EDA设计与仿真

EDA的应用
EDA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的基本概念和基本原 理,掌握用HDL语言编写规范,掌握逻辑综合的理论和算法,使 用EDA工具进行电子电路课程的实验验证并从事简单系统的设计. 一般学习电路仿真工具(如multiSIM,PSPICE)和PLD开发工具 (如Altera/Xilinx的器件结构及开发系统),为今后工作打下基础. 科研方面主要利用电路仿真工具(multiSIM或PSPICE)进行电路 设计与仿真;利用虚拟仪器进行产品测试;将CPLD/FPGA器件实 际应用到仪器设备中;从事PCB设计和ASIC设计等. 在产品设计与制造方面,包括计算机仿真,产品开发中的EDA工 具应用,系统级模拟及测试环境的仿真,生产流水线的EDA技术 应用,产品测试等各个环节.如PCB的制作,电子设备的研制与 生产,电路板的焊接,ASIC的制作过程等
交流频率分析
分析电路中某一节点的频率特性.分析时,电 路中的直流源将自动置零,交流信号源,电容, 电感均处于交流模式,输入信号为正弦波.
瞬态分析
称为时域暂态分析,是指电路中某一节点的进 域响应,即该节点在整个显示周期中每一时刻 的电压波形.直流电源保持常数,交流信号源 随着时间而改变,电容和电感都是能量储存模 式元件.
Protel 99的应用仿真
1,电路设计软件的构成: 原理图设计系统SCH 信号模拟仿真系统SIM 可编程逻辑设计系统PLD 印制电路板设计系统PCB 2,protell 99 软件介绍
SCH绘原理图
这部分提供超强的电路绘图功能,我们不但可 以绘制电路图,还可以绘制一般图案或插入图 片,提供数以万计的零件,以及零件编辑器,
EWB提供的各种分析方法
直流(静态)工作点的分析 DC Operating Point Analysis 交流频率分析方法 AC Frequency Analysis 瞬态分析 (Transient Analysis) 傅立叶分析 Fourier Analysis
直流工作点分析
直流工作点分析时,电路中的交流源将被置为 零,电感短路中,电容开路,电路中的数字元 器件将被视为高阻接地.适合于模拟电路
SIM电路仿真
这部分提供超强的电路仿真功能,画好电路图 后,即可在电路绘图部分激活电路仿真功能. 有模拟仿真,数字电路仿真,还可进行混合模 式的电路仿真
PLD可编程逻辑设计
这部分提供超强的可编程逻辑设计功能,可精 减繁杂的逻辑电路,降低电路成本,增进电路 效能与可靠度,让数字电路设计更精致化.
Protell 99 se
EWB虚拟工作台仿真电路的步骤
输入原理图,在工作区放置元件的原理图符号, 连接导线,设置元件参数; 放置和连接测量仪器,设置测量仪器参数; 启动仿真开关,在仪器上观察仿真结果. 例一: RC低通滤波器电路的仿真 例二:共发射极单级放大电路的仿真
EWB在数字电路中的仿真
例一:译码电路的仿真 例二:计数器电路的仿真
IC设计工具很多,其中按市场所占份额排行为 Cadence,Mentor Graphics和Synopsys.这三家都 是ASIC设计领域相当有名的软件供应商.其它公司 的软件相对来说使用者较少.中国华大公司也提供 ASIC设计软件(熊猫2000);另外近来出名的 Avanti公司,是原来在Cadence的几个华人工程师创 立的,他们的设计工具可以全面和Cadence公司的工 具相抗衡,非常适用于深亚微米的IC设计 PLD(Programmable Logic Device)是一种由用户 根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路.目前 主要有两大类型:CPLD(Complex PLD)和 FPGA(Field Programmable Gate Array).它们的基 本设计方法是借助于EDA软件,用原理图,状态机, 布尔表达式,硬件描述语言等方法,生成相应的目标 文件,最后用编程器或下载电缆,由目标器件实现. 生产PLD的厂家很多,但最有代表性的PLD厂家为 Altera,Xilinx和Lattice公司
第四节,EWB的元器件库介绍
信号源库 基本零件库 二极管库 晶体管库 模拟集成元器件库 混合集成元器件库 数字集成电路 逻辑门元件库 数字元器件库 指示器件 控制元器件 其它器件库
第四章 EWB的仿真应用
EWB在电工电子电路验证中的应用 举例:戴维南等效电路测量 EWB在模拟电路中的仿真应用 EWB在数字电路中的仿真应用 用EWB创建子电路 EWB提供的各种分析方法 小结
可编程序逻辑设计仿真
CPLD:wk.baidu.com杂可编程逻辑器件 FPGA:现场可编门阵列 这两种产品称为可编程片上系统器件
特点:电子产品达到小型化,集成化和高可靠性,而 特点:电子产品达到小型化,集成化和高可靠性, 且器件具有用户可编程特性,大大缩短了设计周期, 且器件具有用户可编程特性,大大缩短了设计周期, 减少了设计费用,降低了设计风险. 减少了设计费用,降低了设计风险.
