在具体设计之前,详细分析设计要求、确定系统输入瀚输出信号是必要的。例如,要设 计一个交通灯控制器,必须明确系统的输入信号有哪些(由传感器得到的车辆到来信号, 时钟信号),输出要求是什么(红、黄、绿交通灯正确显示和时间显示),只有在明确设计 要求的基础上,才能使系统设计有序地进行。 2.确定整体设计方案 对于一个具体的设计可能有多种不同的方案,确定方案时,应对不同方案的性能、成 本、可靠性等方面进行综合考虑,最终确定设计方案 3.自顶向下( top-down)的模块化设计方法 数字系统的设计通常有两种设计方法,一种是自底向上的设计方法,一种是自顶向下 的设计方法 自底向上( Bottom-叩p)的设计过程从最底层设计开始。设计系统硬件时,首先选择 具体的元器件,用这些元器件通过逻辑电路设计,完成系统中各独立功能模块的设计,再 把这些功能模块连接起来,总装成完整的硬件系统 这种设计过程在进行传统的手工电路设计时经常用到,优点是符合硬件设计工程师传 统的设计习惯;缺点是在进行底层设计时,缺乏对整个电子系统总体性能的把握,在整个 系统设计完成后,如果发现性能尚待改进,修改起来比较困难,因而设计周期长。 随着集成电路设计规模的不断扩大,复杂度的不断提高,传统的电路原理图输入法已 经无法满足设计的要求。EDA工具和HDL语言的产生使自顶向下( Top-Down)的设计方 法得以实现 自顶向下( Top-down)的设计方法是在顶层设计中,把整个系统看成是包含输入输出 端 口的单个模块,对系统级进行仿真、纠错,然后对顶层进行功能方框图和结构的划分,即 从整个系统的功能出发,按一定原则将系统分成若干子系统,再将每个子系统分成若干个 功能模块,再将每个模块分成若干小的模块...直至分成许多基本模块实现。这样将系统 模块划分为各个子功能模块,并对其进行行为描述,在行为级进行验证。 例如,交通灯控制器的设计,可以把整个系统分为主控电路、定时电路,译码驱动 显示等,而定时电路可以由计数器功能模块构成,译码驱动显示可由SSI构成组合逻辑电 路构成,这两部分都是设计者所熟悉的各种功能电路,设计起来并不困难,这样交通灯控 制器的设计的主要问题就是控制电路的设计了,而这是一个规模不大的时序电路,这样就 把一个复杂的数字系统的设计变成了一个较小规模的时序电路的设计,从而大大简化了设 计的难度,缩短了设计周期,由于设计调试都可以针对这些子模块进行,使修改设计也变 得非常方便。 模块分割的一般要求为 (1)各模块之间的逻辑关系明确 (2)各模块内部逻辑功能集中,且易于实现; (3)各模块之间的接口线尽量少。 模块化的设计最能体现设计者的思想,分割合适与否对系统设计的方便与否有着至关 重要的影响, 数字系统的设计 数字系统的设计可以在以下几个层次上进行 (1)选用通用集成电路芯片构成数字系统 (2)应用可编程逻辑器件实现数字系统; (3)设计专用集成电路(单片系统)。在具体设计之前，详细分析设计要求、确定系统输入/输出信号是必要的。例如，要设 计一个交通灯控制器，必须明确系统的输入信号有哪些（由传感器得到的车辆到来信号， 时钟信号），输出要求是什么（红、黄、绿交通灯正确显示和时间显示），只有在明确设计 要求的基础上，才能使系统设计有序地进行。 2．确定整体设计方案 对于一个具体的设计可能有多种不同的方案，确定方案时，应对不同方案的性能、成 本、可靠性等方面进行综合考虑，最终确定设计方案。 3．自顶向下（top-down）的模块化设计方法 数字系统的设计通常有两种设计方法，一种是自底向上的设计方法，一种是自顶向下 的设计方法。 自底向上（Bottom-up）的设计过程从最底层设计开始。设计系统硬件时，首先选择 具体的元器件，用这些元器件通过逻辑电路设计，完成系统中各独立功能模块的设计，再 把这些功能模块连接起来，总装成完整的硬件系统。 这种设计过程在进行传统的手工电路设计时经常用到，优点是符合硬件设计工程师传 统的设计习惯；缺点是在进行底层设计时，缺乏对整个电子系统总体性能的把握，在整个 系统设计完成后，如果发现性能尚待改进，修改起来比较困难，因而设计周期长。 随着集成电路设计规模的不断扩大，复杂度的不断提高，传统的电路原理图输入法已 经无法满足设计的要求。EDA 工具和 HDL 语言的产生使自顶向下（Top-Down）的设计方 法得以实现。 自顶向下（Top-down）的设计方法是在顶层设计中，把整个系统看成是包含输入输出 端 口的单个模块，对系统级进行仿真、纠错，然后对顶层进行功能方框图和结构的划分，即 从整个系统的功能出发，按一定原则将系统分成若干子系统，再将每个子系统分成若干个 功能模块，再将每个模块分成若干小的模块……直至分成许多基本模块实现。这样将系统 模块划分为各个子功能模块，并对其进行行为描述，在行为级进行验证。 例如，交通灯控制器的设计，可以把整个系统分为主控电路、定时电路，译码驱动 显示等，而定时电路可以由计数器功能模块构成，译码驱动显示可由 SSI 构成组合逻辑电 路构成，这两部分都是设计者所熟悉的各种功能电路，设计起来并不困难，这样交通灯控 制器的设计的主要问题就是控制电路的设计了，而这是一个规模不大的时序电路，这样就 把一个复杂的数字系统的设计变成了一个较小规模的时序电路的设计，从而大大简化了设 计的难度，缩短了设计周期，由于设计调试都可以针对这些子模块进行，使修改设计也变 得非常方便。 模块分割的一般要求为 （1） 各模块之间的逻辑关系明确； （2） 各模块内部逻辑功能集中，且易于实现； （3） 各模块之间的接口线尽量少。 模块化的设计最能体现设计者的思想，分割合适与否对系统设计的方便与否有着至关 重要的影响， 4．数字系统的设计 数字系统的设计可以在以下几个层次上进行： （1）选用通用集成电路芯片构成数字系统； （2）应用可编程逻辑器件实现数字系统； （3）设计专用集成电路(单片系统)。 91