EDA与VHDL知识点总结与期末考试试卷及答案.docx

《EDA与VHDL知识点总结与期末考试试卷及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EDA与VHDL知识点总结与期末考试试卷及答案.docx（11页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品名师归纳总结当今社会已经进入了信息社会,世界已经开头全面信息化、全球化。所以,为了适应社会的进展, 我们高校生必需第一坚固树立信息化、全球化的思想,积极参与培训学习,紧跟时代脉搏。电子信息工程电子信息工程是一门应用运算机等现代化技术进行电子信息掌握和信息处理的学科,主要讨论信息的猎取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在,电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面,像电话交换局里怎么处理各种电话信号,手机是怎样传递我们的声音甚至图像的,四周的网络怎样传递数据,甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。通过在学校学习 EDA技术,我觉得我收成很多,

2、体会深刻。详细想就有关电子信息技术的浅谈懂得。其实上课也是一门艺术,要上好一堂课,不仅要备课充分,组织语言、讲课也要布满激情,而且老师仍要向我们、不同专业讲解那些深奥的电子信息学问。老师也要使我们同学思路清楚,怎样表达才能让同学比较简洁懂得,我觉得老师您在这一点上真的很好。而且老师最好能比较幽默,语调能够抑扬顿挫。老师你让我们对电子信息学问的从完全生疏,到有一个基本明白。 好像老师嘴一张, 口一说, 流利顺畅, 使人听之甘之如饴,如坐春风。在 3 节课下来,总觉得时间总在不知不觉就过完了。一时感叹此乃真有文学之范,胸有成竹,俗语说有才、有墨才能在此讲台上吸引众多同学之眼。而有时妙语一出,道理一

3、摆更是令人为之一兴奋。难得遇到如此有才一老师也是福气了。电子信息前源探究课很出色,仍记得在第一次课的时候老师以一种很一般、很平常的方式给我们讲有关于电子信息课,我们在在下面听得入神了。而记得最深的就是老师的一番话语了。他说, 我知道, 刚才我说的话让同学们听起来特别受用,甚至于兴奋万分,乃至到冲动,但是问题在这 :信任很多人可以在这种气氛之下一时兴奋, 而也肯定很多的同学在课堂上的兴奋冲动一到下课人要走进学问宝库,是一辈子的事情,学习的过程不行能一蹴而就。因此我们要学习的东西太多了。电子信息的课,给了我们一把学习的钥匙。这是一把增长学问才能和提高思想素养的钥匙。特殊对于我们来自于机械学院、来自

4、工科的同学来说,平常就不怎么接触电子信息,电子辐射,电子通信方面的学问。而恰恰是这些学问有对是我们的生活又有很大的用处,电视、手机的辐射是我们在平常的生活中接触最多的,上完这课后我们对辐射的懂得有进一步了,老师感谢你,让我们在这门校选课上不仅仅学到了电子信息前缘的学问,仍让我们在高清电视,中国和外国在训练上面的区分和公共点有了和以前大不一样的明白。虽然对这方面不怎么感爱好但是,我知道EDA 是 Electronic Design Automation的缩写 ,意思是 电子设计自动化。EDA技术为现代电子理论和设计的表达与实现供应了可能性,它的显现提高了电路设计的效率和操作性。EDA使电子设计成

5、果以自主学问产权的方式得以明确表达和确认成为可能。使得电子技术领域各学科的界限更加模糊,更加互为包涵如模拟与数字、软件与硬件、系统与器件、ASIC与 FPGA等。使得更大规模的 FPGA和 CPLD器件的不断推出。使软硬件 IP 核在电子行业的产业领域,技术领域和设计应用领域得到进一步确认和广泛应用。系统级,行为验证级硬件描述语言,使复杂电子系统的设计特殊是验证趋于高效和简洁。电子技术全方位进入EDA时代,使得传统的电路系统设计建模理念发生了重大变化：软件无线电技术的崛起,模拟电路系统硬件描述语言的表达和设计的标准化,系统可编程模拟器件可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的显现,软

6、硬件技术等。 ASIC作为最终的物理平台,集中容纳了用户通过EDA技术将电子应用系统的既定功能和技术指标详细实现的硬件实体。一般而言,专用集成电路就是具有特的用途和特定功能的独立集成电路器件,依据这个定义,作为EDA技术最终实现目标的 ASIC 可以通过三个途径完成：可编程规律器件 FPGA/CPL、D 半定制或全定制 ASIC、混合 ASIC。VHDL语法比 Verilog要严谨,并且有很好的行为级描述才能和肯定的系统级描述才能,但是VHDL代码比较长,对数据类型匹配要求过于严格,无法直接用于集成电路底层建模。电子技术的进展根基是微电子技术的进步,它主要表达在大规模集成电路的加工技术。微电子

