EDA技术在数字电路中的应用研究

黑龙江交通职业技术学院，黑龙江齐齐哈尔 161000

摘要 EDA技术是用于电子产品设计中比较先进的技术，可以代替设计者完成电子系统设计中的大部分工作，而且可以直接从程序中修改错误及系统功能而不需要硬件电路的支持，既缩短了研发周期，又大大节约了成本。本文中，笔者根据自己的经验，对交通灯系统控制器进行相关设计，并以此来说明EDA技术的设计优越性。

关键词 EDA技术；数字电路；应用研究

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）61-0164-02

在数字电路设计领域，随着微电子技术的迅猛发展，其设计的复杂程度都在不断地增加，而且电子产品更新换代的步伐也越来越快。EDA技术是用于电子产品设计中比较先进的技术，它具有其他电子产品设计技术无法比拟的优势，比如：使用这种技术从程序中修改错误时，不需要提供额外的硬件电路等。使用EDA技术进行相应的产品设计时，不仅可以缩短产品开发周期，而且可以节约产品开发成本。在EDA技术的应用中，为了说明EDA技术的设计优势，本文使用这种技术对十字路口的交通灯控制系统进行了相应的设计，并通过相关仿真软件的仿真结果，说明了EDA技术的设计优越性。

1 EDA技术特点分析

在使用EDA技术进行设计时，一般是先在这个平台上完成设计文件，这种设计文件的完成可以通过原理图或者其他语言实现。在具体设计时，通过软件的方式对所要设计的系统硬件功能进行相应的描述是一名设计者所需要做的工作。设计者可以在相应工具的辅助下，应用CPLD/PPGA器件，就可以得到最后的设计结果。EDA技术的优势主要体现在以下四个方面：

1）EDA技术采用的“自顶向下”的全新设计方法属于模块化的设计方法，具有模块化设计方法的优势；2）使用EDA技术进行数字电路设计时，由于高层设计可以单独于器件的结构而独立存在，所以在设计初期，设计者可以集中精力进行最优化的需求设计，无需考虑器件（比如：芯片结构等）的限制。这种设计思路无疑可以减少设计者设计时的风险设计，降低了设计成本，缩短了设计周期；3）采用EDA技术平台所设计的数字电路，可以在可编程控制器件及各种集成电路之间实现简单的移植工作。这个有点主要是由于本系统采用的是硬件描述语言进行的设计，这种设计方法可以完全独立于目标器件的结构而存在；4）采用EDA技术进行数字电路设计，可以采用并行设计原则，即：可以由多个设计者同时进行相关设计工作。

2 交通控制器的设计

笔者所设计的交通管理器十字路口甲、乙两条道路的红、黄、指挥车辆和行人安全通行，交通管理示意图如下图所示。图中，是甲道红、黄、绿灯；R2.Y2.G2是乙道红、黄、绿灯。绿三色灯，Rl、Y1、Gl。

2.1系统设计方案

该交通管理器由控制器和受其控制的3个定时器以及6个交通管理灯组成。图中3个定时器分别确定甲道和乙道通行时间t3，tl以及公共的停车(黄灯亮)时间t2。这3个定时器采用以秒信号为时钟的计数器来实现，C1，C2和C3分别是这些定时器的工作使能信号，即当C1.C2或C3为.时，相应的定时器开始计数，W1.W2和W3为定时计数器的指示信一号，计数器在计数过程中，相应的指示信号为0，计数结束时为1。

2.2交通控制模块

1）So状态表示：乙道绿灯亮，甲道红灯亮的状态，30s定时器开始计时，且通车时间不超过30s；2）Sl状态表示：乙道通车时间己达到30s，此时，乙道黄灯亮，甲道红灯亮的状态，5s定时器开始计时；3）S2状态表示：乙道黄灯时间己超过5s，此时，乙道红灯亮，甲道绿灯亮的状态，30s定时器开始计时；4）S3状态表示：甲道通车时间己超过30s，此时，乙道红灯亮，甲道绿灯亮的状态，5s定时器开始计时:以后当甲道黄灯亮计时超过5秒时，接So状态；5）甲、乙两道红、黄、绿三个灯分别用R1，Y1，G1和R2，Y2，G2表示。灯亮用“1”表示，灯不亮用“0”表示。则两个方向信号灯的4种状态。

2.3定时单元模块

本设计中的定时单元模块有3个，分别为count30s、count26s、Count5s。它们定时时间不同。在定时单元count30s、count26s、Count5s的设计中，为设计要求需进行减计数，设计中使用的是加法计数。由于篇幅有限，主要VHDL源程序及分析情况，笔者在此不再赘述。

3 系统仿真

交通管理器的仿真波形如图2所示。

从上图中可以得到以下结果：rl高电平、g2高电平：甲道禁止状态、乙道通行状态；30s后，rl高电平、y2高电平：甲道禁止状态、乙道停车状态；5s后，91高电平、r2高电平：甲道通行状态、乙道禁止状态；26秒中后，yl高电平、r2高电平：甲道停车状态、乙道禁止状态；5s后，rl高电平、g2高电平：甲道禁止状态、乙道通行状态；g2高电平：乙道通行状态，至此，这个系统完成了一个工作循环，设计达到了要求。

4结论

本文中，根据具体的实例有力的证明了EDA技术的优越性，希望我们教师能把EDA在数字电路中的应用发挥到极致，为提高我校学生的竞争能力，适应市场的需要而努力。

参考文献

[1]王锁萍，龚建荣，等.电子设计教程.成都：电子科技大学出版社，2000，2.

[2]曾繁泰，李冰，李晓林.EDA工程概论[M].北京：清华大学出版社，2002.