Hi:欢迎来到提高路网-专业的论文辅导网站     

所有论文科目分类

首页 > 免费论文 > 计算机论文 > 计算机硬件

EDA技术在计算机硬件设计的实践

作者:2018-01-17 11:29:33阅读:文章来源:

【摘要】科学技术的发展离不开计算机硬件的发展,EDA技术的发展为计算机硬件的设计提供了全新的解决思路,以一种高效、快速、便于调试的方式,提升了计算机硬件的发展水平。本文简单介绍了EDA技术,并以UART的设计和实现为例,阐述了EDA技术在计算机硬件设计方面的应用。

【关键词】计算机硬件设计;EDA技术;实践分析

前言

电子设计从手工设计逐步走向了自动化设计,它的发展以EDA技术的发展为主要标志。EDA技术以计算机为操作工具,融合了最新的应用电子技术、计算机技术和智能化技术的成果,并且将设计人员从繁重且重复的劳动中解脱出来,使得电子产品的设计效率提升了。

1EDA技术概述

1.1EDA技术的基本内容

在没有EDA技术的时代,计算机硬件的设计需要通过人工手动完成集成电路的设计、布线等工作。而随着集成线路复杂程度的增加,基于手工的设计方式已经无法满足工作需求。因而人们开始寻求一种更为高效的硬件设计方式。EDA技术的诞生,成功改变了这一情况。它以计算机为操作工具,让学生可以在软件平台上,通过软件化的设计方式来描述计算机硬件。由计算机代替人工完成逻辑编译、优化、布线、仿真等工作。整个过程是自动的,直到能够完成对既定芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作[1]。

1.2一般设计流程

它创新性的颠覆了传统电子产品的设计方式。将设计的顺序从由下至上翻转过来。这使得硬件设计者能够从更为宏观的角度去掌控产品的开发。包括设计的质量、成本、功能需求、研发周期等。在拥有比较全面的宏观分析后,从系统设计出发,进行顶层功能模块的解构和划分。并能够按照方框图→系统级的次序逐级完成仿真纠错和验证。从而能够使设计问题更早的被凸显出来。当所有的仿真和验证确认无误后,再用逻辑综合优化工具的门级逻辑电路的网表来实现硬件的物理级呈现。通过该项技术的应用,将设计者的设计强度减轻,仅需要通过软件平台,就可以实现硬件的电路设计和功能仿真。整体的设计效率被大幅度提升。硬件设计流程如图1所示:

2基于EDA技术的计算机硬件设计的实践探究

本文以可编程器件开发工具MAX+PLUSⅡ为开发平台设计,它的运行速度快,界面统一,功能集中。同时该开发平台具备十分完整的可编程逻辑设计环境,能够完成从指标设计、输入、编辑综合处理、校验直至编程下载的EDA设计的全过程。设计者可以按工作流程选用工作模块。适用于多平台操作,是一种理想的开发平台。本部分就计算机的基本硬件之一通用异步收发传输器基于EDA技术的设计实现进行了简要的阐述。

2.1UART的基本介绍

通用异步收发器(UART),是计算机中不可缺少的组成部分,它是一种短距离串行传输接口。能够作为微机与下位机的通讯串口,来实现有效通讯。根据当前的计算机运行机制,需要进行数据的交换和传输。但是并行数据并不能够直接发送到调至解调器中,而必须要经过异步传输才能够解决。UART就是此过程的必要部件。它将信息有序的发送到调制解调器中,实现计算机的正常运转。

2.2硬件设计

在进行硬件设计时,考虑各项功能模块的调试工作,设置了三个按键输入来实现UART的复位、接收和发送数据功能的启动。整体硬件结构如图2所示。

2.3模块设计

(1)基本设计思路UART在工作中主要涉及两个过程,发生和接收。在设计时,考虑模块化的方式来进行设计。发生的过程即并行数据的准备阶段,UART按照既定的格式,将信号进行转换。在此过程中涉及到关键的时钟信号。需要通过波特率发生器来产生与本地系统同步的时钟信号。而接收的过程,就是在信号转换成RXD串行信号后,转换成调制解调器需要的并行数据信号。在整个进程中,由于本地时钟信号与UART的时钟信号会产生一定的延迟和误差。当这种误差产生持续性的积累时,会产生接收偏差。使得UARD的功能不能够被顺利的实现。因此,在进行设计时,需要采用一个远远高于波特率的本地时钟信号对输入信号RXD不断地采样,来保持工作过程中UARTDE接收和发生不会出现步调不一致。(2)奇偶校验位发生器模块设计奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法,以保证串行数据的准确性。在基于EDA技术进行UART奇偶校验位发生器设计需要考虑几个关键点。一是该模块能够执行奇偶校验规则,正确的选择数据。从而实现系统既定二进制数据与输入的串行数据校验位的合理比较。验证输入的正确性。二是该模块必须要满足计算机功能的持续拓展性。在计算机工作中,会产生不确定的并行校验位的增加。那么该模块应该能在后续定义的规则基础上进行校验位的添加。对已经设计完成的奇偶校验位发生器模块采用EDA的工具mod-elsim12.0进行功能的仿真,对仿真结果进行详细的分析,以确保所有期望的功能都已经实现,对于发生问题的地方及时进行修订。(3)波特率发生器模块设计此模块的主要功能就是能够根据时钟的频率和既定的波特率来计算出波特分频因子。分频因子就是分频数。对于波特率发生器的系数一般在现场可编程门阵列实现时基本上是固定的,但是当实现出现变化时,波特发生器的系数就要发生改变。在UART中采用的是专用的芯片,使得波特率的改变变得比较困难,需要加上相应的接口来实现波特率的变动。在使用硬件描述语言的parameter语句(VerilogHDL)或者Generic语句(VDHL)就可以实现UART专用芯片的波特率的改变。那么就不需要通过后续的接口添加来改变系数,也就减少了设计和调试的难度。该发生器的分频时钟与波特时钟的频率比设置为16:1.那么信号采样的准确性就会增高,使接收和发生保持在同一步调上[2]。(4)顶层模块设计UART顶层模块是硬件的综合模块。它涵盖硬件中全部接口定义。主要是为了接收和发生与其他模块的通讯和连接。若通用异步收发器的波特率为9600bit/s,分频因子则为9600*16*2。运用EDA仿真软件,在进行发送功能仿真时将能够得到相应的仿真结果。对该模块的仿真结果进行详细分析的时候可以发现,等待发送的数据在接触发生信号后,其串行信号发生了改变,由01010101→001010101[3]。利用EDA技术进行UART的实际,能够实现利异步串行通信功能,同时可以利用EDA仿真工具就功能模块进行分别和整体的仿真校验,解决了计算机硬件设计问题发现晚的劣势,能够在设计的过程中及时调整设计方案。

