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1、在此输入您的封面副标题数字逻辑 9：EDA设计1计算机科学学院 朱勇数字逻辑 第九章EDA设计2CAD（Computer Aided Design）l随着计算机的发展，电路设计首先采随着计算机的发展，电路设计首先采用以人为主体，借助计算机来完成设用以人为主体，借助计算机来完成设计任务的设计模式，这种模式称作计计任务的设计模式，这种模式称作计算机辅助设计，简称算机辅助设计，简称CAD。数字逻辑 第九章EDA设计3EDA( (Electronic Design Automation) ) lEDA技术，也称电子设计自动化技术，技术，也称电子设计自动化技术，是在电子是在电子CAD技术的基础上发展起来
2、技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统，它是计算机的计算机设计软件系统，它是计算机技术、信息技术和技术、信息技术和CAM(计算机辅助制计算机辅助制造造)、CAT(计算机辅助测试计算机辅助测试)等枝术发等枝术发展的产物。展的产物。 数字逻辑 第九章EDA设计4数字系统设计数字系统设计 l数字系统设计就是用规范的和形式化数字系统设计就是用规范的和形式化的方式作出正确的系统逻辑功能的描的方式作出正确的系统逻辑功能的描述，详细反映系统的逻辑进程和具体述，详细反映系统的逻辑进程和具体的逻辑运算操作；并选用具体的电路的逻辑运算操作；并选用具体的电路来实现所描述的系统逻辑。来实现所描述的系统逻辑。 数字逻
3、辑 第九章EDA设计5数字系统设计数字系统设计EDA软件软件 l用高级语言用高级语言(如如C语言语言)描述数字系统的描述数字系统的逻辑功能，并能自动实现电路设计；逻辑功能，并能自动实现电路设计；l以逻辑流程图的方式描述系统的逻辑以逻辑流程图的方式描述系统的逻辑关系，自动将逻辑流程图设计成数字关系，自动将逻辑流程图设计成数字电路；电路；l先以人工方式设计出数字电路，再用先以人工方式设计出数字电路，再用电路图方式或硬件描述语言的方式输电路图方式或硬件描述语言的方式输入计算机，由入计算机，由EDA软件作优化、仿真软件作优化、仿真等后续处理。等后续处理。 数字逻辑 第九章EDA设计6数字系统设计流程图
4、数字系统设计流程图 数字逻辑 第九章EDA设计7PROTEL设计流程设计流程 数字逻辑 第九章EDA设计8电路设计过程电路设计过程 l电路设计包括原理图设计和电路设计包括原理图设计和PCB设计设计两大环节。电路扳的设计过程是绘制两大环节。电路扳的设计过程是绘制电路原理图，由电路原理图文件生成电路原理图，由电路原理图文件生成网络表，在网络表，在PCB设计系统中根据网络设计系统中根据网络表完成自动布线工作。也可由电路原表完成自动布线工作。也可由电路原理图直接进行手工布线。完成布线工理图直接进行手工布线。完成布线工作后，可用打印机或绘图仪进行输出作后，可用打印机或绘图仪进行输出打印。此外，用户在设计
5、过程中可能打印。此外，用户在设计过程中可能还要完成如创建自己的元件库、编辑还要完成如创建自己的元件库、编辑新元件、生成各种报表等工作。新元件、生成各种报表等工作。 数字逻辑 第九章EDA设计9原理图设计步骤原理图设计步骤 l设置电路图纸参数及相关信息设置电路图纸参数及相关信息 l装入所需要的元件库装入所需要的元件库 l放置元件放置元件 l电路图布线电路图布线l调整、检查和修改调整、检查和修改 l补充完善补充完善 l保存和打印输出保存和打印输出 数字逻辑 第九章EDA设计10运行集成环境运行集成环境 l运行运行Protel数字逻辑 第九章EDA设计11进入原理图设计系统进入原理图设计系统l【Fi
6、le】【New】【Schematic】数字逻辑 第九章EDA设计12原理图环境设置原理图环境设置 l【Design】【Document Option】数字逻辑 第九章EDA设计13装载元件库装载元件库 l选中选中Libraries（元件库）标（元件库）标签签数字逻辑 第九章EDA设计14安装其他元件库安装其他元件库 l点击点击Libraries按钮按钮 Available Libraries对话框对话框数字逻辑 第九章EDA设计15放置元件放置元件 数字逻辑 第九章EDA设计16导线连接导线连接l【Place】【Wire】数字逻辑 第九章EDA设计17网络连接网络连接l 【Place】【Net
