电子设计自动化EDA

EDA 3） 平面规划技术 平面规划（Floorplaning）技术对逻辑综合和物理版图设计 进行联合管理，做到在逻辑综合早期设计阶段就考虑到物理设 计信息的影响。通过这些信息，可以再进一步地对设计进行综 合和优化，并保证不会对版图设计带来负面的影响。 这在深亚 微米级布线时延已经成为主要时延的情况下，对加速设计过程 的收敛与成功是有所帮助的。在Synopsys和Cadence等著名公司 的EDA系统中都采用了这项技术。
述到结构描述的转换过程；仿真是在电子系统设计过程中对设
计者的硬件描述或设计结果进行查错、验证的一种方法。对应 于不同层次的硬件描述，有不同级别的综合与仿真工具。高层 次的综合与仿真将自动化设计的层次提高到了算法行为级，使 设计者无需面对低层电路，而把精力集中到系统行为建模和算 法设计上， 而且可以帮助设计者在最早的时间发现设计中的错 误， 从而大大缩短了设计周期。
EDA 20世纪80年代初，随着集成电路规模的增大， EDA技术有 了较快的发展。更多的软件公司，如当时的Mentor公司、Daisy Systems及Logic System公司等进入EDA领域，开始提供带电路 图编辑工具和逻辑模拟工具的EDA软件， 主要解决了设计实现 之前的功能检验问题。 总的来讲，这一阶段的EDA水平还很低， 对设计工作的支 持十分有限，主要存在两个方面的问题需要解决：
和门级各个层次的描述或多个不同层次的混合描述，涉及的领 域有行为描述和结构描述两种形式。 硬件描述与实现工艺无关， 而且还支持不同层次上的综合与仿真。硬件描述语言的使用规 范了设计文档， 便于设计的传递、 交流、 保存、 修改及重复
使用。
EDA 2） 高层次的仿真与综合 所谓综合，就是由较高层次描述到低层次描述、 由行为描
计。 CE改变了传统的设计过程中，过分依赖专业分工和设计人
员过分强调所学专业知识的状况。
EDA 1.2 EDA设计语言 1． VHDL和Verilog HDL语言
VHDL是由美国国防部在70年代末和80年代初提出的超高速
集成电路VHSIC（Very High Speed Integrated Circuit）计划的产 物， 其目的是为了在承担国防部定货的各集成电路厂商之间建 立一个统一的设计数据和文档交换格式。1987年12月，IEEE接
EDA 3． C语言 在电子系统设计中，硬件设计采用VHDL和Verilog HDL之类 硬件描述语言，软件设计则采用C和C++等编程语言。这种硬件 设计和软件设计使用不同语言的现象，给设计带来了不便，延长
了产品开发的周期。从EDA的发展趋势来看， 直接用C语言来描
述硬件是未来的一个发展方向，这样软件设计人员和硬件设计人 员之间就有了“共同语言”，从而能够实现软、硬件协同设计，
人员进行集成电路和电子系统的设计。 近40年来， EDA技术大
致经历了计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）、 计 算机辅助工程CAE（Computer Aided Engineering）和电子系统设 计自动化ESDA（Electronic System Design Automation）三个发 展阶段。
易于管理的统一环境下，实现资源共享。
EDA 针对计 与软件设计并存以及产品更新换代快的特点，并行设计工程CE （Concurrent Engineering）要求一开始就从管理层次上把工艺、 工具、任务、智力和时间安排协调好； 在统一的集成设计环境
下， 由若干相关的设计小组共享数据库和知识库，同步进行设
EDA
3． ESDA阶段（20世纪90年代以来）
20世纪90年代以来， 集成电路技术以惊人的速度发展， 其工 艺水平已经达到深亚微米级， 一个芯片上可以集成数百万甚至上 千万只晶体管， 工作频率可达GHz。 这不仅为片上系统SOC （System On Chip）的实现提供了可能， 同时也给EDA技术提出
EDA
5）开放性、标准化框架结构的集成设计环境和并行设计工程
近年来，随着硬件描述语言等设计数据格式的逐渐标准化，
不同设计风格和应用的要求使得有必要建立开放性、标准化的
EDA框架。 所谓框架， 就是一种软件平台结构，为EDA工具提供 操作环境。框架的关键在于建立与硬件平台无关的图形用户界面 以及工具之间的通信、设计数据和设计流程的管理等，此外还包 括各种与数据库相关的服务项目。任何一个EDA系统只要建立一 个符合标准的开放式框架结构，就可以接纳其它厂商的EDA工具 一起进行设计工作。这样，框架作为一套使用和配置EDA软件包 的规范，就可以实现各种EDA工具间的优化组合，并集成在一个
EDA
① EDA软件的功能单一、相互独立。这个时期的EDA工具
软件都是分别针对设计流程中的某个阶段开发的，一个软件只能 完成其中的一部分工作， 所以设计者不得不在设计流程的不同 阶段分别使用不同的EDA软件包。 然而， 由于不同的公司开发 的EDA工具之间的兼容性较差，为了使设计流程前一级软件的输 出结果能够被后一级软件接受，就需要人工处理或再运行另外的 转换软件， 这往往很繁琐， 势必影响设计的速度。
