Návrh obvodů
Návrh obvodů je proces, který může zahrnovat systémy od složitých elektronických systémů až po jednotlivé tranzistory v integrovaném obvodu. Jednoduché obvody lze často navrhnout bez nutnosti plánovaného nebo strukturovaného procesu návrhu. U složitějších návrhů se však stále častěji uplatňují týmy návrhářů, kteří postupují systematicky a využívají inteligentně řízené počítačové simulace. V automatizaci návrhu integrovaných obvodů se termín "návrh obvodů" často vztahuje na krok návrhového cyklu, který generuje schémata integrovaného obvodu. Obvykle se jedná o krok mezi logickým návrhem a fyzickým návrhem.
Fáze návrhu obvodů
Proces návrhu obvodů lze rozdělit do několika fází:
Specifikační fáze: V této fázi jsou definovány požadavky na obvod, včetně jeho funkce, výkonu a omezení.
Fáze logického návrhu: V této fázi je vytvořen logický návrh obvodu, který popisuje jeho funkčnost pomocí logických hradel a jiných abstraktních komponent.
Fáze návrhu obvodů: V této fázi je logický návrh převeden na elektrický obvod, který lze implementovat pomocí fyzických komponent, jako jsou tranzistory, rezistory a kondenzátory.
Fáze fyzického návrhu: V této fázi je elektrický obvod převeden na fyzický návrh, který popisuje rozmístění komponent na křemíkovém čipu.
Fáze verifikace: V této fázi je ověřen návrh obvodu, aby se zajistilo, že splňuje stanovené požadavky.
Nástroje pro návrh obvodů
K návrhu obvodů se používá celá řada nástrojů, včetně:
Nástroje pro zachycení schémat: Tyto nástroje umožňují návrhářům vytvářet schémata obvodů pomocí grafického rozhraní.
Simulátory: Simulátory umožňují návrhářům simulovat chování obvodů před jejich implementací, což pomáhá odhalit chyby a ověřit funkčnost.
Nástroje pro syntézu: Nástroje pro syntézu mohou automaticky generovat logické nebo fyzické návrhy obvodů z vyšších úrovní abstrakce.
Nástroje pro analýzu: Nástroje pro analýzu umožňují návrhářům analyzovat výkonnost obvodů, identifikovat potenciální problémy a optimalizovat jejich návrhy.
Aplikace návrhu obvodů
Návrh obvodů se používá v široké škále aplikací, včetně:
Elektronika spotřební
Počítačové systémy
Telekomunikace
Automobilový průmysl
Lékařské přístroje
Trendy v návrhu obvodů
V oblasti návrhu obvodů existuje několik klíčových trendů:
Zvyšující se složitost: Obvody se stávají stále složitějšími, což vyžaduje nové přístupy k návrhu a verifikaci.
Rychlejší a výkonnější obvody: Požadavek na rychlejší a výkonnější obvody vede k novým technologiím a architekturám obvodů.
Nižší spotřeba energie: Rostoucí poptávka po přenosných zařízeních vede k vývoji obvodů s nižší spotřebou energie.
Automatizovaný návrh: Nástroje pro automatizovaný návrh se stávají stále výkonnějšími, což umožňuje návrhářům navrhovat a verifikovat obvody rychleji a efektivněji.