7、 Label】数字逻辑 第九章EDA设计18波形注释波形注释 数字逻辑 第九章EDA设计19文本注释文本注释 数字逻辑 第九章EDA设计20存盘、打印输出存盘、打印输出 l原理图设计完成后，选择工具栏中的原理图设计完成后，选择工具栏中的存盘工具将设计结果保存起来；选择存盘工具将设计结果保存起来；选择打印工具输出原理图设计的应拷贝。打印工具输出原理图设计的应拷贝。存盘和打印与一般的存盘和打印与一般的Windows软件操软件操作相同。作相同。 数字逻辑 第九章EDA设计21层次原理图层次原理图 l层次原理图是层次化设计方法的具体层次原理图是层次化设计方法的具体体现。体现。Protel提供了强大的层
8、次原理提供了强大的层次原理图功能，整张大图可以分成若干子图，图功能，整张大图可以分成若干子图，某个子图还可以再向下细分。并且对某个子图还可以再向下细分。并且对同一项目中原理图的张数没有限制，同一项目中原理图的张数没有限制，对分层的深度也没有限制。对分层的深度也没有限制。l层次原理图就是要把整个设计项目分层次原理图就是要把整个设计项目分成若干原理图来表达。也就是通过一成若干原理图来表达。也就是通过一些特殊的图符、概念来表示各张原理些特殊的图符、概念来表示各张原理图之间的连接关系。图之间的连接关系。 数字逻辑 第九章EDA设计22几个图符、概念几个图符、概念 l方块电路：它代表了本图下一层的子方块
9、电路：它代表了本图下一层的子图，每个方块电路都与特定的子图相图，每个方块电路都与特定的子图相对应。它相当于封装了子图中的所有对应。它相当于封装了子图中的所有电路，从而将一张原理图简化为一个电路，从而将一张原理图简化为一个符号。方块电路是层次原理图所特有符号。方块电路是层次原理图所特有的。的。l方块电路端口：它是方块电路所代表方块电路端口：它是方块电路所代表的下层子图与其他电路连接的端口。的下层子图与其他电路连接的端口。通常情况下，方块电路端口与和它同通常情况下，方块电路端口与和它同名的下层子图的名的下层子图的I/O端口相连。端口相连。数字逻辑 第九章EDA设计23几个图符、概念几个图符、概念
10、l电源端口：在同一设计项目中，所有电源端口：在同一设计项目中，所有原理图的电源端口都是连通的。原理图的电源端口都是连通的。lI/O端口和网络标号：子图间的电气连端口和网络标号：子图间的电气连接。接。数字逻辑 第九章EDA设计24元件编辑元件编辑 l【File】【New】【Schematic Library】，然后使用】，然后使用Protel提供的工提供的工具就可以设计用户定制元件。具就可以设计用户定制元件。数字逻辑 第九章EDA设计25产生报表产生报表 lProtel可以由原理图生成其他类型的可以由原理图生成其他类型的报表。这些报表的生成都集中在报表。这些报表的生成都集中在【Reports】菜
11、单下。】菜单下。数字逻辑 第九章EDA设计26ERC l电气法测试就是通常所称的电气法测试就是通常所称的ERC。利。利用用ERC可以对大型设计进行快速检测。可以对大型设计进行快速检测。电气法则测试可以按照用户指定的物电气法则测试可以按照用户指定的物理逻辑特性进行，可以输出相关购理逻辑特性进行，可以输出相关购物理逻辑冲突报告。物理逻辑冲突报告。 数字逻辑 第九章EDA设计27网络表导出网络表导出 l【Design】【Netlist For Document】【Protel】（或】（或【Design】【Netlist For Project】【Protel】）命令，】）命令，Protel自动产生自
12、动产生网络表文件，后缀名为网络表文件，后缀名为NET。 数字逻辑 第九章EDA设计28PCB布线流程图布线流程图 数字逻辑 第九章EDA设计29新建新建PCB文档文档l【File】【New】【PCB】数字逻辑 第九章EDA设计30新建新建PCB文档向导方式文档向导方式l从从File（文件）面板（文件）面板New from template（根据模板创建）栏选择（根据模板创建）栏选择PCB Board Wizard（PCB向导），向导），Protel弹出弹出PCB向导对话框，根据提向导对话框，根据提示开始向导式设计。示开始向导式设计。数字逻辑 第九章EDA设计31设置工作参数设置工作参数 l【T
13、ools】【Preferences】数字逻辑 第九章EDA设计32规划电路板规划电路板 l选择选择 实用工具组中的实用工具组中的 工具绘制一工具绘制一矩形作为电路板的边界。矩形作为电路板的边界。 数字逻辑 第九章EDA设计33导入电气元素导入电气元素 l【Design】【Update PCB Document】数字逻辑 第九章EDA设计34元件布局元件布局 l拖动元件至拖动元件至PCB规划框中合适位置规划框中合适位置（按空格键旋转元件到合适角度）。（按空格键旋转元件到合适角度）。 数字逻辑 第九章EDA设计35修改元件修改元件 l双击元件，弹出其属性对话框。双击元件，弹出其属性对话框。 数字逻
