第7节 产品设计流程
一个新产品或电路的设计流程都是从一个抽象想法开始的，这种抽象想法有很多来源，包括用户，销售商以及市场人员或是工程师。一个新想法要通过可行性分析的审查，然后形成描述高级产品特性的建议，要能够描述目标预算，定出时间表，以及市场计划的轮廓，并进行广泛的讨论。通过建议步骤后，就进入到了工程设计流程（流程图中阴影部分）。工程设计流程一般从描述开始。产品描述就是产品的工程文档，它包括有足够的信息来指导设计工程师通过并完成设计流程。在描述的基础的上，要准备行为描述，结构描述或皆而有之。行为描述在本质上就是表述该新设计如何行为的细节性的描述，但不提供任何关于如何实际构造的信息（这是结构描述的工作）。比如，汽车上状态显示器的描述可能为“当油箱指示器发现油箱内的汽油不足2加仑，并持续10秒以上，那么燃料不足警报灯将要点亮”。其行为描述就为"fuel_warning_light<=check_2s(under_2_gallons)"。这一行为描述是以简单可读的方式写出来的，该方式清晰的表明根据对输入信号"under_2_gallons"的评估，所得到的输出逻辑值赋给了名为"fuel_warning_light" 的信号。这一行为描述使得基本设计需求十分清晰，但是却没有提供任何信息关于如何搭建此电路。实际上，在具体搭建电路之前，行为描述要转化为结构描述。结构描述，比如一张电路原理图，包含有所有器件以及连接线，这就不仅仅表达电路行为了，而且还有实际搭建电路所需要的信息了。
在任何设计流程中，从更为抽象的行为描述到更为细节的结构描述这一步骤都是不可缺少的，而实际上这一步骤就称为设计流程。在这个简单的“警报灯”例子中，结构定义可能采用几种形式中的一种，比如是基于微处理器的电路，或是基于分立元件的电路或是基于可编程器件的电路。结构设计采用哪种形式要取决于很多因素，包括设计师的能力，器件成本，以及设计的功率要求等。
贯穿整个工程设计流程，CAD工具都是非常有用的。不管是简单的逻辑设计还是复杂的系统设计，都可以用CAD工具。在设计的早期步骤中，CAD允许设计师使用各种不同的方法模型来绘制电路设计。一些基于文本的模型，比如那些使用“硬件描述语言”或HDL编辑器的模型，可以进行很高级别的行为描述。还有基于图形的模型，比如用原理图编辑器画的模型，可以进行很高级别的结构描述。任何给定的电路都可以用行为或结构源文件来描述，但是它们之间有很大的不同。比如，一张原理图描述，上面有所有的器件和连接线，它在具体搭建电路时候非常有效，而且可以精确仿真并直接配置。行为描述的HDL语言，可以很快的掌握，但是由于它不包含电路结构方面的信息，所以在配置电路前必须要将其转为结构描述。
大部分产生结构描述就是绘制出电路图，而不是定义电路来满足给定要求（就像是先规划出房子结构满足家庭需要，然后再盖房子）。类似的，将行为电路描述转化为结构描述需要很繁重的工作，而且很重要，并且该工作不会使最终版本的解决方案中丢失任何重要信息。现在有一类的计算机软件称为综合器可以很好的完成这一工作，这样设计工程师只需要将注意力集中在其他设计方向。尽管综合器使用的规则和假定允许使用大范围的行为定义，但已经有研究表明它们所产生的电路结构不能超越很多工程师手工产生的电路结构。在后面的实验环节中将要用到HDL编辑器和综合器。
CAD工具允许设计师以一种简单的方式绘制电路，使用高水平工具并确实降低了工作时间。这些工具能够仿真绘制的电路，并且在搭建电路之间能够彻底的研究该电路。同时也能够使用要求的技术来配置电路定义，这样工程师可以方便的将抽象设计和实际硬件联起来。用CAD工具绘制的电路可以很方便的存储、转化以及修改。HDL定义器是主要的CAD工具，并且与硬件平台无关，这样设计师就可以随时改变计算机和软件平台。所有这些因素都清楚的表明为什么CAD工具能够使用在所有新型抽象电路设计中。在所有这些优点中，CAD工具有一个优点最为明显：那就是用CAD设计工具设计的电路可以仿真。可以说，一旦开发出基于计算机的应用电路，没有什么比仿真更重要的了。
