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數字電子系統設計流程

發布時間:2011/8/8 10:16:52 訪問次數:1969

以標準數字集成電路為核心的電子系統設計流程如圖1-4所示。

                           

    (1)系統描述和分析
    這一步與模擬電子系統設計是一致的,只是教字電子系統是以邏輯關系進行系統描述的。常用的描述方式有自然語言、邏輯流程圖、時序圖,或者是這幾種方式的結合。當系統較大或邏輯關系復雜時,系統描述和分析不是一件容易的工作,所以分析系統的任務必須仔細、全面,不能有理解上的偏差和疏漏。

    (2)選擇總體方案并確定邏輯算法
    這一步要選擇和比較各種實現方案,并確定邏輯算法。一個數字電子系統的邏輯運算往往有多種算法,設計者不但要找出各種算法,還必須比較它們的優劣,取長補短,從中確定最合理的一種。數字電子系統的算法是邏輯設計的基礎,算法不同,則系統的結構也不同,算法的合理與否直接影響系統結構的合理性。確定算法是數字電子系統設計中最具創造性的一環,也是最難的一步。

    (3)系統模塊劃分
    當算法明確后,應根據算法構造系統的硬件框架(也稱為系統框圖)。將系統劃分為若干部分,每部分分別承擔算法中不同的邏輯功能。同模擬電子系統一樣,如果某一部分的規模太大,則需要進一步劃分。其要求是,劃分后的各個部分的邏輯功能清楚,規模大小合適,便于進行電路級的設計。

    (4)系統邏輯描述
    當系統中每個子系統和模塊的邏輯功能及結構確定后,則需要采用比較規范的形式來描述系統的邏輯功能。對系統的邏輯描述可先采用較粗略的邏輯流程圖,再將邏輯流程圖逐步細化為詳細邏輯流程圖,最后將詳細邏輯流程圖表示成與硬件有對應關系的形式,為下一步的電路設計提供依據。

    (5)設計單元電路和選擇元器件
    對于以標準數字集成電路為核心的電子系統而言,設計單元電路就是按照邏輯和算法要求,選擇合適的元器件和連接關系,以實現系繞各單元電路的功能。元器件的選擇可以查閱標準數字集成電路手冊及相關資料。

    (6)單元電路校驗
    當單元電路設計完成后必須驗證其正確性,即需要進行單元電路的時序和功能校驗。目前,數字電路設計的EDA軟件很多,如PsPice、EWB、Multisim等都具有驗證(也稱為仿真、電路模擬)功能,包括時序和功能校驗。當驗證結果正確后,再進行實際電路的安裝與測試。由于EDA軟件的驗證結果十分接近實際結果,因此運用EDA軟件可以極大地提高電路設計的效率。

    (7)系統總體調試
    將單元電路組合在一起,進行系統級的調試。調試時主要觀察時序和功能是否滿足設計要求。C205B1

以標準數字集成電路為核心的電子系統設計流程如圖1-4所示。

                           

    (1)系統描述和分析
    這一步與模擬電子系統設計是一致的,只是教字電子系統是以邏輯關系進行系統描述的。常用的描述方式有自然語言、邏輯流程圖、時序圖,或者是這幾種方式的結合。當系統較大或邏輯關系復雜時,系統描述和分析不是一件容易的工作,所以分析系統的任務必須仔細、全面,不能有理解上的偏差和疏漏。

    (2)選擇總體方案并確定邏輯算法
    這一步要選擇和比較各種實現方案,并確定邏輯算法。一個數字電子系統的邏輯運算往往有多種算法,設計者不但要找出各種算法,還必須比較它們的優劣,取長補短,從中確定最合理的一種。數字電子系統的算法是邏輯設計的基礎,算法不同,則系統的結構也不同,算法的合理與否直接影響系統結構的合理性。確定算法是數字電子系統設計中最具創造性的一環,也是最難的一步。

    (3)系統模塊劃分
    當算法明確后,應根據算法構造系統的硬件框架(也稱為系統框圖)。將系統劃分為若干部分,每部分分別承擔算法中不同的邏輯功能。同模擬電子系統一樣,如果某一部分的規模太大,則需要進一步劃分。其要求是,劃分后的各個部分的邏輯功能清楚,規模大小合適,便于進行電路級的設計。

    (4)系統邏輯描述
    當系統中每個子系統和模塊的邏輯功能及結構確定后,則需要采用比較規范的形式來描述系統的邏輯功能。對系統的邏輯描述可先采用較粗略的邏輯流程圖,再將邏輯流程圖逐步細化為詳細邏輯流程圖,最后將詳細邏輯流程圖表示成與硬件有對應關系的形式,為下一步的電路設計提供依據。

    (5)設計單元電路和選擇元器件
    對于以標準數字集成電路為核心的電子系統而言,設計單元電路就是按照邏輯和算法要求,選擇合適的元器件和連接關系,以實現系繞各單元電路的功能。元器件的選擇可以查閱標準數字集成電路手冊及相關資料。

    (6)單元電路校驗
    當單元電路設計完成后必須驗證其正確性,即需要進行單元電路的時序和功能校驗。目前,數字電路設計的EDA軟件很多,如PsPice、EWB、Multisim等都具有驗證(也稱為仿真、電路模擬)功能,包括時序和功能校驗。當驗證結果正確后,再進行實際電路的安裝與測試。由于EDA軟件的驗證結果十分接近實際結果,因此運用EDA軟件可以極大地提高電路設計的效率。

    (7)系統總體調試
    將單元電路組合在一起,進行系統級的調試。調試時主要觀察時序和功能是否滿足設計要求。C205B1

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