李卓然 延邊大學(xué)

關(guān)鍵字：計(jì)算機(jī) 硬件設(shè)計(jì) EDA技術(shù)

1 EDA技術(shù)的主要內(nèi)容與基礎(chǔ)特點(diǎn)分析

1.1 EDA技術(shù)的主要內(nèi)容

在EDA還未出現(xiàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)硬件的設(shè)計(jì)要經(jīng)過人為形式實(shí)現(xiàn)集成電路的策劃、鋪線等作業(yè)。但伴隨集成線路繁雜程度的加劇，以人為力量為主的策劃形式現(xiàn)已不能符合作業(yè)要求。所以相關(guān)人員開始探究一種較為有效的硬件設(shè)計(jì)形式。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，靈活轉(zhuǎn)變了這一狀況。其將計(jì)算機(jī)當(dāng)做操縱用具，讓人們能在軟件平臺中，利用軟件化的設(shè)計(jì)形式來敘述計(jì)算機(jī)硬件。因?yàn)橛?jì)算機(jī)頂替人為力量實(shí)現(xiàn)邏輯編制、改善、鋪線以及仿真等作業(yè)。所有流程是自動(dòng)化的，可以實(shí)現(xiàn)對既定芯片的搭配編譯，邏輯反饋與程序下載等作業(yè)。

1.2 EDA技術(shù)的基礎(chǔ)特點(diǎn)

當(dāng)代EDA技術(shù)的基礎(chǔ)特點(diǎn)是利用高級語言敘述，具備體系級仿真與綜合水平，具備開放式的現(xiàn)實(shí)氛圍還有各種各樣的元器件模型庫等等。硬件敘述語言錄入是EDA體系的重點(diǎn)錄入形式。因?yàn)楫?dāng)代社會(huì)電子體系規(guī)模漸漸擴(kuò)充，硬件敘述語言錄入漸漸頂替了以往的原理圖錄入設(shè)計(jì)手段，其優(yōu)點(diǎn)在于可以展開邏輯全面改善，讓設(shè)計(jì)人員在較為抽象的情況下對設(shè)計(jì)的構(gòu)造與內(nèi)在特點(diǎn)展開敘述。

2 計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)中EDA技術(shù)的運(yùn)用探究

2.1 UART的簡介

UART（貫用異步收發(fā)器），是計(jì)算機(jī)里必不可少的構(gòu)成部分，其是一種段間距串行傳遞接口，可以當(dāng)做下位機(jī)和微機(jī)的通信串口，來完成高效通信，依據(jù)現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)運(yùn)作機(jī)制，要展開信息的互換與傳遞，然而并行信息無法直接傳輸至調(diào)節(jié)器里，而一定要通過異步傳遞才得以處理。UART便是此進(jìn)程中的主要要件，其把訊息合理的輸送至調(diào)節(jié)器里，確保計(jì)算機(jī)的順利運(yùn)作。

2.2 關(guān)于硬件設(shè)計(jì)

在展開硬件的設(shè)計(jì)過程中，要綜合不同性能板塊的調(diào)試作業(yè)，布置了2個(gè)按鈕錄入來展開UART的接受、復(fù)位以及傳送數(shù)據(jù)性能的開啟。

2.3 關(guān)于板塊設(shè)計(jì)

2.3.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)構(gòu)思

UART在作業(yè)中重點(diǎn)包括兩大環(huán)節(jié)，一個(gè)是發(fā)生，另一個(gè)則為接受。在設(shè)計(jì)過程中，要綜合模塊化的形式來展開設(shè)計(jì)。發(fā)生的進(jìn)程也就是并行信息的預(yù)備時(shí)期，UART依據(jù)既定的模式，把訊息展開轉(zhuǎn)化。在此進(jìn)程中主要包括時(shí)鐘訊號。而接受的進(jìn)程中，即在訊號轉(zhuǎn)變成RXD串行訊號之后，轉(zhuǎn)變成調(diào)節(jié)器所需的并行信息訊號。在總體進(jìn)程中，因?yàn)楫?dāng)?shù)貢r(shí)鐘訊號和UART的時(shí)鐘訊號會(huì)出現(xiàn)一些誤差與滯后。如果此種誤差出現(xiàn)連續(xù)性的累積時(shí)，會(huì)形成接受差錯(cuò)，讓UARD的性能無法正常完成。所以，在展開設(shè)計(jì)是，要利用一個(gè)遠(yuǎn)大于波特率的當(dāng)?shù)貢r(shí)鐘訊號對錄入訊號RXD逐漸采集，來確保作業(yè)進(jìn)程中UARTDE發(fā)生與接受頻率相同。

2.3.2 設(shè)計(jì)奇偶校驗(yàn)位發(fā)生器板塊

所謂奇偶校驗(yàn)，其具體是一種驗(yàn)證代碼傳遞精準(zhǔn)性的方式，以確保串行信息的正確性。運(yùn)用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)UART奇偶校驗(yàn)位發(fā)生器時(shí)，要綜合以下幾方面考慮：首先，此板塊可以履行奇偶驗(yàn)證準(zhǔn)則，合理的挑選數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成系統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)和錄入的串行數(shù)據(jù)校驗(yàn)位的科學(xué)對比，明確錄入的精準(zhǔn)性。其次，是此板塊一定要符合計(jì)算機(jī)性能的連續(xù)延伸性。在計(jì)算機(jī)作業(yè)中，會(huì)出現(xiàn)不可靠的并行校驗(yàn)位的加入。此板塊要在后續(xù)界定的準(zhǔn)則前提下展開校驗(yàn)位的添加。針對已策劃完畢的奇偶校驗(yàn)位發(fā)生器板塊利用EDA用具mos-elsim12.0展開性能的效仿，對最終結(jié)果展開細(xì)致的剖析，以此保證所有想要的性能均能獲得，對出現(xiàn)的區(qū)域?qū)嵤┱归_改良。

2.3.3 設(shè)計(jì)波特率發(fā)生器板塊

這一板塊的重點(diǎn)性能便是可依據(jù)既定的波特率與時(shí)鐘的頻率來運(yùn)算相應(yīng)波特分頻因子。所謂分頻因子是指分頻數(shù)。針對波特率發(fā)生器的指數(shù)通常在現(xiàn)場可編程門陣列完成時(shí)幾乎是不變的。然而一旦其開始轉(zhuǎn)變時(shí)，波特發(fā)生器的指數(shù)便要出現(xiàn)變化。在UART里利用的是單獨(dú)的芯片，提升波特率轉(zhuǎn)變的難度，這時(shí)利用相關(guān)接口來完成比特率的改變。在利用硬件敘述語言的VDHL或是Verilog HDL便可完成UART單獨(dú)芯片的波特率轉(zhuǎn)變。這便無需利用接下來的接口增設(shè)來變化指數(shù)，同樣也就降低了調(diào)節(jié)與設(shè)計(jì)的困難。在此發(fā)生器分頻過程中，波特時(shí)鐘和分頻時(shí)鐘的頻率比例控制在1：16，訊號采集的精準(zhǔn)性將隨之提升，讓發(fā)生與接收位置在相同頻率中。

3 結(jié)束語

此種形式讓計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)計(jì)更加生動(dòng)形象、一目了然，改善了無法及時(shí)察覺電路設(shè)計(jì)問題的狀況。