数字系统的基本模型与设计过程

时间:2023-03-11来源:佚名
1.数字系统的基本设计模型
数字系统是指对数字信息进行存储、传输、处理的电子系统,根据数字系统的功能要求,将整个系统分为两个模块:数据处理子系统和控制子系统。
数据处理子系统主要完成数据的采集、存储、运算和传输,主要由存储器、运算器、数据选择器等逻辑电路组成。在控制子系统(或称控制器)发出的控制信号作用下,数据处理子系统与外界进行数据交换。

数字系统的基本设计模型

数字系统的基本模型与设计过程

2.数字系统层次化设计与基本设计过程
数字系统
的设计可以分为四个层次,即系统级设计、电路级设计、芯片级设计和电路板级设计。相应地从提出设计要求到完成系统成品,数字系统设计过程可分为以下几个设计步骤:系统设计、芯片设计、电路设计、PCB设计、结构设计及电路调试和系统调
(1)系统设计
系统设计是数字系统设计的最高层次。一个系统可以包括若干芯片。如果是“System on Chip”设计,则在一个系统芯片上,也会有若干类似于处理器、存储器等这样的部件。系统设计主要任务是将设计要求转换为明确的、可实现的功能和技术指标,确定可行的技术方案,且在系统一级(顶层)进行功能和技术指标的描述。这类描述一般通过文字来表示就可以,不会用VHDL来描述。
(2)电路设计
电路设计主要是确定实现系统功能的算法和电路形式,在电路级对系统的功能进行描述。在传统的采用分立元件及中、小规模集成电路进行逻辑设计时,往往采用传统的手工设计方法,其流程大致为:“选择恰当功能的元器件→电路板设计→构成电子系统”。所需的元器件种类多、数目大;调试复杂,难于修改;设计无灵活性可言。这里基于FPGA/ CPLD数字系统的电路设计和传统电路设计方法有本质的区别,只是层次化设计理念一样。
(3)芯片设计
通过对芯片的设计与编程,实现电路设计所确定的算法和电路形式。即设计ASIC。由于PLD可由用户对其功能进行设计,对其引脚进行配置,这就可以采用基于芯片的方法进行系统设计,给设计者带来很大方便。可见,芯片本身就是一个系统或就是产品。芯片级的基本组成是处理器、存储器、各种接口、时序控制器等。当然,设计者首先根据系统设计的功能模块划分并进行描述,把功能模块放到芯片中进行设计,再用它们的连接来构成整个芯片,从而用单片或几片FPGA/CPLD实现系统的主要功能。
(4)电路板级设计
电路板级设计简称PCB设计,它是在芯片设计的基础上,通过对芯片和其他电路元件之间的连接,把各种元器件组合起来构成完整的电路系统;并且依照电路性能、机械尺寸、器件封装形式(如传统的通孔元器件或表面安装元器件)、工艺(如手工焊接或波峰焊接或回流焊接)及环境要求,确定电路板的尺寸、形状,进行元器件的布局、布线。通常,可以采用PCB设计软件完成,如OrCAD10、Protel99等通用EDA软件。
(5)电路调试和系统调试
数字系统设计必须进行电路调试和系统调试,其目的是检查设计中存在的问题。当然,随着EDA技术的发展,新的技术和工具总是引入新的方法,电路和系统仿真成为系统设计的主要手段,电路调试和系统调试在某种程度上前移,使最后的硬件调试变的简单和容易。但是,电路和系统的硬件调试是不可缺少的步骤。
(6)结构设计
结构设计包括机箱和面板设计。结构设计属于工艺和工业造型的问题,目的是获得较好的电气、机械性能和美观的外形。一般采用计算机辅助工艺规划(CAPP)、机械三维实体等设计软件来实现。有时这一步骤与其它设计步骤并行进行。

    相关阅读

    电感单位的换算公式详解(电感单位换算表)

    电感是一种非线性元器件,通过电感的电流不能发生突变,因此对于突变电流它会呈现 高阻态 ,它在电路当中主要作用有:扼流、滤波、震荡、调谐等。电感的基本单位单位有亨(H),也...
    2023-04-07
    电感单位的换算公式详解(电感单位换算表)

    电脑读取三菱PLC数据的简单方法

    在有些工程中, plc 处理的一些数据要求能保存下来,可以以后查询,这样可以实现的的方式有在电脑 中做一些界面和 PLC 通讯,读取数据,这样做的方式比较费时、费力,但做出的界...
    2023-03-21

    “什么破电梯,怎么天天坏?” 为什么坏?你心里真没数吗!

    ” 什么破电梯,怎么天天坏! “ 这是居住在高层的邻居 最稀疏平常的抱怨了 ” 怎么又坏了,不是前两天才维修好的吗? “ 电梯维保人员非常的头大 马上前来查看 明明是例行做电梯...
    2023-06-11
    “什么破电梯,怎么天天坏?” 为什么坏?你心里真没数吗!

    什么叫微波通信?

    微波是一种频率很高,波长很短的无线电波。其频率从300MHz到300 000MHz,对应的波长为1m到1mm,微波段所占的频带宽度为几十万兆赫。利用微波来传递信息称为微波通信。目前在电力系统...
    2023-06-13
    什么叫微波通信?

    电工常用电动机控制电路(三)

    三地(多地点)控制电路 在一些大型机床设备中,为了操作方便,经常需要在两地或多地能启动或停止同一台电动机,这就需要多地点控制电路。通常把启动按钮并联在一起,实现多地...
    2023-07-05
    电工常用电动机控制电路(三)

    热销商品

    加厚abs安全帽电工建筑工地程施工领导监理透气防砸头盔可印字V型

    这款加厚ABS安全帽专为电工、建筑工地施工人员、领导及监理设计,采用高强度ABS工程塑料,抗冲击、防砸性能优异,有效保障头部安全。帽体加厚设计,增强耐用性与防护等级...
    5.8

    水口钳高硬度模型剪钳电子钳工业级口水剪斜嘴钳偏口斜口专用钳子

    水口钳高硬度模型剪钳是一款工业级精密工具,专为电子、模型制作及精细作业设计。采用优质高碳钢材质,经热处理工艺打造,具备卓越的硬度和耐磨性,可轻松剪切金属引脚、...
    4.8

    170电子剪钳II 如意斜口钳 工业斜嘴钳水口钳 模型剪塑胶钳尖嘴钳

    170电子剪钳II如意斜口钳是一款专业级精密工具,集工业斜嘴钳、水口钳、模型剪、塑胶钳与尖嘴钳功能于一体,适用于电子维修、模型制作、手工艺及精密作业。其采用优...
    4.5

    安全帽国标工地加厚施工领导透气安全头盔建筑工程监理免费印字

    本款安全帽严格遵循国家GB 2811-2019标准,专为建筑工程、工地施工及监理人员设计。采用高强度ABS工程塑料,加厚壳体有效抗冲击,保障头部安全。帽体轻盈透气,内置可调...
    10

    包邮三角型简易螺丝刀三角十字螺丝刀螺丝批改锥起子五金工具5mm

    这款5mm三角型简易螺丝刀,专为拧紧或拆卸三角形螺丝设计,适用于电子维修、家电维护及精密仪器装配等场景。采用优质合金钢材质,刀头硬度高、耐磨损,确保长久使用不变...
    3.64

    网站栏目