7、技术与现代电子设计技术是相互促进、相互推动又相互制约的两个技术环节。前者代表了物理层在广度和深度上的硬件电路实现的进展,后者就是反映现代先进的电子理论、电子技术、仿真技术、设计工艺和设计技术与最新的运算机软件技术有机的融合和升华。EDA技术在日渐的进展中有很多的优势： （1）用 HDL对数字系统进行抽象的行为与功能描述以及具体的内部线路结构描述,从而可以在电子设计的各个阶段,各个层次进行运算机模拟验证,保证设计过程的正确性,可以大大降低设计成本,缩短设计周期。（2）EDA工具之所以能够完成各种自动设计过程,关键是有各类库的支持。EDA工具大致可以分为如下五个模块：1. 设计输入编辑器：可以接受

8、不同的设计输入表达式,如原理图输入方式、状态图输入方式、波形输入方式以及 HDL的文本输入方式。2. HDL 综合器：是目标器件硬件结构细节、数字电路设计技术、化简优化算法以及运算机软件的复杂结合体。 使用有两种模式：图形模式和命令行模式。3. 仿真器：仿真速度、仿真的精确性,易用性成为衡量仿真器的重要指标。4. 适配器（或布局布线器） : 任务是完成目标系统在器件上的布局布线。5. 下载器: 功能是把设计下载到对应的实际器件,实现硬件设计。（3） 某些 HDL也是文档型的语言（如 VHDL）,极大的简化了设计文档的治理。（4） EDA技术中最为瞩目的功能, 即最具现代电子设计技术特点的功能是

9、日益强大的规律设计仿真测试技术,极大的提高了大规模系统电子设计的自动化程度。（5） 用 HDL表达的胜利的专用功能设计在实现目标方面有很大的可选性,它既可以用不同来源的通用FPGA/CPLD实现,也可以直接以 ASIC来实现,设计者拥有完全的自主权。（6） 设计语言是标准化的,不会由于设计对象的不同而转变。它的开发工具是规范化的,EDA软件平台支持任何标准化的设计语言。它的设计成果是通用性的,IP 核具有规范的接口协议。（7） 从电子设计方法学上, EDA能将全部设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。（8） EDA不但在整个设计流程上充分利用运算机的自动设计才能,在各个设计层次上利用运算机完

10、成不同内容的仿真模拟,而且在系统板设计终止后仍可利用运算机对硬件系统进行完整全面的测试。一个完整的 EDA设计流程既是自顶向下设计方法的详细实施途径,也是EDA工具软件本身的组成结构。开发的流程为设计输入、综合、适配、时序仿真与功能仿真、编程下载、硬件测试。EDA工具的设可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结计输入可分为图形输入和 HDL文本输入。第一,通过对这门课程相关理论的学习,我把握了EDA 的一些基本的的学问,现代电子产品的性能越来越高,复杂度越来越大,更新步伐也越来越快。实现这种进步的主要缘由就是微电子技术和电子技术的进展。前者以微细加工技术为代表,目前已进入超深亚微米阶段

11、,可以在几平方厘米的芯片上集成几千万个晶体管。后者的核心就是电子设计自动化 EDA （ Electronic Design Automatic ）技术。 EDA 是指以运算机为工作平台,融合了应用电子技术、运算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子CAD 通用软件包,它依据硬件描述语言HDL 完成的设计文件,自动完成规律编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真,直至完成对于特定目标芯片的适配编译、规律映射和编程下载等工作。 EDA 技术的显现,极大的提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。其次,通过对课程的试验的学习,我对EDA 的学习和懂得有了更深刻的熟识和体会。我们

12、团队共四个人,做的是两层电梯掌握器,作为这个试验的一员与负责人,我感到很有压力。由于只对课本学问的学习,我对试验做胜利的把握不是很大。由于我们是机械专业,学习电的学问也主要是通过大二学的电工学,因此只能对数字规律与数字电路有初步的明白,而EDA 是在数字电路进展到肯定阶段的产物,因此学习起来也很费劲。然而,在我们团队的共同努力下,我们最终胜利的完成了这个试验,包括时序仿真和硬件测试仿真,都取得了特别胜利的成效。在上试验课的时候,那个周六下午,整个试验室只有那寥寥几人,我很庆幸我是其中的一人,由于在那里我学习到了很多,我完成了上次试验没有完成的扫描显示的试验,也完成了步进电机掌握器的试验,仍在老