EDA
1） 用硬件描述语言来描述数字电路与系统
这是现代EDA技术的基本特征之一， 并且已经形成了
VHDL和Verilog HDL两种IEEE（The Institute of Electrical and
Electronics Engineers， 电气和电子工程师协会）标准硬件描述
语言。它们均能支持系统级、算法级、RTL级（又称数据流级）
EDA 1．CAD阶段（20世纪60年代中期～20世纪80年代初期） 20世纪70年代，随着中、小规模集成电路的开发和应用，传 统的手工制图设计印刷电路板和集成电路的方法已无法满足设计 精度和效率的要求， 于是工程师们开始进行二维平面图形的计算
机辅助设计， 这样就产生了第一代EDA工具， 设计者也从繁杂、
了更高的要求，促进了EDA技术的发展。
在这一阶段，出现了以硬件描述语言、 系统级仿真和综合技术为 基本特征的第三代EDA技术， 它使设计师们摆脱了大量的具体设 计工作，而把精力集中于创造性的方案与概念构思上， 从而极大 地提高了系统设计的效率，缩短了产品的研制周期。 EDA技术在 这一阶段的发展主要有以下几个方面。
受HDL为标准HDL，也就是IEEEStd1076-1987［LRM87］。此后
又做了一些修改，新的版本为IEEEStd1076-1993［LRM93］。
EDA
Verilog HDL是在1983年，由GDA（Gate Way Design
Automation）公司的Phil Moorby首创的。1986年， Moorby提出
了用于快速门级仿真的Verilog XL算法，使Verilog HDL得到了迅
速发展。1989年，Cadence公司收购了GDA公司， Verilog HDL
成了Cadence公司的私有财产。1990年，Cadence公司决定公开发
表Verilog HDL， 并成立了OVI（Open Verilog International）组
EDA
电子设计自动化
1 EDA概述
2 硬件描述语言VHDL 初步
3 VHDL设计实例
4 MAX+plusⅡ开发系统
EDA
一、 EDA概述
EDA就是以计算机为工作平台、以EDA软件工具为开发环境、
以硬件描述语言为设计语言、以ASIC为实现载体的电子产品自
动化设计过程，它包括半导体工艺设计自动化、可编程逻辑器件 设计自动化、电子系统设计自动化、 印刷电路板PCB（Printed Circuit Board）设计自动化、仿真测试、故障诊断以及形式验证 自动化。需要说明的是，这里所讲的是狭义的EDA，没有包括模
提高设计效率。
目前，用C语言描述硬件主要有两个分支：System C和Spec C。
System C适用于从系统设计到逻辑设计这一阶段；Spec C则适用
于从对技术要求的把握到系统设计这一阶段。
EDA 1.3 EDA开发工具
波形输入法 用户需求功能定义
HDL语言输入法
电路图输入法
ASIC设计平台 硬件语言编译工具 逻辑综合工具 功能仿真工具 布局布线工具 版图生成工具 形式验证工具
机械的计算、布局和布线工作中解放了出来。 但在EDA发展的初 始阶段， EDA工具的供应商只有几家，产品几乎全部面向PCB设 计、电路模拟或IC版图设计。例如，目前常用的PCB布线软件 Protel的早期版本Tango、用于电路模拟的SPICE软件以及后来产 品化的IC版图编辑与设计规则检查系统等软件，都是这个时期的 产品。
拟电路的设计自动化。
EDA EDA作为一门崭新的学科， 它的知识体系结构为： ① 现代电子设计理论； ② 可编程逻辑器件原理、 结构及应用； ③ 硬件描述语言； ④ EDA工具的开发和应用； ⑤ EDA设计方法论； ⑥ EDA的应用及实践。
EDA 1.1 EDA的发展概况 集成电路技术的发展不断地给EDA技术提出新的要求，对 EDA技术的发展起了巨大的推动作用。从20世纪60年代中期开 始， 人们就不断地开发出各种计算机辅助设计工具来帮助设计
EDA
2．ABEL和AHDL语言
与VHDL和Verilog HDL相比，ABEL和AHDL的功能相对比
较简单，它们适合于RTL级和门级电路的描述，主要用于可编
程逻辑器件的开发。 ABEL语言是由美国Data I/O公司推出的，该公司也是ABEL 语言综合器的惟一供应商，有不少EDA软件支持ABEL语言， 如ispEXPERT、 Synario、 Foundation等。 AHDL语言则只集成在Altera公司的可编程逻辑器件开发工 具中，只能在Altera的开发软件中进行编译和调试。
EDA 4） 可测试性综合设计 随着ASIC规模和复杂性的增加，测试的难度和费用急剧上 升，由此而产生了将可测试性电路结构做在ASIC芯片上的思想， 于是开发出了扫描插入、内建自测试（BIST）和边界扫描等可 测试性设计（DFT）工具，并已集成到EDA系统中。如Compass 公司的Test Assistant和Mentor Graphics公司的LBLST Achitect、 BSD Achitect和DFT Advisor等。