本课程的主要内容
EWB电工电子电路设计及动态仿真 可编程序逻辑器件设计仿真 PROTELL 99软件的应用仿真及介绍 MATLAB的应用与仿真
电 子 工 作 平 台 Electronics Wordbench(EWB) 软 件 是 加 拿 大 Interactive Image Technologies 公司推出的电子电路仿真的虚拟电 子工作台软件,它具有以下优点: 1,采用直观的图形界面创建电路:在计算机屏幕上模拟仿真实验 室的工作台, 绘制电路图需要的元器件, 电路仿真需要的测试仪 器均可直接从屏幕上选取; 2,软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似,可以实时 显示测量结果. 3 EWB 3,EWB 软件带有丰富的电路元件库,提供多种电路分析方法. 4,作为设计工具,它可以同其它流行的电路分析,设计和制板软 件交换数据. 5,EWB 还是一个优秀的电子技术训练工具, 得利用它提供的虚拟 仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验, 仿真电路的 实际运行情况,熟悉常用电子仪器测量方法. 因此非常适合电子类课程的教学和实验.
EDA设计与仿真
电子电路CAD 电子电路
电子设计自动化(EDA)的发展
20世纪70年代:CAD(计算机辅助设计) 20世纪80年代:CAE(计算机辅助工程) 20世纪80年代末:ESDA 现今:EDA 分为电路设计与仿真工具,PCB设计软件, IC设计软件,PLD设计工具及其它EDA软件. 特点:可以直接根据设计要求,以自顶至底的 方式设计,并相应地完成系统描述,仿真,集 成和验证等环节,直到最后生成所需要的器件.
第一节 软件界面介绍 EWB的主窗口介绍(菜单栏,工具栏,电路 工作窗口,元器件库栏,状态栏,启动/停止 开关,暂停/恢复开关) EWB的基本工具栏 EWB的菜单及使用方法
第三节 EWB的基本操作方法
元件的操作与使用 元器件的参数设置 导线的编辑,操作 节点的使用 测试仪器的使用 电路的激活 实验结果的描述 仿真实验范例
傅立叶分析
用于分析估计时域信号的直流,基频和谐波分 量,即离散傅立叶变换.分析电压波形从时域 变换到频域,求出它的频域变化规律.
小 结
用EWB进行仿真模拟实验,实验过程非常接近实际操 作的效果 EWB不但提供了各种丰富的分立元件和集成电路等 元器件, 还提供了各种丰富的调试测量工具 ,能进行 较大型的设计性实验. 理论教学和实验教学有机结合. 为开放及远程教育提供了一个很好的学习课件
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电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE; multiSIM7;Matlab;SystemView;MMICAD LiveWire,Edison,Tina Pro Bright Spark等. PCB(Printed-Circuit Board)设计软件种类 很多,如Protel,OrCAD,Viewlogic, PowerPCB,Cadence PSD, MentorGraphices的Expedition PCB,Zuken CadStart,Winboard/Windraft/Ivex-SPICE, PCB Studio,TANGO,PCBWizard(与 LiveWire配套的PCB制作软件包), ultiBOARD7(与multiSIM2001配套的PCB制 作软件包)
EDA的发展趋势
从目前的EDA技术来看,其发展趋势是政府重 视,使用普及,应用广泛,工具多样,软件功 能强大. 中国EDA市场已渐趋成熟,不过大部分设计工 EDA 程师面向的是PCB制板和小型ASIC领域,仅 有小部分(约11%)的设计人员开发复杂的片 上系统器件.为了与台湾和美国的设计工程师 形成更有力的竞争,中国的设计队伍有必要引 进和学习一些最新的EDA技术
MATLAB的应用与仿真
MATLAB是一种功能较强,效率较高,便于进行科学 和工程计算的交互式软件包.它包括数值分析,矩阵 运算,数字信号处理,滤波器设计和控制系统设计等 应用程序. 特点:编程效率高,便于用户使用,扩充能力强,语 句语法简单,有高效方便的矩阵和数组运算;有方便 的绘图能力.可视化程序高,动态仿真性能好.
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 章 第9章 章 Protel 99 SE简介 原理图设计 制作原理图元件 完成原理图设计 印制电路板的设计 PCB图设计常用操作功能 PCB图设计的高级技巧 创建自己的PCB元件 创建自己的 元件 电路板的设计规则
第一章EWB软件介绍及基本操作