13、师的指导下完成了梁祝音乐演示试验,最终在晚上我也去了试验室,和我们团队成员开头进行两层电梯掌握器的设计,通过一个晚上的努力,我们最终把它给调试了出来。开发工具的进展趋势面对当今飞速进展的电子产品市场,电子设计人员需要更加有用、快捷的开发工具,使用统一的集成化设计环境,转变优先考虑详细物理实现方式的传统设计思路,将精力集中到设计构思、方案比较和查找优化设计等方面,以最快的速度开发出性能优良、质量一流的电子产品。开发工具的进展趋势如下：（ 1）具有混合信号处理才能由于数字电路和模拟电路的不同特性,模拟集成电路EDA 工具的进展远远落后于数字电路EDA 开发工具。但是,由于物理量本身多以模拟形式存在

14、,实现高性能复杂电子系统的设计必定离不开模拟信号。20 世纪 90 岁月以来, EDA工具厂商都比较重视数模混合信号设计工具的开发。美国Cadence 、Synopsys 等公司开发的 EDA 工具已经具有了数模混合设计才能,这些EDA 开发工具能完成含有模数变换、数字信号处理、专用集成电路宏单元、数模变换和各种压控振荡器在内的混合系统设计。（ 2）高效的仿真工具在整个电子系统设计过程中,仿真是花费时间最多的工作,也是占用EAD 工具时间最多的一个环节。可以将电子系统设计的仿真过程分为两个阶段：设计前期的系统级仿真和设计过程中的电路级仿真。系统级仿真主要验证系统的功能,如验证设计的有效性等。电

15、路级仿真主要验证系统的性能,打算怎样实现设计,如测试设计的精度、处理和保证设计要求等。要提高仿真的效率,一方面是要建立合理的仿真算法。另一方面是要更好的解决系统级仿真中,系统模型的建模和电路级仿真中电路模型的建模技术。在将来的 EDA 技术中,仿真工具将有较大的进展空间。（ 3）抱负的规律综合、优化工具规律综合功能是将高层次系统行为设计自动翻译成门级规律的电路描述,做到了实际与工艺的独立。优化就是对于上述综合生成的电路网表,依据规律方程功能等效的原就,用更小、更快的综合结果替代一些复杂的规律电路单元,依据指定目标库映射成新的网表。随着电子系统的集成规模越来越大,几乎不行能直接面对电路图做设计,

16、要将设计者的精力从繁琐的规律图设计和分析中转移到设计前期算法开发上。规律综合、优化工具就是要把设计者的算法完整高效的生成电路网表。1.4.3系统描述方式的进展趋势（ 1）描述方式简便化20 世纪 80 岁月, 电子设计开头采纳新的综合工具,设计工作由规律图设计描述转向以各种硬件描述语言为主的编程方式。用硬件描述语言描述设计,更接近系统行为描述,且便于综合,更适于传递和修改设计信息,仍可以建立独立于工艺的设计文件,不便之处是不太直观,要求设计师具有硬件语言编程才能,但是编程才能需要长时间的培育。到了 20 世纪 90 岁月, 一些 EDA 公司相继推出了一批图形化的设计输入工具。这些输入工具答应

17、设计师用他们最便利并熟识的设计方式（如框图、状态图、真值表和规律方程）建立设计文件,然后由EDA 工具自动生成综合所需的硬件描述语言文件。图形化的描述方式具有简洁直观、简洁把握的优点,是将来主要的进展趋势。（ 2）描述方式高效化和统一化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C/C+ 语言是软件工程师在开发商业软件时的标准语言, 也是使用最为广泛的高级语言。 很多公司已经提出了不少方案, 尝试在 C 语言的基础上设计下一代硬件描述语言。随着算法描述抽象层次的提高,使用 C/C+ 语言设计系统的优势将更加明显,设计者可以快速而简洁的构建功能函数,通过标准库和函数调用技术,创建更巨大、更复

18、杂和更高速的系统。但是,目前的 C/C+ 语言描述方式与硬件描述语言之间仍有一段距离,仍有待于更多 EDA 软件厂家和可编程规律器件公司的支持。随着 EDA 技术的不断成熟,软件和硬件的概念将日益模糊,使用单一的高级语言直接设计整个系统将是一个统一化的进展趋势。通过试验,我激发了 EDA 学习的爱好,也对这门课程有了更深的懂得,对 EDA 设计软件 Quarter 的使用也更加娴熟。老师给我们的材料中,用的是 GAL 器件,我们最终用的是 FPGA 器件,也就是 EP1K10TC100 3 芯片,我们分析了电梯在整个运行过程中的状态,并参考资料写出了状态图,然后依据状态图用有限状态机来实现了各

