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1、EDA技术在数字电路开放实验中的应用周云波刘小群宝鸡文理学院物理与信息技术系摘要：介绍了常用的EDA软件及开放性实验的实验教学方法，并通过实例阐述了EDA技术在开放性实验中的应用。关键词：EDA；开放性实验；仿真为了充分利用实验室资源，让学生能够自主选择实验的内容与时间，从而激发学生做实验的兴趣，提高学生思考问题、分析问题、解决问题的能力，近几年各高校都开设了开放实验。我们从2006年也开设了开放实验，开放实验由于学生可以自选题目，这对实验室的设备提出了很高的要求，但利用EDA设计实验电路，仿真实验
2、结果，克服了实验设备不足的矛盾。“EDA”是ElectronicDesignAutomation(电子设计自动化)的简写，是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。EDA是以计算机为工作平台、以硬件描述语言(VHDL)为设计语言、以可编程器件(CPLD／FPGA)为实验载体、以ASIC／SOC芯片为目标器件、进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过程。目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有:muhisim7、OW_AD、Protel、Viewlogio、Mentor、Synopsys、
3、PCBWId、Cadence、MicmSim等等,这些软件各具特色,大体分为芯片级设计工具、电路板级设计工具、可编程逻辑器件开发工具和电路仿真工具等几类。利用EDA工具,可以从概念,算法、协议开始设计电子系统,从电路设计,性能分析直到IC版图或PCB版图生成的全过程均可在计算机上自动完成。EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向,其基本特征是设计人员以计算机为工具,按照自顶向下的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,由硬件描述语言完成系统行为级设计,利用先进的开发工具自动完成逻辑编译、化简、
4、分割、综合、优化、布局布线、仿真及特定目标芯片的适配编译和编程下载,这被称为数字逻辑电路的高层次设计方法。下面以一个七段数码管的驱动为例，说明EDA设计的实验方法。１.实验教学方法本实验是作为本科生的选修课,对全校电信、电子电气、自动化专业同学开放。做为模拟电路、数字电路、通讯原理、ＥＤＡ软件等理论课的后续课程,学生具备了一定的相关理论知识。实验目标的实现都要经过一番努力才能达到,因此在实验的安排上不能简单地限定实验时间和固定内容,必须采取全面开放式和自主式的实验教学方法。实验进程包括初始阶段和提高
5、阶段。(1)初始阶段 要求教师先讲解操作步骤,给出程序清单,使实验按着先简单后复杂的顺序进行。(2)提高阶段 要求同学完成较为复杂的应用和算法编程,并独立完成实验内容。对于能力强的同学可以根据自己的兴趣来完成自己的题目。研究生可以结合自己的课题,利用实验室的资源完成课程的内容,最后写出一份完整的总结报告。（３开放实验时，采用仿真实验和仿真设计与硬件实验相结合的方法,EDA的元件库提供了比实验室种类齐全的仪器、仪表和几千种元器件可供使用，利用图形方式创建电路，软件界面直观、操作使用方便，且容量极其丰富
6、的元器件库，还可根据器件的发展随时扩充，使用时可直接调用和修改元件及参数。学生可用EDA先在计算机上模拟设计所选题目的内容，由于仿真设计元件连线简单，参数修改方便，任何一种设计方案都可以尝试，在对硬件电路设计方案进行仿真过程中，验证设计方案正确性与否，从而得到更加合理可行的实现方案。同时根据仿真结果，可对设计方案进行修改和调整，分析各元件参数对整个数字电路的作用与影响，利用仿真电子仪器仪表，按照设计可完成常规的瞬态分析、稳态分析和时域分析等多种电路分析方法，辅助学生完成对电路原理到电路硬件设计的分析
7、，可以直接观察各子系统的波形及整个电路的实验结果，如果有错误，系统软件会有相应的提示。这样经过反复比较、反复分析、反复修改的过程，最后再用硬件完成开放实验的设计。实验时利用EDA仿真设计改变了传统的基于电路板的设计方法，提高了设计效率，掌握了用计算机软件设计、应用的方法，提高了实验的安全性、自诊断性、直观性、综合性、重组性和信息化等特点。根据实验模块间纵向发展和横向联系，进行组合调整，建立网络化的实践教学平台，每个实验室配备计算机及网络、常用仪器设备、相关实验装置等，充分提高了实验室的资源利用，实现
8、理论与实践的紧密结合。２.实验实例：设计一个七段数码管的译码器并下载到ispLSI1016中,验证其功能是否正确。输入在A,B,C5三个按钮开关的控制下,经ispGDS14,到译码器使输出a1,b1,c1,d1,e1,f1,g1驱动七段数码管为相应的数字。VHDL源程序：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entityliu1isport(datain:instd_logic_vector(2downto0);led:outs
