EDA的发展过程

EDA的发展过程
作为电子设计技巧的核心的EDA技巧是指以运算机为工作平台研制成的电子CAD 通用软件包，融合了运算机技巧、应用电子技巧、智能化技巧的最新成果。

EDA重要能关心进行IC设计、PCB设计和电子电路设计这三方面的设计工作，已有30年的成长过程，大年夜致可分为以下三个时期：CAD时期，CAE时期和EDA时期。

来源于九十年代的电子体系主动化技巧代表了当今电子设计技巧的最新成长偏向，高层次的电子设计方法，它经由过程“自顶向下”的设计方法，对全部体系进行功能划分。

体系的关键电路经由过程专用集成电路实现，然后采取HDL完成体系行动级设计，最后经由过程综合器和适配器生成最终的目标器件。

下面重点介绍与EDA全然特点紧密相干的4个概念：
1．“自顶向下”的设计方法：
上世纪的最后一个十年开端前，电子设计人员设计体系的方法重要为选用标准集成电路“自底向上”地构造须要实现的体系，但这种方法在经久的临盆实践中被证实是成本高、效力低和轻易掉足的。

因此设计人员开端了新的设计方法的商量，改为应用“自顶向下”的设计方法。

这种全新的设计方法起首从体系设计入手，在体系顶层进行功能方框图的划分（因为设计的重要仿真和调试过程是在高层次上完成的，这既有利于早期发明构造设计上的缺点，幸免设计工作的白费，又削减了逻辑功能仿确实工作量）。

然后，设计人员在方框图一级进行仿真、纠错和用硬件描述说话对高层次的体系行动进行描述，并进行系同一级的进行验证。

最后，用综合优化对象生成具体门电路的收集表，并可经由过程
印刷电路板或专用集成电路进行硬件实现。

2．采取ASIC芯片进行设计：
跟着设计现代电子产品的复杂度日益进步一个电子体系可能须要包含成千上万个中小范畴集成电路，这就带来了体积和功耗的明显增大年夜和体系整体靠得住性的降低。

为明白得决那个问题设计人员研发了经由过程ASIC芯片进行设计的方法。

ASIC芯片又可分为以下三种：
(一)全定制ASIC：
芯片上所有晶体管的几何图形和工艺规矩均由设计师定义。

设计师将设计成果交由厂家进行掩模制造并由后者做出产品。

经由过程这种设计方法，芯单
方面积应用率高、低功耗的且速度快，具有最优的机能。

但因为须要设计师进
行全局的周详设计和验证，过程不免耗时且花钱。

因为那个缘故，全定制ASIC
只在大年夜批量产品上开创应用。

(二)半定制ASIC：
半定制ASIC芯片的疆土设计经由过程就义芯片机能来缩短开创时刻方法。

平日包含以下两种方法：门阵列设计法和标准单位设计法。

这两种方法束缚性
的设计方法能够专门大年夜程度地简化设计。

(三)可编程ASIC：
可编程逻辑芯片经历了从PAL到FPGA的成长时期，最大年夜的特点确实是设计
人员完成设计后，本身就能够烧制出须要的芯片而无须经由过程IC厂家进行制造，
这使得开创周期获得了相昔时夜的缩短。

