eda技術(shù)的基本內涵是什么

　　你了解eda技術(shù)的基本內涵嗎?EDA技術(shù)已成為現代系統設計和電子產(chǎn)品研發(fā)的有效工具，成為電子工程師應具備的基本能力。本文先介紹了EDA技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，并對其基本特點(diǎn)予以詳細敘述，最后對其發(fā)展趨勢予以展望。跟yjbys小編一起來(lái)看看eda技術(shù)的基本內涵是什么吧!

　　1、前言

　　隨著(zhù)計算機技術(shù)和集成電路的飛速發(fā)展，電子技術(shù)面臨著(zhù)嚴峻的挑戰。由于電子產(chǎn)品的研發(fā)周期不斷縮短，專(zhuān)用集成電路(ASIC)的設計面臨著(zhù)設計周期越來(lái)越短與設計難度不斷提高的矛盾。為了解決這一矛盾，就有必要采用新的電子電路設計方法和相應的設計工具，在此情況下，EDA (E1echonics Design Automation，即電子設計自動(dòng)化)技術(shù)也就應運而生。

　　2、EDA技術(shù)發(fā)展概況

　　電子設計自動(dòng)化技術(shù)是在計算機平臺上利用計算機圖形學(xué)、拓撲邏輯學(xué)、計算數學(xué)以及人工智能等多種計算機應用技術(shù)的最新成果基礎上而開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種電子系統設計工具，同時(shí)相應提出了先進(jìn)的電子系統設計方法，是一種幫助電子設計工程師更加有效地從事電子產(chǎn)品和系統設計的綜合技術(shù)。該技術(shù)至今已有40多年的發(fā)展歷程，大致可以分為三個(gè)發(fā)展階段：

　　(1)CAD (計算機輔助設計)階段

　　這個(gè)階段始于20世紀70年代，由于研制了一些相應的軟件工具，因此其主要特征是利用計算機輔助進(jìn)行PCB 布線(xiàn)、電路模擬、邏輯模擬及版圖的繪制等，從而使電子系統設計人員能夠借助計算機輔助設計軟件從大量繁瑣、重復的計算和繪圖工作中解脫出來(lái)，使設計周期得以縮短，設計效率顯著(zhù)提高。

　　(2)CAE(計算機輔助工程設計)階段(20 世紀八九十年代中期)

　　這一階段始于20世紀80年代，由于在集成電路技術(shù)、電子系統設計方法學(xué)和設計工具集成化等方面獲得了許多技術(shù)上的迅速發(fā)展。使得各種設計工具，如原理圖輸入、編譯與連接、邏輯模擬、測試碼生成、版圖自動(dòng)布局和布線(xiàn)以及各種單元庫等得以豐富和完善。其主要特征是以定時(shí)分析、邏輯摸擬、故障仿真、自動(dòng)布局布線(xiàn)為核心，重點(diǎn)解決了電子電路設計過(guò)程中的功能檢測等問(wèn)題，從而使得電子產(chǎn)品的設計在制作之前就能夠預知產(chǎn)品的功能與性能。

　　(3)EDA 階段

　　這一階段始于20 世紀 90 年代，其主要特征是以高級描述語(yǔ)言、系統仿真和綜合技術(shù)為特點(diǎn)，采用“自頂向下”的設計理念，將設計前期的許多高層次設計由EDA工具來(lái)完成。這種方法不僅極大地提高了電路系統的設計效率，而且使設計者從大量的輔助性工作中解脫出來(lái)，能夠將精力集中于方案的創(chuàng )造性與概念的構思上。

　　目前EDA技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入第四個(gè)發(fā)展階段，即進(jìn)入以互連為核心的IDD(Interactive Driving Design)設計方式的發(fā)展階段。該階段工程師在進(jìn)行系統項目上游設計時(shí)，通過(guò)將下游物理設計中制約條件同時(shí)考慮進(jìn)去，從而使芯片系統的工作更加穩定可靠。

　　3、EDA技術(shù)的基本特點(diǎn)

　　EDA代表了當今電子設計技術(shù)的最新發(fā)展方向，電子設計工程師們可以利用EDA工具設計復雜電子系統，通過(guò)計算機來(lái)完成大量繁瑣的設計工作，即就是將電子產(chǎn)品從電路設計、性能分析到設計出IC版圖的整個(gè)過(guò)程都在計算機上自動(dòng)處理完成。該技術(shù)具有以下一些特點(diǎn)：

