從集成電路、簡單可編程器件到高密度大規模可編程器件地應用，數字系統的設計分析方法從根本上發生轉變，由原來的手工設計，發展到了以EDA(Electronic Design Automation，電子設計自動化)技術為代表的現代電子設計方法。隨著EDA技術地逐步發展，以美國的PSPICE.Multisim、歐洲的Tina Pro等為代表的各種EDA設計軟件包，在電路系統設計與仿真環節給電子工程師帶來了便利，極大的提高了工作效率。下面就隨半導體小編一起來了解一下相關內容吧。

　　1、概述

　　隨著半導體材料科學與制造工藝地迅速發展，電子器件在最近幾十年經歷了從小規模集成電路(SSI)、中規模集成電路(MSI)到大規模集成電路(LSI)以至超大規模集成電路(VLSI)的發展歷程Ⅲ。從集成電路、簡單可編程器件到高密度大規模可編程器件地應用，數字系統的設計分析方法從根本上發生轉變，由原來的手工設計，發展到了以EDA(Electronic Design Automation，電子設計自動化)技術為代表的現代電子設計方法。隨著EDA技術地逐步發展，以美國的PSPICE.Multisim、歐洲的Tina Pro等為代表的各種EDA設計軟件包，在電路系統設計與仿真環節給電子工程師帶來了便利，極大的提高了工作效率。其中，Tina Pro更是以其功能強大、界面友好、性價比高等特點獲得了業晃認可，廣泛流行于四十多個國家。

　　Tina Pro是歐洲DesignSoft Kft.公司研發的EDA軟件，支持包括中文在內的二十多種語言。它帶有十分強大的元件庫和儀器庫，除具有直流分析、瞬態分析、正弦穩態分析、傅立葉分析等常見的電路仿真分析功能外，還支持電路版圖設計、VHDL語言仿真及MCU仿真，其獨特的硬件設備TINALab II更是支持將實時測量的各種數據與虛擬仿真結果相比對，極大地方便了電子工程師進行系統設計。

　　2、TINA應用探討

　　以簡單交通燈控制系統的設計和正弦信號發生器設計為具體例子，初步探究TINA在數字系統設計分析過程中的作用。

　　在簡單交通燈控制系統設計中，我們采用數字系統傳統的設計方法，即由功能概述到狀態圖(或ASM圖)，然后設計硬件單元電路實現具體功能這樣一種自上而下的設計方法。該交通燈控制系統的邏輯功能如表1所述，約定綠燈持續時間為25t，黃燈持續時間為ST，則紅燈持續時間為30t，為此需設計一個定時器來實現這部分的定時功能;表1中交通燈控制器的狀態分為S0～S3(共4種狀態)，其狀態圖如圖1所示。我們采用中規模集成IC直接構成狀態控制電路實現控制功能。

　　表1 控制器功能表

　　根據邏輯功能分析，在此可采用4位。

　　圖1 系統狀態圖

　　二進制計數器74163來定時控制器的時序;選用雙4選1數據選擇器74153及D觸發器構成控制系統，來控制定時器與譯碼電路。為了電路簡潔美觀，在此利用TINA的“新建宏向導”工具，將上述兩子電路打包成宏功能模塊，分別命名為DSQ(定時器)和Control(控制器)，結合輸出端用門電路構成的譯碼電路，即可實現表1要求的交通燈控制器。電路如圖2所示。

　　圖2 交通燈控制系統

　　TINA支持文本、波形、圖片等直接粘貼在工作區，對電路進行輔助說明和美化，如圖2所示場景電路。在此調用了TINA的交通燈顯示模塊，輔以十字路口的背景圖片，設計的交通燈控制系統場景形象逼真。啟動”Digital”仿真功能，控制系統將按設計要求實現十字路口交通燈的控制功能。

　　值得補充的是，TINA還支持元器件3D視圖地展示，適當場景下可將電路元器件、電路連線、實驗波形等非常逼真地呈現在設計人員面前，這在教育培訓環節有著十分重大的作用，而其他軟件在這一方面的功能與之相比則顯得薄弱了很多。

　　接下來分析TINA對VHDL編程的支持。由于可編程邏輯器件的廣泛應用，用描述語言設計系統的方法已經成為現代數字系統的主要設計方法。TINA不僅支持VHDL語言編程，還很好的支持了VHDL功能模塊與具體數模電路綜合在一起進行仿真。

　　圖3即用VHDL編程實現的數字信號發生器模塊“Digital Wave”在正弦信號發生器設計之中的應用。將這個VHDL功能模塊與由8位CMOS數模轉換芯片MV95308構成的DA轉換電路，及由視頻運放TL081構成的末級濾波電路連接在一起，即可實現正弦波信號發生器。

　　圖3 VHDL模塊設計的正弦信號發生電路

　　運行Transient Analysis命令，設置好相關參數后確認，即可得到如圖4所示的波形。其中CLK為系統時鐘，OUT1為DA轉換后的輸出，VP1為末級輸出。可見該系統實現了正弦波信號的產生。

　　圖4 電路中各測量點信號波形

　　選中Digital wave模塊后，在右鍵菜單中執行“Enter Macro”命令，即可進入如圖5所示的VHDL程序編輯窗口，在該窗口可以輸入或修改程序，若程序有語法錯誤，在運行時會在窗口下方提示相關錯誤信息。

　　圖5 VHDL編輯窗口

　　3、結語

　　結合上述兩個TINA的基本應用實例可以發現，在數字系統的分析設計過程中，設計研發人員若能合理熟練地運用TINA軟件，在規范設計流程、提高工作效率、縮短開發周期、節約設計成本等方面將會得到很大的幫助。更為突出的是TINA在教育培訓環節體現出來優勢，節約硬件資源投入，減少實驗損耗，提高教學質量等優點讓TINA在教育行業越來越受到人們的重視。