14、辑 第九章EDA设计36调整布局调整布局l拖动元件，使之与其它元件对齐。拖动元件，使之与其它元件对齐。数字逻辑 第九章EDA设计37自动布线自动布线l【Auto Route】【All】数字逻辑 第九章EDA设计38手动布线手动布线l【Place】【Interactive Routing】数字逻辑 第九章EDA设计39一些手动布线的技巧一些手动布线的技巧 l点击鼠标或按点击鼠标或按“ENTER”（回车）键确（回车）键确定一段线段定一段线段 l按按“SPACE”（空格）键使得模式在水（空格）键使得模式在水平平/垂直和垂直和45之间切换之间切换 l按按“END”键刷新屏幕键刷新屏幕 l“PAGEUP
15、”和和“PAGEDOWN”快捷快捷键放大和缩小显示比例键放大和缩小显示比例 数字逻辑 第九章EDA设计40一些手动布线的技巧一些手动布线的技巧 l用用“BACKSPACE”键取消刚放置的线键取消刚放置的线段段 l右击鼠标或按右击鼠标或按“ESC”键完成当前线段键完成当前线段的放置的放置 l选择某一线段，按选择某一线段，按“DELETE”键删除键删除之之 数字逻辑 第九章EDA设计41文档输出文档输出 l【File】【Fabrication Outputs】【Gerber Files】，弹出】，弹出Gerber设设置对话框，便可进行设置。置对话框，便可进行设置。数字逻辑 第九章EDA设计42实例
16、一实例一7段段LED显示器显示器l原理图原理图数字逻辑 第九章EDA设计43实例一实例一7段段LED显示器显示器lPCB图图 数字逻辑 第九章EDA设计44实例一实例一7段段LED显示器显示器lVHDL逻辑设计清单：逻辑设计清单：数字逻辑 第九章EDA设计45实例一实例一7段段LED显示器显示器数字逻辑 第九章EDA设计46实例一实例一7段段LED显示器显示器数字逻辑 第九章EDA设计47实例一实例一7段段LED显示器显示器数字逻辑 第九章EDA设计48实例二实例二A/D 0804数据采数据采集集 l原理图原理图数字逻辑 第九章EDA设计49实例二实例二A/D 0804数据采数据采集集lPCB
17、图图 数字逻辑 第九章EDA设计50实例二实例二A/D 0804数据采数据采集集lVHDL逻辑设计清单：逻辑设计清单：数字逻辑 第九章EDA设计51实例二实例二A/D 0804数据采数据采集集数字逻辑 第九章EDA设计52实例二实例二A/D 0804数据采数据采集集数字逻辑 第九章EDA设计53实例二实例二A/D 0804数据采数据采集集数字逻辑 第九章EDA设计54知识点知识点l随着计算机的发展，电路设计首先采随着计算机的发展，电路设计首先采用以人为主体，借助计算机来完成设用以人为主体，借助计算机来完成设计任务的设计模式，这种模式称作计计任务的设计模式，这种模式称作计算机辅助设计算机辅助设计
18、(Computer Aided Design，简称，简称CAD)。数字逻辑 第九章EDA设计55知识点知识点lEDA技术，也称电子设计自动化技术，技术，也称电子设计自动化技术，是在电子是在电子CAD技术的基础上发展起来技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统，它是计算机的计算机设计软件系统，它是计算机技术、信息技术和技术、信息技术和CAM(计算机辅助制计算机辅助制造造)、CAT(计算机辅助测试计算机辅助测试)等枝术发等枝术发展的产物。展的产物。数字逻辑 第九章EDA设计56知识点知识点l数字系统设计就是用规范的和形数字系统设计就是用规范的和形式化的方式作出正确的系统逻辑式化的方式作出正确的系统
19、逻辑功能的描述，详细反映系统的逻功能的描述，详细反映系统的逻辑进程和具体的逻辑运算操作；辑进程和具体的逻辑运算操作；并选用具体的电路来实现所描述并选用具体的电路来实现所描述的系统逻辑。的系统逻辑。数字逻辑 第九章EDA设计57知识点知识点l数字系统设计数字系统设计流程图流程图数字逻辑 第九章EDA设计58知识点知识点l用用Protel进行电路设计的流程图进行电路设计的流程图数字逻辑 第九章EDA设计59知识点知识点l原理图设计步骤：原理图设计步骤：u设置电路图纸参数及相关信息设置电路图纸参数及相关信息 u装入所需要的元件库装入所需要的元件库 u放置元件放置元件 u电路图布线电路图布线u调整、检查和修改调整、检查和修改 u补充完善补充完善 u保存和打印输出保存和打印输出数字逻辑 第九章EDA设计60知识点知识点lPCB布线流程图布线流程图