自上而下设计思想

电子技术的日新月异，不断地改变着人们的生活方式。而世界电子技术及设计方法的发展，正在给中国的电子设计工程师们以新的挑战和压力。不能否认，目前中国电子设计技术仍远远落后于发达国家水平，尤其是在电子技术的基础产业，即方面。

当国人以国产计算机，电视，，影碟机等产业欣欣向荣，飞速发展而沾沾自喜的时候，却不能不看到，几乎所有的核心技术和几乎所有的内部关键集成电路，仍然印着国外半导体厂家的商标。

单从时间上看，国内技术可能只落后一、二十年，但是我们更应该看到：一方面，这一产业的发展是以非线性速度向前推进的，另一方面，当发达国家“全民皆兵”，整体发展水平平均较高时，国内仍局限在为数不多的几个国家重点投资企业或合资/独资企业里。

然而，我们有幸的看到，的发展正逐步取代越来越多的市场。可重复使用，小批量，低投入，高性能，高密度，开发周期短等诸多优点，使国内更多的工程师们乐于采用。

由于不需要任何投片费用，也不需要建立任何生产线，因此，采用所需的投资远远低于的投资。据估计，引进一套先进的设计工具所需费用还不到所需的十分之一，而大力推广先进的设计方法，既可以降低诸多产业投资成本，也可培养一大批国内的的设计人才，从而提高国内设计的整体水平，为将来国内产业的快速、健康发展打下坚实的基础。

的自上而下（）设计方法：

传统的设计手段是采用原理图输入的方式进行的，如图1所示。通过调用厂商所提供的相应物理元件库，在电路原理图中绘制所设计的系统，然后通过网表转换产生某一特定厂商布局布线器所需网表，通过布局布线，完成设计。原理图绘制完成后可采用门级仿真器进行功能验证。

图1:传统的设计手段与设计工具的比较

然而，工程师的最初设计思想不是一开始就考虑采用某一厂商的某一特定型号器件，而是从功能描述开始的。

设计工程师首先要考虑规划出能完成某一具体功能、满足自己产品系统设计要求的某一功能模块，利用某种方式（如硬件描述语言）把功能描述出来，通过功能仿真（仿真器）以验证设计思路的正确性。当所设计功能满足需要时，再考虑以何种方式（即逻辑综合过程）完成所需要的设计，并能直接使用功能定义的描述。实际上这就是自顶而下设计方法。

与传统电原理图输入设计方法相比，设计方法具体有以下优点：

１、完全符合设计人员的设计思路，从功能描述开始，到物理实现的完成。

２、功能设计可完全独立于物理实现

在采用传统的电原理输入方法时，器件的采用受到器件库的制约。由于不同厂商的结构完全不同，甚至同一厂商不同系列的产品也存在结构上的差别，因此，在设计一开始，工程师的设计思路就受到最终所采用器件的约束，大大限制了设计师的思路和器件选择的灵活性。而采用设计方法，功能输入采用国际标准的输入方法，可不含有任何器件的物理信息，因此工程师可以有更多的空间去集中精力进行功能描述，设计师可以在设计过程的最后阶段任意选择或更改物理器件。

３、设计可再利用

设计结果完全可以以一种知识产权（）的方式作为设计师或设计单位的设计成果，应用于不同的产品设计中，做到成果的再利用。

４、易于设计的更改

设计工程师可在极短的时间内修改设计，对各种结构进行设计结果规模（门消耗）和速度（时序）的比较，选择最优方案。

５、设计、处理大规模、复杂电路

目前的器件正向高集成度、深亚微米工艺发展。为设计系统的小型化，低功耗、高可靠性等提供了集成的手段。设计低于一万门左右的电路，设计方法具有很大的帮助，而设计更大规模的电路，设计方法则是必不可少的手段。

６、设计周期缩短，生产率大大提高，产品上市时间提前，性能明显提高，产品竞争力加强。据统计，采用设计方法的生产率可达到传统设计方法的2到4倍。

设计流程如图2所示，其核心是采用语言进行功能描述，由逻辑综合( )把行为(功能)描述转换成某一特定的工艺网表，送到厂商的布局布线器完成物理实现。在设计过程的每一个环节，仿真器的功能验证和门级仿真技术保证设计功能和时序的正确性。

设计工具的黄金组合

公司提供一整套基于平台和 95 平台的设计工具和，如图2所示。两种平台的工具具有相同的用户界面，并保证数据库的完全统一。目前，在设计方法全球市场上，已拥有42%的市场份额，远远领先于其他任何一个厂家。

采用设计方法进行设计，其设计结果的优劣与否取决于三个重要的因素:描述手段(即语言)、设计方法（）和设计工具。描述手段是基础，设计方法需要工程经验，而设计工具则是设计的关键。一套完整、强大、性能卓越的设计工具，可帮助设计工工程师最大限度的发挥其设计能力。

1、图形化输入工具

设计工程师采用方法进行设计所面临到的第一个问题就是语言的学习。语言的学习过程和应用能力直接影响设计产品的完成及其性能。但是设计师进行产品设计的最初并不是考虑如何去写语言，而是习惯于画出设计的框图，并采用图形化方法（流程图、状态图、真值表等）把它描述出来。这一图形化输入工具，不仅可以帮助设计师完成产品的功能描述，更可以自动生成语言，为逻辑综合提供必要的输入数据。

采用图形化输入方法主要优点体现在：

提供框图、流程图、状态图、真值表等图形输入方法，使设计工程师从纯文本的设计方法理解脱出来，设计手段更贴近于设计师的思维过程：

便于工程师之间进行设计的相互交流以及对前人/他人设计结果的理解与再利用；

便于初学者学习语言；

便于设计成果的存档，以便设计交流与再利用。

作为新一代的图形化输入工具更具有以下诸多优点：

自动生成高效的语言描述，生成结果可进行功能验证及逻辑综合；

完全支持和两种国际标准，并完全支持的混合描述；

支持和95两种平台，具有相同界面和数据库。95平台采用标准的界面，易学易用；

支持框图/流程图的动画（）仿真、调试过程便于设计的调试；

即插即用（），与多种仿真器、综合器及软硬件协同验证工具有完善的接口，组成各种设计流程；

在线查错功能（），进行语法和可综合性检查；

语言到图形的转换，可以把、或混合语言描述换成框图、流程图或状态图，并保持原设计的层次结构；

支持（）标准，可把中的任何图形设计形式连接或嵌入到任一支持的应用程序中，如、等，以便用户建立设计文档；

支持在图形输入中加入注释、属性（，）、并可自动加到所产生的源码中；

支持调用，并可自动生成相应符号，以使嵌入到所设计的系统中；

完善的设计管理，支持设计项目管理、设计层次管理、设计小组管理及设计数据版本管理等；

通过需求与设计可跟踪（ & ）管理，不仅保证设计正确，而且保证正确设计（）。