　　(1) 自頂向下的設計方法。

　　“自頂向下”(Top- Down)是一種全新的設計方法，這種設計方法從設計的總體要求入手，自頂向下將整個(gè)系統設計劃分為不同的功能子模塊，即在頂層進(jìn)行功能方劃分和結構設計。這樣可以在方框圖一級就進(jìn)行仿真和糾錯，并能用硬件描述語(yǔ)言對高層次的系統行為進(jìn)行描述，從而在系統一級就能進(jìn)行驗證，然后由EDA綜合工具完成到工藝庫的映射。由于設計的主要仿真和糾錯過(guò)程是在高層次上完成的，這種方法有利于在早期發(fā)現結構設計上的錯誤，從而避免設計工作中的浪費，同時(shí)也大大減少了邏輯功能仿真的工作量，提高了設計效率。

　　(2) 可編程邏輯器件PLD

　　可編程邏輯器件是一種由用戶(hù)編程以實(shí)現某種電子電路功能的新型器件，PLD 可分為低密度和高密度兩種。其中低密度 PLD 器件的編程都需要專(zhuān)用的編程器，屬于半定制的專(zhuān)用集成電路器件，而高密度 PLD 就是EDA 技術(shù)中經(jīng)常用到的復雜可編程邏輯器件(CPLD)、現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)以及在系統可編程邏輯器件(ISP-PLD)等，它們屬于全定制ASIC 芯片，編程時(shí)僅需以 JTAG 方式與計算機并口相連即可。

　　(3) 硬件描述語(yǔ)言

　　硬件描述語(yǔ)言(HDL- Hardware Description Language)是一種用于設計硬件電子系統的計算機高級語(yǔ)言，就是用軟件編程的方式來(lái)描述復雜電子系統的邏輯功能、電路結構和連接形式。硬件描述語(yǔ)言是EDA技術(shù)的重要組成部分，是EDA設計開(kāi)發(fā)中很重要的軟件工具。其中VHDL即超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言，是電子設計中主流的硬件描述語(yǔ)言，用VHDL進(jìn)行電子系統設計的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使設計者可以專(zhuān)心致力于其功能的實(shí)現，而不需要對與工藝有關(guān)的因素上花費過(guò)多的時(shí)間和精力。

　　4、EDA技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　隨著(zhù)科技水平的提高，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代日新月異，而EDA技術(shù)作為各類(lèi)電子產(chǎn)品研發(fā)的源動(dòng)力，自然而然成為現代電子系統設計的核心。

　　進(jìn)入21世紀以來(lái)，電子技術(shù)已經(jīng)全方位納入到EDA領(lǐng)域，EDA技術(shù)使得電子領(lǐng)域各學(xué)科之間的界限愈加模糊，相互間互為包容，其發(fā)展趨勢主要表現在以下幾個(gè)方面：EDA技術(shù)要生存就必須適應市場(chǎng)發(fā)展趨勢，要專(zhuān)注于技術(shù)創(chuàng )新，而EDA產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng )新的重點(diǎn)將體現在系統級驗證及可制造性設計(DFM )兩大領(lǐng)域;使電子設計成果將以自主知識產(chǎn)權(IP)的方式得以明確表達和確認，IP的合理應用是產(chǎn)品設計流程得以加速的一個(gè)有效途徑;一體化的設計工具平臺使用戶(hù)受益于統一的用戶(hù)界面，避免了在不同的工具之間進(jìn)行數據相互轉換等繁瑣的操作過(guò)程;描述語(yǔ)言一直是EDA業(yè)中重要的一環(huán)，然而隨著(zhù)IC復雜度的不斷提高，從更高層次入手對系統進(jìn)行描述是描述語(yǔ)言未來(lái)的發(fā)展方向;隨著(zhù)EDA技術(shù)在全世界范圍內的飛速發(fā)展，使得基于Linux環(huán)境的EDA技術(shù)將成為電路設計領(lǐng)域的主流。

　　EDA技術(shù)應用廣泛，如今已涉及到各行各業(yè)，EDA技術(shù)水平也在不斷提高，設計工具趨于完美，EDA市場(chǎng)也日趨成熟。

　　5、結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，電子系統的設計方法和設計手段都發(fā)生了巨大的變化。傳統的“固定功能集成塊加連線(xiàn)”的設計方法正逐步地退出歷史舞臺，而基于專(zhuān)用芯片的設計方法正成為現代電子系統設計的主流。

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　　[3]潘松，趙敏.EDA技術(shù)及其應用[M].北京：科學(xué)出版社，2007：5-20.

　　(作者單位：陜西理工學(xué)院物理與電信工程學(xué)院，陜西 漢中 723001)

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