基于EDA技术的FPGA应用研究

宋晨

摘 要：EDA技术的发展和广泛应用，有效拓展了我國电子设计工作的技术发展水平，同时给FPGA技术的应用创造了充足的实践空间，本文针对基于EDA技术的FPGA应用展开了简要论述。

关键词：EDA技术；FPGA；应用

一、EDA技术的基本特征

EDA技术的产生和应用引致了世界电子设计技术活动领域的深刻变革，从技术起源角度分析，这种技术是在以计算机辅助设计应用技术（CAD，Computer Aided Design）、计算机辅助制造应用技术（CAM，Computer Aided Made）、计算机辅助测试应用技术（CAT，Computer Aided Test）和计算机辅助工程（CAE，Computer Aided Engineering）等为代表的人工智能技术形态的协作融合背景下共同形成的。

在应用EDA技术形态相关工具开展电子设计工作的过程中，电子设计师可以基于概念、算法，以及协议等元素完成针对电子应用系统的设计活动环节，并且在一系列计算机辅助技术应用形态的共同协作和助力条件下，自动完成针对电子设计产品的电路设计、性能分析，以及IC版图或者是PCB版图的生成环节。

EDA技术的发展和应用代表了当代世界电子设计事业的最新发展趋向，其基本的技术特征是借助计算机设备作为主要的设计活动工具和开展平台，并具体遵照自顶向下的电子设计工作路径完成具体的设计工作任务。

针对EDA设计活动系统基于方案设计以及功能特征角度展开划分，通常由硬件描述语言部分实现系统的行为级设计目标，并在此基础上借助和应用先进的程序设计开发模块，自动完成后续的逻辑编译、简化、模块分割、系统综合、优化处理、布局布线设置PAR，Place And Route）、模拟仿真，以及针对特定目标芯片实施的适配语句编译和编程下载技术操作环节，而这些操作环节则实质性地共同构成了数字逻辑电路的高级设计应用方法。

作为现代电子产品设计工作领域的主要技术形态，EDA技术本身具备并行工程（Concurrent Engineering）以及自顶向下（Top-down）兩大主要设计特征，其基本的设计指导思想就是从设计技术系统的整体技术要求角度出发，从行为描述（Behaviour Description）、寄存器传输级（RTL，Register Transfer Level）描述，以及逻辑综合（Logic Synthesis）三个基础层级，最大限度地实现对设计工作任务内容的细化处理目标，并在此基础上完成最终的设计工作任务。

二、基于EDA应用背景的FPGA应用表现

（一）在交通信号灯控制器组件中的应用

交通灯信号灯的主要使用功能是为道路中行驶的车辆提供道路通行信息指示，车辆驾驶员通过红、绿、黄交通信号灯的切换变化规律，来做出具体的驾驶行为决策。

十字路口点位对道路通行车辆行驶状态的控制主要是通过控制红灯、黄灯以及绿灯的亮灭变化，并借助倒计时提示组件提示剩余灯亮时间的方式完成的。通常在十字路口交通信号灯的设备的安装建设工作过程中需要独立设置安装两套信号灯应用系统，一套针对东西行驶方向的车流实施控制，另一套针对南北行驶方向的车流实施控制。因此在实际开展十字路口交通信号灯控制器组件的设计活动过程中，应分别设置两个彼此功能独立的always技术模块，并促使两个模块实现并行执行状态，并应用同一时钟信号系统针对两个always技术模块实施运行状态控制，并以此保证处于东西方向和南北方向的交通信号灯能够同时完成切换动作。

在确定上述设计思路的基础上，还应当实施信号定义处理环节，并借此保证交通信号灯亮灭变换规律处于正常运作状态，而针对交通信号灯控制器功能模块开展设计工作，其主要的技术目的在于实现对交通信号灯灯亮持续时间的确定，在完成东西方向以及南北方向信号灯灯亮持续时间确定环节的基础上，应当随即实施引脚锁定处理，并借此完成交通信号灯控制器组件的设计任务。事实上，在交通信号灯控制器组件设计工作过程中应用EDA技术，主要借助了EDA技术在促进简单逻辑行为实现方面的作用，系EDA技术的简单性应用。

（二）在数字信号处理技术过程中的应用

现阶段，数字信号处理应用技术，在现代移动通信技术、语音资源信号处理技术，以及现代多媒体技术等多个具体领域中都获取了广泛而充分的应用空间。

在数字信号处理技术活动的开展过程或者中，最为核心性和关键性的技术类型就是快速傅立叶变换（FFT）技术，而在FFT技术的算法结构中，FPGA则获取了专有化的应用空间。由于离散傅立叶变换（DFT）本身具备着较长的序列，因而在实际针对DFT开展运算处理时，可以借助分解处理将较长的DFT运算序列实施短化处理，而这种处理方法事实上也就构成了FFT思想的核心内容。

DFT序列在实际开展运算环节的过程或者，本身需要面对较大规模的运算活动量，且消耗较长的运算工作时间，因而在实际应用过程中，这种运算处理活动的预期工作目标往往较难实现。面对上述技术局面，有关技术人员在在明晰离散傅立叶变换运算缺陷的基础上，逐步研究建构形成了一种具备快速实现特征的算法FFT结构，在实际应用FFT开展序列运算活动额过程中，具体处理的算法语句包含两种具体的表现形式：

第一，时间抽取FFT算法语句；

第二，频率抽取FFT算法语句。

在实际应用FFT算法语句开展运算活动的过程中，EDA技术主要运用时间抽取FFT算法语句，在数据资源输入量水平不断提升的背景下，系统中的逻辑单元设置数目，以及双口RAM容量的设置需求都会发生较大幅度的增加态势，有鉴于此，在实际进行设备系统中的FPGA技术构件选择行为的过程中，应当充分关注上述两个基本方面的需求水平增加现象，并以此保证相关的序列运算技术目标能够顺利实现。

三、结语

针对基于EDA技术的FPGA应用问题，本文首先简要分析了EDA技术的基本特征，之后结合具体的实例分析了基于EDA技术背景下FPGA技术构件应用表现，预期为相关领域的研究人员提供借鉴。

参考文献：

[1]汪明.基于EDA技术的FPGA应用研究[J].通讯世界，2015（15）.