19、个状态之间的转换,进而实现了对电梯的掌握。在设计过程中,我们遇到了很多困难,特殊是在电梯开门于关门那个自动掌握 方面,起初我想用一个推迟信号赋值语句解决这个问题,但是由于这个推迟在综合器里面不能得到表达,综合器在综 合是会忽视 after 之后的推迟,因此我该用了一个计数器溢出的底层元件。通过元件例化语句实现在顶层文件中对其的调用。在完成VHDL 的编辑以后,进行编译,结果显现了很多错误,在我们细心的检查和排查之下,最终将VHDL 描述修改胜利并且通过了编译。在编译过程中我明白到很多在书本上没有懂得的学问。比如信号不能在多个并行进程中赋值,次序语句必需在进程中才能描述等等。在时序仿真这一块我们

20、也遇到了问题,起初我们没有考虑到信号赋值的推迟,也没有考虑到仿真推迟 ,取时钟周期为默认值10ns,这样仿真得到的结果就与预期的结果不符合,找到问题后我们采纳了1us 的始终周期,最终得到了想要的波形。对这门课程的最大收成除了学习到了学问以外,更重要的是让我明白了一个道理：只要全身心的投入到一件事中,并且要有持之以恒的决心,就肯定会有收成。有的人觉得自己做不出来,就网上搜一个了事,但是,舍弃一次黑暗中摸索的经受,就舍弃了一次成长的机会！假如你付出了,没有收成。那只能说,是付出的仍不够多。我想我对EDA 的学习只能算是个入门,这个领域的进展空间特别大,应用范畴也特别广泛,而且我信任在将来仍会有更

21、加宽阔的应用前景。因此在以后的学习过程中,我不能由于课程学习的终止而终止了我对这个领域的探究,相反我会更加努力的去学习它。感谢老师孜孜不倦的教导,让我不仅学到了学问,也学到了做人做事的一些道理,为我供应了很多帮忙。在接下来的学习生涯中,我会连续努力,努力扎实的学习专业学问,实现自己的抱负。1.4 EDA 技术进展趋势面对当今飞速进展的电子产品市场,设计师需要更加有用、快捷的EDA 工具,使用统一的集成化设计环境,转变传统设计思路,将精力集中到设计构思、方案比较和查找优化设计等方面,需要以最快的速度,开发出性能优良、质量一流的电子产品,对EDA 技术提出了更高的要求。将来的EDA 技术将在仿真、

22、时序分析、集成电路自动测试、高速印刷电路板设计及开发操作平台的扩展等方面取得新的突破,向着功能强大、简洁易学、使用便利的方向进展。1.4.1 可编程规律器件进展趋势可编程规律器件已经成为当今世界上最富吸引力的半导体器件,在现代电子系统设计中扮演着越来越重要的角色。过去的几年里,可编程器件市场的增长主要来自大容量的可编程规律器件CPLD 和 FPGA ,其将来的进展趋势如下：（ 1）向高密度、高速度、宽频带方向进展在电子系统的进展过程中,工程师的系统设计理念要受到其能够挑选的电子器件的限制,而器件的进展又促进了设计方法的更新。随着电子系统复杂度的提高,高密度、高速度和宽频带的可编程规律产品已经成

23、为主流器件,其规模也不断扩大,从最初的几百门到现在的上百万门,有些已具备了片上系统集成的才能。这些高密度、大容量的可编程规律器件的显现,给现代电子系统（复杂系统）的设计与实现带来了巨大的帮忙。设计方法和设计效率的飞跃,带来了器件的巨大需求,这种需求又促使器件生产工艺的不断进步,而每次工艺的改进,可编程规律器件的规模都将有很大扩展。（ 2）向在系统可编程方向进展在系统可编程是指程序（或算法）在置入用户系统后仍具有转变其内部功能的才能。采纳在系统可编程技术,可以像对待软件那样通过编程来配置系统内硬件的功能,从而在电子系统中引入“软硬件”的全新概念。它不仅使电子系统的设计和产品性能的改进和扩充变得特

24、别简便,仍使新一代电子系统具有极强的敏捷性和适应性,为很多复杂信号的处理和信息加工的实现供应了新的思路和方法。（ 3）向可猜测延时方向进展可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当前的数字系统中,由于数据处理量的激增,要求其具有大的数据吞吐量,加之多媒体技术的快速进展,要求能够对图像进行实时处理,就要求有高速的系统硬件系统。为了保证高速系统的稳固性,可编程规律器件的延时可猜测性是特别重要的。用户在进行系统重构的同时,担忧的是延时特性会不会由于重新布线而转变,延时特性的转变将导致重构系统的不行靠,这对高速的数字系统而言将是特别可怕的。因此,为了适应将来复杂高速电子系统的要求,可编程规律器