3结束语

EDA技术是计算机硬件设计向软件化转变的重要标志,它为计算机硬件设计提供了全新的思路。这种设计方式使得计算机的硬件设计具备可视性、直观性,且可以在设计过程中进行实时的控制和调整,解决了复杂电路设计问题发现滞后的问题。

最近相关

最新更新

热门推荐

[经济法]九好集团财务造假案例分析与对策思考
 九好集团是2017年第一家因“忽悠式重组上市”而被证监会处以顶格处罚的后勤托管服务公司,主要业务模式是作为中介服务平台为客户寻找后勤服务供应商,根据成交额收取一定比例的服务费。九好集团财务造假手段,可以代表我国拟上市公司财务造假普遍存在的现状...[全文]
[行政管理]单纯收受行政管理对象财物的司法认定
  在单纯收受下级、行政管理对象的财物行为中,国家工作人员并未利用职务上的便利为对方谋取利益,也不存在具体请托事项。司法解释规定此类行为一定条件下可构成受贿,但在具体执行中尚有不少疑难问题。事实上,将单纯收受下级、行政管理对象的财物认定为受贿,...[全文]
[互联网技术]人工智能时代的特点及就业趋势
摘要:随着科学技术的发展,人工智能在各行各业的应用日渐广泛。人工智能在改变了人们的生活的同时,也对社会的就业形势带来了一定的影响。本文将简单阐述人工智能时代的特点,并分...[全文]
[世界历史]海绵城市建设的困难误区及推进建议
 1、海绵城市热潮  传统的城市雨水系统建设模式已经对水环境造成巨大的负面影响与危害,近年来的城市内涝灾害广受病垢。  事实上,严重的径流污染、水文循环的破坏乃至生...[全文]
[硕博论文]基于上市大数据企业的经营绩效与研发投入关系研究
近年来,大数据(Big Data)已经成为学术界和业界所共同关注的热点和焦点。随着网络和信息技术的普及,人类产生的数据量呈指数级增长,这与原始信息时代已经很不一样。...[全文]
[信息]联系方式
欢迎访问提高路网。您有任何问题,都可与提高路网取得联系。以下是提高路网的联系渠道: 一、推荐您与提高路网的在线客服联系,以获得最快最及时的回复。如果客服不在线请致电138...[全文]
[硕博论文]RV减速器可靠性研究与关键件疲劳可靠性分析
RV减速器是结合行星传动和巧妙地利用曲柄轴实现摆线传动的减速器,具有结构紧凑、过载能力强和可靠性高等优点。目前国内的RV减速器仅处于研究生产阶段,其主要原因是...[全文]
[信息]关于我们
提高路-论文网(www.tigaolu.com)全国论文辅导平台。本着帮助有志于提高自身任职现状的人们,提高路-论文网是国内较早提供论文、职称解决方案的服务商,是中国在线学术服...[全文]
[财政税收]港澳地区及大陆税收政策的差异
摘要:虽然港澳地区和大陆同属中国政府管辖,但由于历史原因,港澳在社会经济制度、经济发展模式、发展水平及税收管理政策等方面和大陆存在差异。我国经济的发展使港澳和大陆之间...[全文]
[法理法史]国际法历史发展因素
广义地说,古代社会已有国际法(可称之为“古代国际法”),或者至少有国际法的遗迹。当然,一般意义上,国际法是指近现代国际法,下面是编辑老师为大家准备的国际法历史发展...[全文]
[艺术理论]颐和园园林艺术论文范例赏析(共2篇)
  颐和园园林艺术论文怎么写呢?颐和园园林是中国现在保存最完好和规模最大的古代园林,同时也是我国园林艺术的杰出代表,是我国清代著名的皇家园林,其兴建历经乾隆、光绪两朝,园林布局集中了皇家园林与私家园林、北方园林与南方园林之特色,下面是千里马...[全文]
[硕博论文]基于双边市场的平台纵向一体化策略研究
双边平台具有网络外部性、不对称定价、用户多归属等双边市场所特有的特征,这些特征使得双边平台的竞争模式与传统企业有所区别,平台用户数量是平台企业的主要竞争目...[全文]