【摘 要】随着计算机技术的出现及快速的更新与发展，以此为基础并且在其强劲的推动下电子技术得到了远超以往的飞速发展。如今，现代电子产品几乎渗透入了人类生产生活中的各个领域。由于其的高性能、大复杂程度、价格的相对低廉及较快的更新换代速度，使得人类社会达到了一个高度发达的信息化社会阶段，进一步的促进了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。 EDA技术是现代系统设计与电子产品研发的重要工具，随着电子技术的快速崛起，EDA技术也迅速发展起来。本文论述了EDA技术的产生背景以及发展与内容，明确了EDA技术在电子系统设计中的理论应用，并以分频器这一电子系统基本电路为例，来就EDA技术在电子线路设计中的现实应用进行分析，意在为EDA技术的实践应用提供借鉴。
【关键词】EDA技术 发展背景 电子线路设计 应用分析
一、前言
作为现代电子设计技术的核心，EDA（Electronic Design Automation）技术是以硬件描述语言HDL（Hardware Description Language）为系统逻辑描述的主要表达方式，以可编程器件PLD（Programmable Logic Device）为实验载体，依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，自动的完成逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合，结构综合（布局布线）以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。EDA技术的应用使得设计者的工作仅限于利用硬件描述语言和EDA软件平台来完成对系统硬件功能的实现，极大的提高了设计效率，缩短了设计周期，节省了设计成本。EDA技术涉及面广，内容丰富，融合了的微电子、电路系统、计算机应用等多个学科。EDA技术的本质是电子产品的自动化设计过程，其相关设定分别如下：工作平台为计算机，设计语言为硬件描述语言，实验载体为可编程器件，应用方向为电子系统设计。在电子线路设计中应用EDA技术可实现一体化设计，周期时间大幅度缩短，设计效率得到进一步提升。因此，对EDA技术在电子线路设计中的应用进行分析，对于EDA技术的现代应用和电子线路设计的长足发展有着积极的现实意义。
二、EDA技术的产生背景与内容
电子设计自动化的简称就是EDA技术，因为现代社会计算机，集成电路和电子系统的高速发展，所以电子设计技术就应运而生了，他的出现可以提高人们对于电子电路系统设计的能力，这种技术对于应用电子技术，计算机技术和智能化技术都有集成，所以能够对于各种电子通信方面的设计进行辅助的设计，目前来看，该项技术主要是对于IC的设计，电子线路的设计以及PCB板的设计起到了一定的作用，而且在日常运用的范围较广，当前，因为电子技术和计算机技术对其的推进作用，所以在国家的各个行业都有了大量的应用，比如国防，昂天，仪器仪表，工业自动化等等，该项技术正在以惊人的速度发展，逐渐变成了当今电子技术发展的前沿。
（一）EDA技术的产生背景
上世纪后半期，计算机和集成电路迅速发展起来，电子技术面临着新的机遇和严峻的考验。因电子技术周期不断缩短，其与专用集成电路设计难度日益提升间的矛盾日益加剧。这一形势下，就需要应用高层次的设计工具和新的设计方法来解决这一问题，而EDA技术就是在这一现实背景下应运而生的。
（二）EDA技术的内容
EDA技术主要包括四方面内容：第一，可编程逻辑器件（大规模）；第二，硬件描述语言；第三，软件研发工具；第四，试验开发系统。EDA技术在电子系统设计的应用过程当中，其四方面内容依次扮演着载体、表达手段、设计工具、下载与硬件验证工具。
三、EDA技术的发展
回顾自20实际90年代初到如今近30年电子设计技术的发展历程，EDA工具的发展经历大致可划分为三个阶段：计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE）和电子设计自动化（EDA）。
（一）计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）阶段
20世纪70年代是EDA技术发展的初期阶段，人们开始使用计算机辅助进行IC版图编辑和PCB布局布线，使设计者从繁琐，重负的计算和绘图中解脱出来，由于PCB布局布线工具受到计算机工作平台的制约，其支持的设计工作有限且性能较差。
（二）计算机辅助工程设计CAE（Computer Aided Engineering）阶段
20世纪80年代为CAE阶段，此时EDA工具主要以逻辑模拟，定时分析，故障仿真，自动布局和布线为核心，如果说CAD工具代替了设计工作中绘图的重复劳动，则CAE工具则代替了设计师的部分工作。然而，大部分从原理图出发的EDA工具仍不能满足复杂电子系统的设计要求。
（三）电子设计自动化EDA（Electronic Design Automation）阶段
20世界90年代，设计工程师逐步从使用硬件转向设计硬件，从单个电子产品开发转向系统级电子产品开发，即片上系统集成。这时的EDA工具不仅具有电子系统设计的能力，而且能提供独立于工艺和厂家的系统级设计能力，具有高级抽象的设计构思手段。可以说，20世纪90年代EDA技术的发展是电子电路设计的革命。
