在當(dāng)今的數(shù)字時代,從大到空間雷達、地球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、移動通信、計算機、醫(yī)用斷層掃描設(shè)備,小到家用計算機、數(shù)碼影像設(shè)備、數(shù)字錄音筆、數(shù)碼微波爐等設(shè)備中,數(shù)字技術(shù)與數(shù)字電路組成的數(shù)字系統(tǒng)已經(jīng)成為這些現(xiàn)代電子系統(tǒng)的重要部分。
傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計通常是采用拼裝的方法進行,即由元器件焊接成電路板,再由電路板組合集成為數(shù)字系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)一般是采用標準集成電路,如74/54系列(TTL)、4000/4500系列(CMOS)芯片和一些標準功能的大規(guī)模集成電路設(shè)計組成。因此傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計只能在單元電路級進行設(shè)計,通過組合各單元電路來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。
從上世紀90年代開始,EDA(電子設(shè)計自動化)技術(shù)的發(fā)展和普及,使數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計發(fā)生了根本性的變化。在器件方面,各種可編程邏輯器件已進入工業(yè)化生產(chǎn),所有價格大大降低。因此采用可編程邏輯器件并利用EDA工具已成為現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的主流。采用可編程邏輯器件,通過對器件內(nèi)部的設(shè)計來實現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)的功能,是一種基于芯片的設(shè)計方法。設(shè)計師可以通過定義器件的內(nèi)部邏輯和管腳,而將傳統(tǒng)電路板設(shè)計的大部分工作放在芯片的設(shè)計中進行,通過對芯片的設(shè)計來實現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)的邏輯功能。由于可以靈活的優(yōu)化內(nèi)部功能塊的組合及定義管腳,所以可以大大的簡化電路設(shè)計和減少電路板設(shè)計的工作量,從而增強了設(shè)計的靈活性和極大的提高數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的工作效率并提升了系統(tǒng)工作的可靠性。
采用可編程邏輯器件芯片和EDA軟件之后,設(shè)計人員可以在實驗室內(nèi)便可完成數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計和小批量生產(chǎn)。實踐證明現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)與可編程邏輯器件和EDA設(shè)計工具密不可分了。
