)境溫度進(jìn)行準確的系統分析，因此所設計出的方案也就無(wú)法達到最佳效果.而在應用EAD技術(shù)中，可以運用溫度分析功能以及統計分析功能來(lái)有效的解決這些問(wèn)題.在具體的實(shí)踐操作中，由于二者自身的功能可以準確的計算出元器件的最佳參數、電路結構以及與元器件相匹配的工作環(huán)境溫度，通過(guò)這樣的方式，不僅可以快速的優(yōu)化電子工程設計方案，還能有效的保障使用產(chǎn)品的質(zhì)量.

　　2.2 設計輸入

　　在傳統的電子技術(shù)實(shí)驗課堂教學(xué)中，一般的教學(xué)流程包括硬件、搭試、調試以及焊接等，在模擬環(huán)境下所出現的問(wèn)題，都影響著(zhù)實(shí)際教學(xué)的效果.因此，針對這一現象，教師們要在實(shí)踐教學(xué)中為學(xué)生們營(yíng)造出良好的實(shí)驗教學(xué)環(huán)境，要求教師在實(shí)驗教學(xué)活動(dòng)中積極地構建出EDA 技術(shù)虛擬電子實(shí)驗教學(xué)平臺，并結合著(zhù)實(shí)驗的具體環(huán)節和應用項目，在設計教學(xué)活動(dòng)時(shí)，建立一個(gè)以VHDL形式的文本和原理圖文本，將其輸入模式發(fā)送到虛擬電子實(shí)驗平臺上，及時(shí)的利用EDA 技術(shù)軟件系統對VHDL文本的形式進(jìn)行綜合處理，并在具體的操作中將邏輯極線(xiàn)路圖換作為門(mén)級電路形式.在一系列的轉換后，最終通過(guò)時(shí)序分析文件以及網(wǎng)表信息文件等方式展現出來(lái)，進(jìn)而便于學(xué)生在實(shí)驗數據的研究中能夠進(jìn)行系統化的分析，提升電子技術(shù)實(shí)驗的教學(xué)成效.

　　2.3 各模塊構建的分析

　　電子技術(shù)實(shí)驗平臺上的實(shí)驗仿真功效主要包含了項目信息采集、項目基礎教學(xué)、實(shí)驗結果處理以及虛擬實(shí)驗四大部分.通過(guò)電子技術(shù)實(shí)驗的相關(guān)技術(shù)要求，要讓學(xué)生在實(shí)驗操作前，進(jìn)行基礎知識的儲備學(xué)習，在上機操作演練前，結合實(shí)驗的具體要求，選擇合適的EDA 技術(shù)應用軟件工具，進(jìn)而對在實(shí)驗中總結出的圖表、實(shí)驗數據、程序代碼以及仿真曲線(xiàn)等進(jìn)行相應的分析和匯總，完成相應的實(shí)驗任務(wù)，及時(shí)的將匯總信息上傳至服務(wù)器，便于日后的查詢(xún).另外，在基礎學(xué)習任務(wù)中，其實(shí)驗教程主要包含了信息軟件程序語(yǔ)言學(xué)習、EDA 技術(shù)普及與運用、實(shí)驗理論知識的基礎掌握、實(shí)驗儀器操作的說(shuō)明等課程內容.在實(shí)際的教學(xué)中，通常用到的EDA 技術(shù)應用模塊分析.其結構性較為嚴謹，在實(shí)際的應用中能夠提高此項技術(shù)的應用效率.值得一提的是在電子技術(shù)實(shí)驗中經(jīng)常使用的EDA 技術(shù)工具包括以下幾個(gè)：QuarhzsII、Matlab、Prote1等，而在電子實(shí)驗中課程教學(xué)中采用最多的編程語(yǔ)言是VHDL語(yǔ)言.除此之外通過(guò)其內部的局域網(wǎng)絡(luò )還能夠下載關(guān)鍵的系統技術(shù)，能夠在學(xué)習中為學(xué)生們理清設計思路，在運用該技術(shù)進(jìn)行實(shí)際的數字實(shí)驗設計案例時(shí)，有利于學(xué)生們深入地了解電子系統知識，在很大的程度上能夠提升其設計能力.

