数字系统的现代软件设计

左智成

(中原文化艺术学院，郑州450002)

数字系统的硬件设计目前有两种方法，即传统系统硬件设计和现代系统软件设计.电子工程师因其使用设计方法的不同，被划分为硬件工程师和软件工程师.他们专心于自己的设计事业，很少从事跨界工作，尤其软件从业人员更是如此.随着微电子技术的迅猛发展，特别是计算机技术的日新月异和硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)的开发和使用，这种传统的、难以逾越的沟界被打破，电子工程师无论是硬件设计人员还是软件从业者都已经开始使用HDL语言设计趋于合理、符合生产要求的数字设备.而且，使用HDL语言设计数字系统与传统方法设计相比，优势极为突出，可降低设计难度，在设计的每一步都可进行仿真，能及早发现问题，缩短开发周期，且文件资料归档方便，可节省大量的人力物力资源，它是硬件设计领域的一次变革，对系统硬件的设计将产生巨大的影响［1］.

1 数字系统硬件的传统设计方法

在未开发计算机辅助设计系统的年代，电子工程师均采用传统的设计方法设计数字系统［2］.这种数字系统的设计方法是在“人工”的基础上形成的，具有以下几个主要特征:

1.1 自底向上的设计方法

自底向上的硬件电路设计方法的主要步骤是:当给定生成目标后，设计真值表，使用卡诺图或逻辑代数化简成最简表达式，然后采用“搭积木”的方法选择功能固定的标准芯片实现生成，最后调试和验证并修改相关设计……