今朝较为领先的CPLD和FPGA属高密度集成度已高达两百万每门，属于高密度可编程逻辑器件，已成为现代高层次电子设计方法的实现载体。

它兼具高集成度和可编程的长处，专门合适于产品的快速先期研制和开创。

3. 硬件描述说话HDL：
在EDA时代，设计师经由过程HDL软件编程的方法来描述电子体系的逻辑功能、电路构造和连接情势。

作为一种用于设计硬件电子体系的运算机说话，HDL与传统的门级描述方法比拟更合适大年夜范畴体系的设计。

假如要实现一个三十二位的加法器，应用VHDL说话实现只须要一行“ Z = X ＋Y ”。

假如应用图形输入软件进行设计却须要输入多至五百到一千个逻辑门。

且VHDL说话较之有可读性强，易于修改和发明缺点的长处。

早期的硬件描述说话由不合的EDA厂商开创，互不兼容且不支撑多层次设计。

层次间翻译工作经由过程人工实现，这明显给电子体系设计的成长造成了专门大年夜的阻碍。

为了克服以上不足，1985年美国国防部正式推出了高速集成电路硬件描述说话VHDL.该说话在1987年被IEEE采取为硬件描述说话标准。

作为一种全方位的硬件描述说话，VHDL包含体系行动级、存放器传输级和逻辑门级多个设计层次,支撑构造、数据流和行动三种描述情势的混淆描述。

是以VHDL几乎覆盖了以往各类硬件描述说话的功能，全部自顶向下或自底向上的电路设计过程都能够用VHDL来完成。

不仅如斯，VHDL还具有以下长处：具有宽范畴描述才能，将设计人员的工作重心进步到了体系功能的实现与调试，而花较少的精力于物理实现；能够用简洁明白的代码描述来进行复杂操纵逻辑的设计，同时也便于设计成果的交换、储存和重用；设计
不依附于特定的器件，便利了平台的转换；作为一个标准说话，被浩渺的EDA厂商支撑，体系移植性好。

4．EDA体系框架构造。

今朝重要的EDA体系都建立了本身的框架构造，如DesignFramework和FalconFramework，且这些框架构造都遵守国际同一技巧标准。

EDA体系框架构造是一套设备和应用EDA软件包的规范，能够今后自不合EDA厂商的对象软件进行优化组合，集成在一个易于治理的同一的情形之下。

经由过程对义务和设计师之间在全部产品开创过程中的信息进行传输与共享，EDA体系框架构造促进了工程自顶向下的设计方法。

电子设计主动化技巧的每一次进步,都引起了设计层次上的飞跃。

下面重要介绍电路级设计和体系级设计：
电路级设计：
设计师接收体系设计义务后起首须要确信设计筹划并选择能实现该筹划的合适元器件。

在选定原件后须要依照具体的元器件设计电路道理图。

然后能够开端进行包含数字电路的逻辑仿照、故障分析、仿照电路的交直流分析、瞬态分析在内的第一次仿真。

在进行体系仿真时，必须要有元件模型库的支撑，运算机上仿照的输入输出波形代替了实际电路调试中的旌旗灯号源和示波器。

这一次仿真能够考查设计筹划在功能方面的精确性。

第一次仿真之后，在制造PCB板之前还能够进行PCB后分析。

个中包含热分析、噪声及窜犯分析、电磁兼容分析、靠得住性分析等。

软件可将分析后的成果参数反标
回电路图，进行第二次仿真。

此次仿真主假如用于考查PCB的可行性。

经由过程仿真，电路级的EDA技巧能够使电子工程师在实际的电子体系产生前就能够周全地明白得体系的功能特点和物理特点。

是以能够缩短开创时刻、降低开创成本，将开创风险祛除在设计时期。

体系级设计：
近二十年来电子信息类产品的开制造显显现复杂程度进步和上市时限紧急的特点。

但电路级设计本质上是基于门级描述的单层次设计，设计师的所有工作差不多上在全然逻辑门这一层次长进行。

这种设计方法不克不及适应新的形势，是以，体系级设计方法作为一种高层次的电子设计方法应运而生。

高层次设计是一种“概念驱动式”设计。

它许可设计人员针对设计目标进行功能描述而无须经由过程门级道理图描述电路。

这无疑使得设计人员摆脱了电路细节的束缚，能够更好地以把精力集中于制造性的筹划与概念的构思上。

一旦这些概念构思以高层次描述的情势输入运算机，EDA体系就能以规矩驱动的方法主动完成全部设计。

如许新的概念就能灵敏有效地成为产品，从而大年夜大年夜缩短产品的研制周期，进步研发效力。

同时，因为高层次设计不涉及实现工艺而只是定义体系的行动特点，是以，还能够在厂家综合库的支撑下应用综合优化对象将高层次描述转换成针对某种工艺优化的收集表，使工艺转化变得易如反掌。

综上所述，高速成长着的EDA技巧是电子设计范畴内一场正在进行着的革命。

每年都有新的EDA对象问世，EDA技巧的每一个进展都将带来电子设计范畴内的一场改
革。

作为学生，我们须要做的确实是尽力进修EDA的相干常识，做到为我所用。

EDA 的强大年夜力量必将为我们往后的工作带来赞助。