合肥工业大学EDA课程总结报告.doc

.EDA课程总结报告一、 EDA技术简介1. EDA技术的概念EDA即Electronic Design Automation的缩写，直译为：电子设计自动化EDA技术有狭义和广义之分，狭义EDA技术就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术，或称为IES/ASIC自动设计技术。2.EDA技术的目的和意义EDA技术以规模巨大的可编程逻辑器件（PLD）作为进行电子设计的载体，硬件描述语言（HDL）作为系统逻辑描述的一种主要 表达方式，通过它来完成对系统逻辑的描述， 再依托具有强大功能的计算机，通过运用与 EDA 技术相应的工具软件，完成电子系统的 自动化设计。这种技术的应用使设计人员得以 高效快速地完成设计任务，使设计所用周期时间得以缩短，减少了设计所需的投入成本。 20 世纪70年代由于计算机及集成电路的急剧发展，使电子技术受到剧烈的冲击，其更新换代的周期不断缩减，而专用的集成电路却不断提升其设计难度，致使两者之间的矛盾逐渐扩大，这就使得电子技术要不断地更新，从而满足电子产品生产的需要，经过近几十年的发展，电子设计技术大致经历了三个主要的发展阶段，从初期的 CAD 阶段到 CAE 阶段再到现在的 EDA 阶段，电子设计技术取得了飞跃性的发展。 EDA技术最特别之处在于它的设计流程，与传统自下而上的电子设计流程恰恰相反，EDA技术选择使用自上而下的设计流程，它从电子系统设计的整体出发，在进行设计之前就将系统中各部分之间的结构规划好，在对方框图进行划分时完成相关的仿真和纠错工作， 使用 HDL 对高层次逻辑进行描述，并运用综合优化方法完成所有有关工作，然后通过使用 EDA 技术，可以帮助用户实现对系统中任意一项硬件功能进行系统描述，最后再利用现场可编程门阵列（FPGA）或复杂可编程逻辑器 件（CPLD）来实现电子系统设计的结果。这种先进的电子技术有效地解决了传统电子设计技术的弊端，减少了实际应用中出现故障的几率，从而使设计效率得以大幅度提升。二、 EDA技术发展现状EDA 技术发展迅猛, 逐渐在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。 在教学方面: 几乎所有理工科( 特别是电子信息) 类的高校都开设了EDA 课程。主要是让学生了解EDA 的基本原理和基本概念、掌握用VHDL 描述系统逻辑的方法、使用EDA 工具进行电子电路课程的模拟仿真实验。如实验教学、课程设计、毕业设计、设计竞赛等均可借助CPLD/ FPGA 器件, 使实验设备或设计出的电子系统具有高可靠性, 又经济、快速、容易实现、修改便利, 同时可大大提高学生的实践动手能力、创新能力和计算机应用能力。 在科研方面: 主要利用电路仿真工具进行电路设计与仿真; 利用虚拟仪器进行产品调试; 将CPLD/ FPGA 器件的开发应用到仪器设备中, CPLD/ FPGA 可直接应用于小批量产品的芯片或作为大批量产品的芯片前期开发。传统机电产品的升级换代和技术改造, CPLD/ FPGA 的应用可提高传统产品的性能, 缩小体积, 提高技术含量和产品的附加值。作为高等院校有关专业的学生和广大的电子工程师了解和掌握这一先进技术是势在必行, 这不仅是提高设计效率的需要, 更是时代发展的需求, 只有掌握了EDA 技术才有能力参与世界电子工业市场的竞争, 才能生存与发展。随着科技的进步, 电子产品的更新日新月异, EDA 技术作为电子产品开发研制的源动力, 已成为现代电子设计的核心。所以发展EDA 技术将是电子设计领域和电子产业界的一场重大的技术革命, 同时也对电类课程的教学和科研提出了更深更高的要求。 在产品设计与制造方面: 从高性能的微处理器、数字信号处理器一直到彩电、音响和电子玩具电路等, EDA 技术不单是应用于前期的计算机模拟仿真、产品调试, 而且也在PCB 的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、制作过程等有重要作用。可以说EDA 技术已经成为电子工业领域不可缺少的技术支持。 进入21 世纪后，电子技术全方位纳入EDA 领域，EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容，突出表现在以下几个方面: 使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表达和确认成为可能; 基于EDA 工具的ASIC 设计标准单元已涵盖大规模电子系统及IP 核模块; 软硬件IP 核在电子行业的产业领域、技术领域和设计应用领域得到进一步确认; SOC( System-on-Chip) 高效低成本设计技术的成熟。