四、EDA技术在电子系统设计中的理论应用
（一）EDA技术在电子系统设计中的应用优势
在电子系统设计中应用EDA技术，使得设计人员不必通过门级原理图来对电路进行描述，而只需对设计目标功能作出描述。电路细节方面的的束缚得以摆脱，设计人员能够将更多精力放在概念构思和创造性方案上。而当通过高层次描述将这些概念构思输入计算机后，EDA技术便可以规则驱动形式来实现整个设计的自动完成。这样，新概念能够有效迅速地转化为产品，产品研制周期大大缩短。
（二）EDA技术在电子系统设计中的基本应用步骤
高层次设计法是EDA技术在电子系统设计应用中的有效形式，其基本步骤如下：第一，通过“自上而下”形式的设计手段来划分系统；第二，完成VHDL代码的输入，并应用图形法来EDA实验室进行仿真输入；第三，对设计输入做编译处理，使其转化为VHDL标准文件；第四，采用仿真器来优化处理VHDL源代码，进而生成网表文件；第五，参考网表文件，应用适配器件来对对具体目标器件做逻辑映射操作；第六，经下载电缆或编程器来讲器件编程文件载入目标芯片中，如需更换综合库，只需通过ASIC的形式即可完成。
五、EDA技术在电子线路设计中的现实应用
（一）分频器的设计要求
分频器是基本的电子线路，依据设计的不同要求，通常会遇到半整数分频、整数分频等，等占空比、非等占空比也会成为设计有时的要求。同一设计中，多种形式的分频要求也往往存在。鉴于EDA技术的设计应用，本文将设计目标定位基准信号整数分频的实现。
（二）分频器的设计思路
假设系统输入信号为时钟信号，分别设定其频率、周期、占空比为60MHZ、20微秒、30%。之后将输入信号视作敏感信号，并进行4分频处理，这就就得出相应的输出信号。同时，设置一个复位信号于另外系统中，并配备相应计数器，随之融入进程中即可实现设计目标。
（三）分频器的设计实现
分频器的设计实现分六步来进行，第一步，找到应许程序中的QuartusII标志，将其打开；第二步，进行新工程项目的建立。在已有工程项目完成的情况下，作“Open Existing Project”的单击处理，并对项目保存路径进行选择。这里，即可应用原有文件夹，也可建立新文件夹，随之输入相应的项目名称，便可在项目中完成文件的加载。之后，进行FPGA芯片的选择，以试验箱芯片型号为依据来作出选择，并通过对芯片封装、引脚数、速度三栏自上而下的选择，来将芯片选择范围进一步缩小。完成芯片选择后，来对所需调用的EDA工具作出选择，因本文不涉及调动，故可直接点击下一步，待出现工程对话框后，点击完成即完成本步操作；第三步，建立硬件描述语言文件。单击工具栏File菜单栏正下方的New图标，输入已经编写好的语言程序于程序输入框内。待输入完毕后，加以保存并确定文件名（文件名应与硬件描述语文和工程名中的模块名相一致）。这时，单击工具栏中编译图标，如无错误，电机确定即可，如弹出警告信息，其信息中对设计问题有相应的说明；第四步，建立仿真波形图。类比于上一步骤，不同之处，在于选择“New”中的波形文件，双击其下空白处，进入到时序仿真端口当中，单机“OK”即完成仿真端口的选择；第五步，仿真。在菜单栏中对仿真截止时间进行设置，通常情况下位20微秒。之后，进行输入的设置，在时钟对话框中对起始时间、周期、结束时间进行设置。最后对低电平或高电平数据范围进行选择，完成后保存，且注意应保持波形文件同模块名、项目名的一致性；第六步，编译。对仿真波形图进行编译，使其每隔四个时钟周期，能够在输出端得到等占空比的四分频波形。之后，改变占空比，或对计数器技术状态值作出稍微改变，多种形式分频随即实现。
六、结束语
通过论述EDA技术在电子线路设计中的现实应用，可以看出，EDA技术简化了繁琐的设计工作，表现出较好的应用效果，能够满足电子线路的设计要求。21世纪是EDA技术的发展高速期，其应用正在朝着数模混合电路和模拟电路的方向迈进，EDA技术必将突破电子设计范畴，来进入其他领域。且随着EDA技术设计应用的日益成熟，其定将在设计领域得到更为广泛的应用。
参考文献：
[1] 邱军兴.EDA技术在电路设计中的地位和作用[J].西安文理学院学报.2009（8）.
[2] 贾民力.EDA仿真技术在电子线路设计中的应用[J].青海大学学报.2009（23）.
[3] 崔葛.基于FPGA的数字电路系统设计[M].西安：电子科技大学出版社.2008 .
[4] 潘松.黄继业.EDA技术与VHDL（第3版）[M].北京：清华大学出版社.2009.（9）.
[5] 马楠.周焱.EDA在射频电子电路设计中的应用[J].山西电子技术.2005（2）.
[6] 王树昆等.EDA仿真环境的研究与应用[J].山东省青年管理干部学院学报.2006（1）.
[7] 潘松.黄继业.EDA技术与VHDL（第3版）[M].北京：清华大学出版社.2009.（9）.
[8] 王平.EDA技术的电子系统设计[J].中国科技博览.2011（38）.
[9] 杜玉远.EDA设计快速入门[J].电子世界.2004.
[10] 路而红.电子设计自动化应用技术[M].北京：高等教育出版社.2006.
[11] 徐宏庆.电子线路设计中仿真设计软件的应用[J]..中国现代教育装备.2010（2）.
[12] 高有华，龚淑秋，李忠波.基于EDA电子线路的仿真研究[J].沈阳工业大学学报.2002（4）.
作者简介：
蔡洁华（1958-），女，湖南新化人，硕士，主要研究方向为机载计算机电源仿真优化。