第十章 数字系统设计方法.pdf

数字系统设计方法 数字系统设计方法是指从抽象的定义到具体的实现、由高层次到低层次的转换逐步求精的设计方法。该方法可以分为四个层次：性能级、功能级、结构级和物理级。 性能级是指要求开发系统“做什么”这个问题，主要关心系统的功能和性能要求。功能级是指把系统划分为若干子系统，根据系统的功能要求，设计出系统的结构框图。结构级是指将模块的功能描述转化为实现模块功能的具体硬件和软件的描述。物理级是指将逻辑结构转换为物理级（电路）的实现。 自顶向下的设计方法采用系统层次结构，将系统的设计分成几个层次进行描述。由系统的性能级描述导出实现系统功能的算法，即系统设计。由功能级描述设计出系统结构框图，然后进行逻辑设计，详细给出实现系统的硬件和软件描述。 模块技术（系统设计）是将系统总的功能分解成若干个子功能，通过仔细定义和描述的子系统来实现相应子功能。模块技术是系统设计中的主要技术，一个系统的实现可以有多种方案，划分功能模块也有多种模块结构。结构决定系统的品质，一个结构合理的系统可望通过参数的调整获得最佳的性能。 在划分系统的模块结构时，应考虑以下几个方面：限制条件、技术的先进性和可行性、经费、开发时间、可获得的资料等；期望的目标：功能、易理解性、可靠性、易维护性等；如何将系统划分为一组相对独立又相互联系的模块；模块之间有哪些数据流和控制流信息；如何有规则地控制各模块交互作用；如何评价模块结构的质量。 以串行数据接收器为例，按照自顶向下的设计方法，首先进行性能级设计，确定数据的位数、传输格式、传输速率、信号电平等参数。然后进行系统结构级设计，确定输入输出变量、数据处理器功能部件、控制器应输出的控制信号等。最后进行逻辑级设计，设计和选择各功能部件，定义处理器状态信号，列出状态变量表，画出数据处理器逻辑图。 数字系统设计方法是一种系统化的设计方法，通过自顶向下的设计方法和模块技术，可以将复杂的系统设计问题分解为多个简单的子问题，逐步实现系统的设计。