Технологии проектирования цифровых устройств на интегральных схемах (испс)

Проектирование целью, которого является комплекс технической документации позволяет реализовать или изготовить новый объект с заданными свойствами или устройство.

Исходная задача разбивается на ряд подзадач, между которыми создаются связи, что образует структуру.

Процедуры анализа и синтеза составляют процедуру проектирования(процедуры могут чередоваться).

Процесс проектирования разбивается на 4 этапа:

Рис. 10.1.Традиционные этапы проектирования

• Системный этап – это этап, на котором определяется архитектура, состав компонентов и основные характеристики будущей системы, выбирается элементная база для ее построения. В ходе работ на этом этапе наиболее сложным, трудно формализуемым и, следовательно, слабо поддающимся автоматизации, является, например, принятие решения о разделении функций между программной и аппаратной или между цифровой и аналоговой частями системы.

• Структурно-алгоритмический – это этап, на котором определяются алгоритмы функционирования аппаратных и программных компонентов системы.

• Функционально-логический - это этап, на котором проектирования разрабатываются функциональные и принципиальные электрические схемы, программы, подготавливаются тестовые и контрольные данные.

• Конструкторско-технологический - этап, на котором этапе производится привязка элементов проекта к конструктивным элементам.

Автоматизация систем проектирования

Практически для любой современной системы содержание работ и используемый при этом инструментарий на всех этапах проектирования тесно связаны с выбором элементной базы. В настоящее время, независимо от примененной элементной базы, проектирование выполняется с помощью систем автоматизированного проектирования САПР. САПР для проектирования и комплексной отладки программного обеспечения МП -систем обычно называют интегрированной средой разработки или оболочкой. Для единства терминологии, кроме случаев, узко ориентированных на разработку ПО МП - систем, будем использовать общий термин "САПР" для любых систем автоматизированного проектирования. Для схем с программируемой структурой, даже для ПЛИС не очень высокой сложности, проектирование связано с обязательным применением тех или иных САПР.

Рис. 10.2. Структура автоматизированного проектирования

Моделирование, как правило, имеет несколько уровней с разной степенью отображения свойств реального объекта. Оно может быть как функционально-логическим, проверяющим правильность функционирования устройства или программы, так и функционально-временным, учитывающим задержки элементов, составляющих проект. Поведение реальной системы будет зависеть еще от ряда факторов, в том числе результатов окончательной трассировки межсоединений или времен исполнения отдельных программных фрагментов. В результате тестирования могут быть выявлены ошибки, которые требуют исправлений, это придает процессу проектирования итеративный характер с возвратами прежним этапам и введением в проект необходимой коррекции.

Рис. 10.3. Структура уровней моделирования

Современный этап развития САПР направлен на ускорение работ по всем направлениям. Для этого разрабатываются средства, методы и методология их использования, позволяющие сдвигать работы каждого этапа работ в направлении их более ранней реализации и совмещения с другими направлениями или даже опережения по определенным направлениям. Изменения произошли по всем составляющим проектных процедур.

Спектр отладочных средств включает следующие разновидности:

• средства, предназначенные для предварительного знакомства с БИС рассматриваемого класса (обычно это комплекс HW - и SW -средств, называемых стартовый набор, Starter Kit);

• средства для оценки применимости проектных решений (обычно включают так называемую оценочную плату или демонстрационную плату, Evaluation Board);

• средства для отладки прикладных проектных решений (обычно базируются на макетной плате или проектной плате, Development Board);

• средства, замещающие на начальных этапах выпуска готовой продукции оборудование, которое еще находится в конструкторско-технологической разработке (обычно называемые прототипными платами, Prototype Plate).