　　2.4 綜合分析

　　綜合分析主要是通過(guò)利用EDA 技術(shù)軟件對電子實(shí)驗呈現出綜合器環(huán)境，與VHDL技術(shù)應用軟件有著(zhù)緊密的聯(lián)系.EDA 技術(shù)軟件以及相應的硬件電路對于實(shí)現其轉化具有著(zhù)重要的實(shí)踐意義.基于上述的流程概述，能夠在有效的完成源文件的基礎上進(jìn)行合理的綜合分析.這主要是因為EDA 技術(shù)在不斷地應用過(guò)程中，需要對大量FPGA 工藝上的系統產(chǎn)品做出分析與判斷.因此，綜合分析后所產(chǎn)生出的結果會(huì )與系統硬件之間有著(zhù)密切的關(guān)聯(lián).在運用EDA 技術(shù)進(jìn)行分析應用時(shí)，能夠在運行期間促使邏輯優(yōu)化的形成，以此來(lái)產(chǎn)生出相應的有實(shí)際關(guān)聯(lián)的網(wǎng)表信息文件.

　　2.5 適配以及布線(xiàn)布局的分析

　　在進(jìn)行完綜合分析環(huán)節后，通過(guò)應用CPLD 布線(xiàn)適配器將綜合后的網(wǎng)表信息文件對某一具體的實(shí)驗器件進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的邏輯映射操作，在進(jìn)行文本以及圖形編輯器時(shí)可通過(guò)仿真技術(shù)以及VHDL綜合器對所得數據進(jìn)行優(yōu)化和分析，以能夠形成詳細、利用率較高的圖表文件，便于后期工作和教學(xué).其具體操作內容主要涉及到邏輯分割、優(yōu)化、布線(xiàn)布局等流程，并針對流程步驟進(jìn)行相應的適配工作，在適配完畢后，則會(huì )立即出現時(shí)序仿真時(shí)用到的下載表格和網(wǎng)表信息文件.CPLD 布線(xiàn)適配器的適配布線(xiàn)布局.

　　2.6 仿真技術(shù)

　　在上述所有流程工序完成后，進(jìn)行下一步的編程下載環(huán)節，此過(guò)程是電子技術(shù)實(shí)驗中較為重要的一部分，在具體操作中需注意以下內容：利用EDA技術(shù)軟件工具對在電子技術(shù)實(shí)驗中適配生成后的結果進(jìn)行詳細的信息檢測，也就是俗稱(chēng)的仿真工作.這一實(shí)驗環(huán)節是進(jìn)行EDA 設計的一道重要的設計工序，在具體的EDA 設計中，其時(shí)序和功能門(mén)級仿真技術(shù)一般是通過(guò)EDA 技術(shù)軟件應用來(lái)實(shí)現的，它主要實(shí)現了仿真測試的兩種功能，一種是功能仿真，一種是時(shí)序仿真.仿真技術(shù)的具體應用,可以對功能仿真和時(shí)序仿真進(jìn)行分析.其一，功能仿真，也就是在實(shí)驗設計中具體的用來(lái)描述設計當中邏輯相關(guān)功能的仿真，通過(guò)這種描述能展現出更為清晰的系統最終功能，辨別出是否與設計方案相一致，但在具體的實(shí)踐中，存在著(zhù)一些弊端，就是在實(shí)驗仿真的過(guò)程中，并沒(méi)有結合實(shí)驗器件的具體特性，進(jìn)而導致出現一些錯誤的仿真結論，影響實(shí)驗效果.其二，時(shí)序仿真就是在適配任務(wù)結束后所產(chǎn)生的網(wǎng)表信息文件展開(kāi)的仿真.這種仿真會(huì )在一定條件下實(shí)現仿真模擬測試，在實(shí)際的測試運行中還會(huì )與真實(shí)的電子實(shí)驗器件在運行模式下的特性相匹配.時(shí)序仿真在具體的實(shí)踐中充分的結合了電子實(shí)驗器件自身的獨具特性，因此其仿真效果達到了較高的精準度.

　　3 結束語(yǔ)

　　綜上所述，EDA 技術(shù)在電子技術(shù)實(shí)驗教學(xué)研究中有著(zhù)十分重要的影響，在具體的電子技術(shù)實(shí)驗中應用EDA 技術(shù)，結合其自身的特點(diǎn)，將其合理的對數字電子技術(shù)實(shí)驗進(jìn)行仿真模擬，并根據具體的實(shí)驗情況，營(yíng)造一個(gè)數字電子技術(shù)實(shí)驗虛擬平臺，這不僅為電子技術(shù)實(shí)驗開(kāi)創(chuàng )出具有較高實(shí)踐性的實(shí)驗環(huán)境，同時(shí)也是電子技術(shù)實(shí)驗模式的一種創(chuàng )新.并且在數字電子實(shí)驗中應用EDA 技術(shù)，能夠在實(shí)驗中為學(xué)生直觀(guān)的呈現出傳統電路設計中出現的問(wèn)題，使學(xué)生快速的將新技術(shù)、新方法上升到實(shí)驗階段，增強學(xué)生知識的掌握度以及實(shí)踐創(chuàng )新能力，從而全面提升電子技術(shù)實(shí)驗質(zhì)量.

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