25、件的高速可猜测延时是特别必要的。（ 4）向混合可编程技术方向进展可编程规律器件为电子产品的开发带来了极大的便利,它的广泛应用使得电子系统的构成和设计方法均发生了很大的变化。但是,有关可编程器件的讨论和开发工作多数都集中在数字规律电路上,直到1999 年 11 月, Lattice 公司推出了在系统可编程模拟电路,为EDA 技术的应用开拓了更宽阔的前景。其答应设计者使用开发软件在运算机中设计、修改模拟电路,进行电路特性仿真,最终通过编程电缆将设计方案下载至芯片中。已有多家公司开展了这方面的讨论, 并且推出了各自的模拟与数字混合型的可编程器件,信任在将来几年里,模拟电路及数模混合电路可编程技术将得

26、到更大的进展。（ 5）向低电压、低功耗方面进展集成技术的飞速进展,工艺水平的不断提高,节能潮流在全世界的兴起,也为半导体工业提出了向降低工作电压、降低功耗的方向进展。1.4.2 开发工具的进展趋势面对当今飞速进展的电子产品市场,电子设计人员需要更加有用、快捷的开发工具,使用统一的集成化设计环境,转变优先考虑详细物理实现方式的传统设计思路,将精力集中到设计构思、方案比较和查找优化设计等方面,以最快的速度开发出性能优良、质量一流的电子产品。开发工具的进展趋势如下：（ 1）具有混合信号处理才能由于数字电路和模拟电路的不同特性,模拟集成电路EDA 工具的进展远远落后于数字电路EDA 开发工具。但是,由

27、于物理量本身多以模拟形式存在,实现高性能复杂电子系统的设计必定离不开模拟信号。20 世纪 90 岁月以来, EDA工具厂商都比较重视数模混合信号设计工具的开发。美国Cadence 、Synopsys 等公司开发的 EDA 工具已经具有了数模混合设计才能,这些EDA 开发工具能完成含有模数变换、数字信号处理、专用集成电路宏单元、数模变换和各种压控振荡器在内的混合系统设计。（ 2）高效的仿真工具开发工具的进展趋势面对当今飞速进展的电子产品市场,电子设计人员需要更加有用、快捷的开发工具,使用统一的集成化设计环境,转变优先考虑详细物理实现方式的传统设计思路,将精力集中到设计构思、方案比较和查找优化设计

28、等方面,以最快的速度开发出性能优良、质量一流的电子产品。开发工具的进展趋势如下：（ 1）具有混合信号处理才能由于数字电路和模拟电路的不同特性,模拟集成电路EDA 工具的进展远远落后于数字电路EDA 开发工具。但是,由于物理量本身多以模拟形式存在,实现高性能复杂电子系统的设计必定离不开模拟信号。20 世纪 90 岁月以来, EDA工具厂商都比较重视数模混合信号设计工具的开发。美国Cadence 、Synopsys 等公司开发的 EDA 工具已经具有了数模混合设计才能,这些EDA 开发工具能完成含有模数变换、数字信号处理、专用集成电路宏单元、数模变换和各种压控振荡器在内的混合系统设计。（ 2）高效

29、的仿真工具在整个电子系统设计过程中,仿真是花费时间最多的工作,也是占用EAD 工具时间最多的一个环节。可以将电子系统设计的仿真过程分为两个阶段：设计前期的系统级仿真和设计过程中的电路级仿真。系统级仿真主要验证系统的功能,如验证设计的有效性等。电路级仿真主要验证系统的性能,打算怎样实现设计,如测试设计的精度、处理和保证设计要求等。要提高仿真的效率,一方面是要建立合理的仿真算法。另一方面是要更好的解决系统级仿真中,系统模型的建模和电路级仿真中电路模型的建模技术。在将来的 EDA 技术中,仿真工具将有较大的进展空间。（ 3）抱负的规律综合、优化工具规律综合功能是将高层次系统行为设计自动翻译成门级规律

30、的电路描述,做到了实际与工艺的独立。优化就是对于上述综合生成的电路网表,依据规律方程功能等效的原就,用更小、更快的综合结果替代一些复杂的规律电路单元,依据指定目标库映射成新的网表。随着电子系统的集成规模越来越大,几乎不行能直接面对电路图做设计,要将设计者的精力从繁琐的规律图设计和分析中转移到设计前期算法开发上。规律综合、优化工具就是要把设计者的算法完整高效的生成电路网表。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.4.3 系统描述方式的进展趋势（ 1）描述方式简便化20 世纪 80 岁月, 电子设计开头采纳新的综合工具,设计工作由规律图设计描述转向以各种硬件描述语言为主的编程方式。用硬

