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1、第十章 电子设计自动化(EDA),EDA技术(电子设计自动化-Electronic Design Automation)是电子信息技术发展的杰出成果,它的发展与应用引发了一场工业设计和制造领域的革命。给企业带来了巨大经济效益。EDA 技术是以计算硬件和系统软件为基本工作平台, 继承和借鉴了前人在电路、图论与拓扑逻辑和优化理论等多学科的最新科技的成果，它旨在助电子设计工程师开发新的电子系统与电路、IC以及PCB产品时，利用计算机进行设计、分析、仿真、制造等工作，最大限度地降低成本、节省时间以及提高可靠性。因此EDA技术已成为理工科专业学生必备技能之一。,EDA技术可以简单划分板级和芯片级，芯片级
2、国内现阶段以FPGA/CPLD为主，着眼点在于微电子人才的培养。板级EDA技术国内院校（包括本单位）一般以PROTEL软件为基础讲授印刷电路板的计算机辅助设计，国际上也类似只是所使用的软件有所不同。而对于板级EDA技术全程训练，限于学时和设备，仅有部分专业课程设计有所涉及，未能面向全体理工科专业学生，需要加以解决。,电子产品设计流程,EDA实习课的目标,目标：通过EDA实践的全程训练过程，由学生完成从电路原理仿真验证、印制电路板设计制造直到元器件检测、焊接、安装、调试的产品设计制造全过程，达到培养同学们创新精神和工程实践能力的目的。,EDA实习课的内容,简要介绍EWB系列的使用。 利用Mult
3、isim电路仿真软件由学生输入规定或选作电路原理图。 利用Multisim电路仿真软件的虚拟仪器等仿真功能自行判断电路的正确性。 利用Multisim的传送功能，传送网络表至Ultiboard。原课程网络表由教师提供。 利用Ultiboard软件完成印刷电路板布局、布线等工作。 自制印制电路板或使用标准板进行焊接、安装、调试 。 重点在开放教学和全程训练。 充分发挥网络的优势，利用WEB、FTP、BBS等手段为学生提供从元器件资料、印制板的设计方法到制造工艺的大信息量资源,EWB系列软件介绍,Multisim电路仿真器是一完整的系统设计工具，它结合SPICE、VHDL、Verilog共同进行模
4、拟和数字电路仿真，并提供高阶RF设计功能以及利用VHDL或Verilog 设计与仿真FPGA/CPLD 组件合成，可以利用齐全的虚拟仪器对电路进行测试及分析。在电路分析、模拟电路、数字电路等电子实验课中充当虚拟实验平台，将电子实验搬到计算机屏幕上来做。同时由于Multisim和Ultiboard的有机结合，为在EDA实践课中进行从原理图设计到印制板制作的板级EDA全程训练提供了条件。,基本任务：信号发生器,二阶双二次带通滤波器,三角波矩形波发生电路,机器猫原理图,立体声放大电路,机器猫制板一,机器猫制板二,机器猫成品,机器猫印制板尺寸,印制板外形：82mm*55mm 无定位孔 线宽12mil
5、焊盘外径62mil,机器猫印制板参考图,18,两种数字系统设计方法,基于电路板的设计方法采用固定功能的器件（通用型器件），通过设计电路板来实现系统功能 基于芯片的设计方法采用PLD（可编程逻辑器件），利用EDA开发工具，通过FPGA芯片设计来实现系统功能。,19,面向FPGA设计的EDA技术,EDA技术是以计算机为工作平台、以EDA软件工具为开发环境、以硬件描述语言(HDL)为设计语言、以可编程逻辑器件(PLD)或ASIC为实现载体，以帮助电子设计工程师进行电子产品自动化设计的综合技术。 在EDA软件平台上，根据硬件描述语言完成的设计文件，自动地进行逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、
6、仿真、目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载，直至实现既定的电子系统。,FPGA设计三要素,硬件描述语言(HDL) VHDL Verilog HDL EDA软件工具 QuartusII ISE 可编程逻辑器件(PLD) Altera公司芯片 Xilinx公司芯片,20,21,DE2开发装置介绍,基于FPGA的嵌入式系统设计课程要求,了解SOPC、嵌入式微处理器、IP核等基本概念，了解常用软核处理器基本结构，熟悉SOPC设计流程； 掌握使用Quartus II软件进行Nios II嵌入式系统设计的方法； 掌握自定制用户外设和自定制用户指令的设计方法； 掌握基于FPGA的DSP设计方法。,Prot