随着半导体技术、集成技术和计算机技术的迅猛发展, 电子系统的设计方法和设计手段都发生了很大的变化。 传统的固定功能集成块加连线的设计方法正逐步地退出历史舞台, 而基于芯片的设计方法正成为现代电子系统设计的主流。三、 器件的封装常用的各种电路元器件以及IC芯片采用的封装形式：元件名称 元件符号 封装属性电阻 RES1-RES4 AXIAL系列 从AXIAL-0.3到AXIAL-1.0，后缀数字代表两焊盘的间距，单位为Kmil.瓷片电容 RAD0.1-RAD0.3。其中0.1-0.3指电容大小，一般用RAD0.1电解电容： RB.1/.2-RB.4/.8 其中.1/.2-.4/.8指电容大小。一般470uF用RB.3/.6电位器 POT1和POT2 VR-1到VR-5.普通二极管 DIODE DIODE0.4和DIODE 0.7肖特基二极管 DIODE SCHOTTKY DIODE0.4和DIODE 0.7隧道二极管 DUIDE TUNNEL DIODE0.4和DIODE 0.7变容二极管 DIODE VARCTOR DIODE0.4和DIODE 0.7稳压二极管 ZENER13 DIODE0.4和DIODE 0.7发光二极管 RB.1/.2三极管 NPN,NPN1,PNP，PNP1 TO18、TO-92A（普通三极管）TO-220（大功率三极管）TO3（大功率达林顿管）N沟道结型场效应管 JFET N TO18P沟道结型场效应管 JFET P TO18N沟道增强型管 MOSFET N TO18P沟道增强型管 MOSFET P TO18整流桥 BRIDGE1和BRIDGE2 D系列，如D-44，D-37，D-46等。单排多针插座 CON CON系列，从CON1到CON60，引脚封装形式为SIP系列，从SIP-2到SIP-20。.双列直插元件 根据功能的不同而不同 DIP系列。串并口类原理图 DB DB系列，引脚封装形式为DB和MD系列电源稳压块78系列 7805，7812 TO-126和TO-126电源稳压块79系列 7905，7912 TO-126和TO-126四、 PCB板布线PCB板布线对电路的影响：1.我们要注意贴片器件（电阻电容）与芯片和其余器件的最小距离芯片：一般我们定义分立器件和IC芯片的距离0.50.7mm，特殊的地方可能因为夹具配置的不同而改变2.对于分立直插的器件 一般的电阻如果为分立直插的比贴片的距离略大一般在13mm之间。注意保持足够的间距（因为加工的麻烦，所以直插的基本不会用） 3.对于IC的去耦电容的摆放 每个IC的电源端口附近都需要摆放去耦电容，且位置尽可能靠近IC的电源口，当一个芯片有多个电源口的时候，每个口都要布置去耦电容。 4.在边沿附近的分立器件 由于一般都是用拼板来做PCB，因此在边沿附近的器件需要符合两个条件，第一就是与切割方向平行（使器件的应力均匀），第二就是在一定距离之内不能布置器件（防止板子切割的时候损坏元器件） 5.如果相邻的焊盘需要相连，首先确认在外面进行连接，防止连成一团造成桥接，同时注意此时的铜线的宽度。 6.焊盘如果在铺通区域内需要考虑热焊盘（必须能够承载足够的电流），如果引线比直插器件的焊盘小的话需要加泪滴（角度小于45度），同样适用于直插连接器的引脚。 7.元件焊盘两边的引线宽度要一致，如果时间焊盘和电极大小有差距，要注意是否会出现短路的现象，最后要注意保留未使用引脚的焊盘，并且正确接地或者接电源。 8. 注意通孔最好不要打在焊盘上。 9.另外就是要注意的是引线不能和板边过近，也不允许在板边铺铜（包括定位孔附近区域） 10.大电容：首先要考虑电容的环境温度是否符合要求，其次要使电容尽可能的远离发热区域五、总结心得感想：在开始上这门课时，我对它有一点兴趣，因为当我用自己所学的知识做出一些东西时我觉得特别开心。通过对这门课程相关理论的学习，我掌握了EDA的一些基本的的知识，用自己学到的东西尽可能的去完成老师布置的实验。通过实验使我更加深刻的认识和理解了EDA。不过在做实验的时候带来的不仅仅只是收获，也会有很多的困难。例如，当在画实验原理图的时候需要一个元件，但是怎么找都找不到这个元件。做实验的时候我也深刻的感觉到团结的力量以及在老师的重要性，有很多的时候出现问题了不要自己硬抗着，而是应该多问问身边的人，多问问老师，因为老师的指导会使你的问题马上得以解决而且你也会理解，当下次出现同样的错误时，你会很快的解