31、件描述语言描述设计,更接近系统行为描述,且便于综合,更适于传递和修改设计信息,仍可以建立独立于工艺的设计文件,不便之处是不太直观,要求设计师具有硬件语言编程才能,但是编程才能需要长时间的培育。到了 20 世纪 90 岁月, 一些 EDA 公司相继推出了一批图形化的设计输入工具。这些输入工具答应设计师用他们最便利并熟识的设计方式（如框图、状态图、真值表和规律方程）建立设计文件,然后由EDA 工具自动生成综合所需的硬件描述语言文件。图形化的描述方式具有简洁直观、简洁把握的优点,是将来主要的进展趋势。（ 2）描述方式高效化和统一化C/C+ 语言是软件工程师在开发商业软件时的标准语言, 也是使用最为广

32、泛的高级语言。 很多公司已经提出了不少方案, 尝试在 C 语言的基础上设计下一代硬件描述语言。随着算法描述抽象层次的提高,使用 C/C+ 语言设计系统的优势将更加明显,设计者可以快速而简洁的构建功能函数,通过标准库和函数调用技术,创建更巨大、更复杂和更高速的系统。但是,目前的 C/C+ 语言描述方式与硬件描述语言之间仍有一段距离,仍有待于更多 EDA 软件厂家和可编程规律器件公司的支持。随着 EDA 技术的不断成熟,软件和硬件的概念将日益模糊,使用单一的高级语言直接设计整个系统将是一个统一化的进展趋势。在整个电子系统设计过程中,仿真是花费时间最多的工作,也是占用 EAD 工具时间最多的一个环节

33、。可以将电子系统设计的仿真过程分为两个阶段：设计前期的系统级仿真和设计过程中的电路级仿真。系统级仿真主要验证系统的功能,如验证设计的有效性等。电路级仿真主要验证系统的性能,打算怎样实现设计,如测试设计的精度、处理和保证设计要求等。要提高仿真的效率,一方面是要建立合理的仿真算法。另一方面是要更好的解决系统级仿真中,系统模型的建模和电路级仿真中电路模型的建模技术。在将来的 EDA 技术中,仿真工具将有较大的进展空间。（ 3）抱负的规律综合、优化工具规律综合功能是将高层次系统行为设计自动翻译成门级规律的电路描述,做到了实际与工艺的独立。优化就是对于上述综合生成的电路网表,依据规律方程功能等效的原就,

34、用更小、更快的综合结果替代一些复杂的规律电路单元,依据指定目标库映射成新的网表。随着电子系统的集成规模越来越大,几乎不行能直接面对电路图做设计,要将设计者的精力从繁琐的规律图设计和分析中转移到设计前期算法开发上。规律综合、优化工具就是要把设计者的算法完整高效的生成电路网表。1.4.3系统描述方式的进展趋势（ 1）描述方式简便化20 世纪 80 岁月, 电子设计开头采纳新的综合工具,设计工作由规律图设计描述转向以各种硬件描述语言为主的编程方式。用硬件描述语言描述设计,更接近系统行为描述,且便于综合,更适于传递和修改设计信息,仍可以建立独立于工艺的设计文件,不便之处是不太直观,要求设计师具有硬件语

35、言编程才能,但是编程才能需要长时间的培育。到了 20 世纪 90 岁月, 一些 EDA 公司相继推出了一批图形化的设计输入工具。这些输入工具答应设计师用他们最便利并熟识的设计方式（如框图、状态图、真值表和规律方程）建立设计文件,然后由EDA 工具自动生成综合所需的硬件描述语言文件。图形化的描述方式具有简洁直观、简洁把握的优点,是将来主要的进展趋势。（ 2）描述方式高效化和统一化C/C+ 语言是软件工程师在开发商业软件时的标准语言, 也是使用最为广泛的高级语言。 很多公司已经提出了不少方案, 尝试在 C 语言的基础上设计下一代硬件描述语言。随着算法描述抽象层次的提高,使用 C/C+ 语言设计系统