7、eus 电类专业教学、实验与创新的最佳平台,电子学教学与实验的难点,教学内容抽象、难于理解； 课程之间缺乏有效衔接； 实验设备不足且不放心学生充分使用； 传统实验箱实验内容很少且程式化； 缺乏单片机软件教学的良好平台； 综合实验、创新实验手段不足，很难大量培养合格应用型人才。,Proteus 从产品概念到设计完成 的完整开发平台,智能原理布图； 混合电路仿真与精确分析； 单片机软件调试； 单片机与外围电路的协同仿真； PCB自动布局与布线。,从概念到完成,在Proteus中, 从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成。真正实现了从概念到产品的完整设计。,ISIS原理图设计与仿真,
8、ARES线路板设计,Proteus VSM是什么?,Proteus 虚拟系统模型组合了混合模式的SPICE电路仿真、动态器件和微控制器模型，实现了完整的基于微控制器设计的协同仿真。第一次真正使在物理原型出来之前对这类设计的开发和测试成为可能。,Proteus 特点,现支持PIC, AVR, 51, HC11,BASIC Stamp、8086、MSP430和ARM 等处理器； 观察代码在仿真硬件上的实时运行,支持汇编、C和Basic语言； 有对显示、按钮、键盘等外设的交互模型； 超过27000种模拟和数字器件模型； 强大的单步运行和调试功能； 与常用的汇编器、编译器一同工作,如IAR,Hitec
9、h,Keil,Proton等。 13虚拟仪器: DC Voltmeter, AC Voltmeter, DC Ammeter, AC Ammeter, Signal generator, Pattern Generator, Oscilloscope, Logic Analyser, Counter Timer, Virtual Terminal ,Logic Probe,SPI debuger,I2C debuger. 超过 100 样例设计 高级仿真支持图形化的分析: frequency, fourier, distortion, noise 和 multi-variable AC/DC
10、parameter sweeps. 强大的PCB设计能力，支持16层板、自动布局、布线、各种输出格式。,PROTEUS微处理器系统仿真,单片机系统的仿真是PROTEUS VSM的一大特色。Proteus将源代码的编辑、编译和仿真整合到同一设计环境中，这样使得用户可以在设计中直接编辑、编译、调试代码，并直观地看到用户源程序修改后对仿真结果的影响。 CPU模型有ARM7（LPC21xx）、PIC、Atmel AVR、Motorola HCXX以及8051/8052系列。同时模型库中包含了LED/LCD显示、键盘、按钮、开关等通用外围设备。 Proteus包含简明的代码编辑工具，并内嵌了MCS51、
11、HC11、AVR、PIC单片机的汇编编译器。还可以与第三方IDE联合仿真。 VSM甚至能仿真多个CPU，它能便利处理两个或以上微控制器的联结与设计。,传统的产品开发流程,问题： 没有物理原型就无法对系统进行测试； 没有系统硬件就很难对软件进行调试； 重新做板是非常费钱又费时的。,Proteus 开发流程,优点： 只要完成原理图设计就可用于系统的测试了； Proteus的交互仿真特性使软件的调试和测试在布板之前完成； 硬件设计的改动容易得如软件设计改动一样,Proteus 非常适合教学,Proteus是一个巨大的教学资源，可以用于： 模拟电路与数字电路的教学与实验； 单片机与嵌入系统软件的教学与实验； 微控制器系统的综合实验； 创新实验与毕业设计。 项目设计与产品开发,Proteus实验室网络平台,Proteus国外应用状况,世界知名企业都在使用如PHILIP,ST,HP,XEROW,Sanyo，Sony， Motolora等； 全球4千多高校采用该平台作为教学实验平台； 英国BTEC ND/NC,HND/HNC电子专业的培训与考证平台。,