36、的优势将更加明显,设计者可以快速而简洁的构建功能函数,通过标准库和函数调用技术,创建更巨大、更复杂和更高速的系统。但是,目前的 C/C+ 语言描述方式与硬件描述语言之间仍有一段距离,仍有待于更多 EDA 软件厂家和可编程规律器件公司的支持。随着 EDA 技术的不断成熟,软件和硬件的概念将日益模糊,使用单一的高级语言直接设计整个系统将是一个统一化的进展趋势。一自动化软件的进展历史及定义自 20 世纪 80 岁月初期产生至今,自动化软件 （组态软件） 已有 20 年的进展历史。 应当说组态软件作为一种应用软件, 是随着 PC 机的兴起而不断进展的。80 岁月的组态软件, 像 Onspec、Para

37、gon 500 、早期的 FIX 等都运行在 DOS 环境下,图形界面的功能不是很强,软件中包含着大量的掌握算法,这是由于DOS 具有很好的实时性。 90 岁月,随着微软的 Windows 3.0 风靡全球, 以 Wonderware 公司的 Intouch 为代表的人机界面软件开创了Windows 下运行工控软件的先河,由于 Windows 3.0 不具备实时性,所以当时,80 岁月已成名的自动化软件公司在对于操作系统的支持上,或可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结按兵不动,或将组态软件从DOS 向 OS/2 移植,人们这样做的缘由,是大家都认为工控软件必需具有很强的实时性和掌握

38、才能,必需运行在一个具备实时性的操作系统下,像DOS 、OS/2 、Win NT （ 1993 年才推出）等。历史证明,在当时的硬件条件下,上位机做人机界面切中了用户的需求,Wonderware因而在不长的时间内成为全球最大的独立自动化软件厂商,而在80 岁月靠 DOS 版组态软件起家,后来向OS/2 移植的公司后来基本上都没落了。那么,本文中提到的自动化软件指什么？到底什么是自动化软件？它应当具备哪些功能和特点了？第一,自动化软件主要包括人机界面软件（HMI ）,像 Intouch 、iFix 、组态王等。基于PC 的掌握软件,统称软PLC或软规律,像亚控的KingAct 以及即将推出的组态

39、王嵌入版、西门子的WinAC等。仍包括生产执行治理软件,很多 专家也将这一类软件归为MES （ Manufacturing Execution System ）,像 Intellution 公司的 iBatch、Wonderware 公司的 InTrack 等,另外,与通用办公自动化软件相比,自动化软件仍应包括相应的服务。其次,自动化软件主要具备如下功能及特点：工业过程动态可视化。数据采集和治理。过程监控报警。报表功能。为其他企业级程序供应数据。简洁的回路调剂。批次处理。SPC 过程质量掌握。符合IEC1131-3 标准。二自动化软件全球及国内市场进展状况在全球范畴内,自动化软件市场已比较成熟

40、,年增长速度大致在9% 左右,图 1 是 ARC 对全球自动化软件市场增长幅度的猜测。 目前,全球知名的自动化软件厂商不足20 家,但头 6 家占据了整个市场75% 的份额,图2 是 ARC 对全球自动化软件厂商所占市场份额的评估。亚洲由于中国和印度是进展中的大国,自动化软件的应用潜力比较大,所以整个亚洲年增长速度大致在15% 左右,当然其基数也比较低。图3 是 ARC 对于亚洲自动化软件市场增长率的猜测。国内市场可细分为高端和中低端。高端市场基本上由国外品牌的软件占有,像一些国家级的大项目、大型企业的主生产线掌握等,高端市场的特点是装机量小,但单机销售额大,目前国外品牌的软件年装机量没有一家

41、能超过1000 套。中低端市场基本由国产软件占有,亚控的组态王独占鳌头,占据了60% 以上的份额,年装机量5000 套左右,但单机销售额只有国外品牌的1/101/2 。 国内有近 10 家自动化软件公司,与国外软件相比,国内自动化软件最大的差距并不是在技术和品牌上,而是在企业的经营策略上,比如国内不少自动化软件厂商不懂差异化经营,主要竞争手段就是 低价和免费服务。很多厂商仍抱着“只要有市场占有率,利润自然来”的产品时代的观念,不惜代价扩大市场占有率, 这使得国内虽然厂家众多,但大多处于亏损或保护状态,不能健康进展,也不能够保证给用户带来长期的利益。三自动化软件的进展趋势在自动化软件赖以普及进展

42、的诸多因素中,有技术层面的,也有商业层面的,但制造业的需求是打算性的。制造业的进展,带来了对自动化软件需求的提升。也打算了自动化软件将由过去单纯的组态监控功能,向着更高和更广的层面进展。 需求打算产品,只有满意需求的产品才有生存的空间,这是不变的规律。自动化软件也是如此。将来,自动化软件的进展将主要表现为如下一些特点：（ 1）开放性技术自动化软件正逐步成为协作生产制造过程中不同阶段的核心系统,无论是用户仍是硬件供应商都将自动化软件作为全厂范畴内信息收集和集成的工具,这就要求自动化软件大量采纳“标准化技术”,如 OPC 、 DDE 、ActiveX控件、COM/DCOM等,这样使得自动化软件演化

43、成软件平台,在软件功能不能满意用户特殊需要时,用户可以依据自己的 需要进行二次开发。比如组态王6.0 中供应了 4 个开发工具包,就是使用户可以进行二次开发。自动化软件采纳标准化技术仍便于将局部的功能进行互连。在全厂范畴内,不同厂家的自动化软件也可以实现互连。（ 2）构造全厂信息平台ERP 是国内炙手可热的话题,但目前的ERP 主要应用在商业企业的财务、销售、物流等方面。在国内外的企业生产中, 仍没有多少企业能够将生产信息和ERP 系统整合到一起, 使生产效率和市场效益最大化,也就是说在工业现场和ERP 之间存在着鸿沟,如何使实时历史数据能够进入企业信息治理系统,是现代信息工厂迫在眉睫的需求。

44、随着大型数据库技术的日益成熟,全球主要的自动化厂商已进展了相关平台,使自动化软件向着生产制造和治理的信息系统的方向进展。自动化软件已经成为构造全厂信息平台的承上启下的重要组成部分。在将来企业的信息化进程中,自动化软件将成为中间件,由于自动化软件厂商在既明白企业工艺、掌握、生产制造需求,又能完成现场历史数据的记录、储备及为 ERP 供应生产实时数据方面有着得天独厚的优势。将于20XX 年推出的组态王 7.0 分标准版和企业版,企业版是一个以大型工业实时数据库为基础,具有丰富MES 功能的软件包。（ 3）瘦客户技术20XX年是很多网站的“冬天”,网站的倒闭并不意味着网络技术本身存在问题,恰恰相反,

45、网络技术特殊是瘦客户技术却给自动化软件带来了“春天”,由于自动化软件正在并且已经从单机向客户服务器方向进展,使得通过Internet/Intranet观看和掌握生产过程的需求成为可能并且急剧增长。瘦客户技术使得用户可以在企业的任何的方只要 通过一个简洁的浏览器,敲入用户名和密码就可以便利的猎取信息,而且,在企业IT 人才和资源比较缺乏的情形下, 使用瘦客户技术可以使系统安装和保护费用大幅度降低,由于只需要对服务器端进行保护升级。20XX年,在贵州铝可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结厂的热电厂,北京长峰公司利用组态王的Internet 版将上千个数据点汇总到一起,并且通过Intra

46、net 向外发布,答应100 个用户同时浏览查看,取得了良好的成效。（ 4）无线的人机界面解决方案数字终端已具备越来越强的功能和智能化,像现在可以看到的预装了Win CE的 PDA ,具备特别好的图形才能。蓝牙技术进展快速,据专家猜测,其将来的传输距离可达100m ,另外,以 XML为基础的 WML语言标准已经建立。这些技术的进展为无线的人机界面解决方案供应了先决条件。和其他技术相比,无线的人机界面能够以更低的费用,更快的连接、更简洁的猎取重要的生产信息,像紧急报警、重要大事、生产过程中的重要参数等等。典型的无线WEB产品由手持式 PC 和预装的 HMI客户端软件组成。目前在手持式PC 上,

47、WIN CE的市场占有率上升很快,相比之下, 原先的 Palm 操作系统市场逐步萎缩。（ 5）软硬件整体解决方案家乐福是大家都很熟识的一家法国公司,1963 年,其第一家超级市场在巴黎郊区开张,30 年内,家乐富已进展成为一个年销售额290 亿美元、市值约200 亿美元的国际连锁超市集团。在家乐福产生之前,法国拥有高度分散的小商店系统。每个城镇的街区有自己的肉店、糕饼店和各种各样的专卖店。他们对客户来说是一个特别低效的商业机制。客户需要花数小时跑很多店选购。家乐福之所以能快速进展并胜利,关键是他为客户供应了优异的效率,这就是现在一种比较胜利的商业模式“one-stop-shopping”,既所谓的“一站式购买” ,在工控行业就是软硬件整体解决方案。西门子、GE 、RockWell 是传统的 PLC 供应商,但短短几年时间,他们都在HMI市场获得巨大胜利,像西门子的WinCC更是超越众多老牌的产品成为世界其次。Wonderware 在 1998 年被英国 Invensys 并购, Intellution 在 1995 年被爱默生电气并购,这都是软硬件整体解决方案的最好例证。所以,自动化软件厂商与硬件厂商