EDA软件简介

EDA软件简介
１、spice
SPICE（Simulation program with integrated circuit emphasis）是最为普遍的电路级模拟程序，各软件厂家提供提供了Vspice、Hspice、Pspice等不同版本spice软件，其仿真核心大同小异，都是采用了由美国加州Berkeley大学开发的spice模拟算法。

电路系统的设计人员有时需要对系统中的部分电路作电压与电流关系的详细分析，此时需要做晶体管级仿真（电路级），这种仿真算法中所使用的电路模型都是最基本的元件和单管。

仿真时按时间关系对每一个节点的I/V关系进行计算。

这种仿真方法在所有仿真手段中是最精确的，但也是最耗费时间的。

SPICE可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分析和线性交流分析。

被分析的电路中的元件可包括电阻、电容、电感、互感、独立电压源、独立电流源、各种线性受控源、传输线以及有源半导体器件。

SPICE内建半导体器件模型，用户只需选定模型级别并给出合适的参数。

Spice是Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis的缩写，是一种功能强大的通用模拟电路仿真器，已经具有几十年的历史了，该程序是美国加利福尼亚大学伯克利分校电工和计算科学系开发的，主要用于集成电路的电路分析程序中，Spice的网表格式变成了通常模拟电路和晶体管级电路描述的标准，其第一版本于1972年完成，是用Fortran语言写成的，1975年推出正式实用化版本，1988年被定为美国国家工业标准，主要用于IC，模拟电路，数模混合电路，电源电路等电子系统的设计和仿真。

由于Spice仿真程序采用完全开放的政策，用户可以按自己的需要进行修改，加之实用性好，迅速得到推广，已经被移植到多个操作系统平台上。

自从Spice问世以来，其版本的更新持续不断，有Spice2、Spice3等多个版本，新版本主要在电路输入、图形化、数据结构和执行效率上有所增强，人们普遍认为Spice2G5是最为成功和有效的，以后的版本仅仅是局部的变动。

同时，各种以伯克利的Spice仿真程序的算法为核心的商用Spice电路仿真工具也随之产生，运行在PC和UNIX平台，许多都是基于原始的SPICE 2G6版的源代码，这是一个公开发表的版本，它们都在Spice的基础上做了很多实用化的工作，比较常见的Spice仿真软件有Hspice、Pspice、Spectre、Tspice、
SmartSpcie、IsSpice等，虽然它们的核心算法雷同，但仿真速度、精度和收敛性却不一样，其中以Synopsys
公司的Hspice和Cadence公司的Pspice最为著名。

Hspice是事实上的Spice工业标准仿真软件，在业内应用最为广泛，它具有精度高、仿真功能强大等特点，但它没有前端输入环境，需要事前准备好网表文件，不适合初级用户，主要应用于集成电路设计；Pspice是个人用户的最佳选择，具有图形化的前端输入环境，用户界面友好，性价比高，主要应用于PCB板和系统级的设计。

SPICE仿真软件包含模型和仿真器两部分。

由于模型与仿真器是紧密地集成在一起的，所以用户要添加新的模型类型是很困难的，但是很容易添加新的模型，仅仅需要对现有的模型类型设置新的参数即可。

SPICE模型由两部分组成：模型方程式(Model Equations)和模型参数(Model Parameters)。

由于提供了模型方程式，因而可以把SPICE模型与仿真器的算法非常紧密地联接起来，可以获得更好的分析效率和分析结果。

现在SPICE模型已经广泛应用于电子设计中，可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分析和线性交流分析。

被分析的电路中的元件可包括电阻、电容、电感、互感、独立电压源、独立电流源、各种线性受控源、传输线以及有源半导体器件。

SPICE内建半导体器件模型，用户只需选定模型级别并给出合适的参数。

采用SPICE模型在PCB板级进行SI分析时，需要集成电路设计者和制造商提供详细准确描述集成电路I/O 单元子电路的SPICE模型和半导体特性的制造参数。

由于这些资料通常都属于设计者和制造商的知识产权和机密，所以只有较少的半导体制造商会在提供芯片产品的同时提供相应的SPICE模型。

SPICE模型的分析精度主要取决于模型参数的来源(即数据的精确性)，以及模型方程式的适用范围。

而模型方程式与各种不同的数字仿真器相结合时也可能会影响分析的精度。

除此之外，PCB板级的SPICE模型仿真计算量较大，分析比较费时。

元器件模型
为了进行电路模拟，必须先建立元器件的模型，也就是对于电路模拟程序所支持的各种元器件，在模拟程序中必须有相应的数学模型来描述他们，即能用计算机进行运算的计算公式来表达他们。

一个理想的元器件模型，应该既能正确反映元器件的电学特性又适于在计算机上进行数值求解。

一般来讲，器件模型的精度越高，模型本身也就越复杂，所要求的模型参数个数也越多。

这样计算时所占内存量增大，计算时间增加。

而集成电路往往包含数量巨大的元器件，器件模型复杂度的少许增加就会使计算时间成倍延长。

反之，如果模型过于粗糙，会导致分析结果不可靠。

因此所用元器件模型的复杂程度要根据实际需要而定。

如果需要进行元器件的物理模型研究或进行单管设计，一般采用精度和复杂程度较高的模型，甚至采用以求解半导体器件基本方程为手段的器件模拟方法。

二维准静态数值模拟是这种方法的代表，通过求解泊松方程，电流连续性方程等基本方程结合精确的边界条件和几何、工艺参数，相当准确的给出器件电学特性。

而对于一般的电路分析，应尽可能采用能满足一定精度要求的简单模型（Compact model）。

电路模拟的精度除了取决于器件模型外，还直接依赖于所给定的模型参数数值的精度。

因此希望器件模型中的各种参数有明确的物理意义，与器件的工艺设计参数有直接的联系，或能以某种测试手段测量出来。

构建器件模型方法
目前构成器件模型的方法有两种：一种是从元器件的电学工作特性出发，把元器件看成…黑盒子‟，测量其端口的电气特性，提取器件模型，而不涉及器件的工作原理，称为行为级模型。

这种模型的代表是IBIS模型和S-参数。

其优点是建模和使用简单方便，节约资源，适用范围广泛，特别是在高频、非线性、大功率的情况下行为级模型几乎是唯一的选择。

缺点是精度较差，一致性不能保证，受测试技术和精度的影响。

另一种是以元器件的工作原理为基础，从元器件的数学方程式出发，得到的器件模型及模型参数与器件的物理工作原理有密切的关系。

SPICE 模型是这种模型中应用最广泛的一种。

其优点是精度较高，特别是随着建模手段的发展和半导体工艺的进步和规范，人们已可以在多种级别上提供这种模型，满足不同的精度需要。

缺点是模型复杂，计算时间长。

２、protel
PROTEL是Altium公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA 软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。

３、altitum
Altium(前身为Protel国际有限公司)由Nick Martin于1985年始创于澳大利亚，致力于开发基于PC的软件，为印刷电路板，提供辅助的设计。

PCB（printed circuit board印刷电路板）。

Altium 公司成功进行公开募股（IPO），于1999年8月在澳大利亚股票市场上市。

所筹集的资金用于在2000年1月收购适当的公司和技术，包括收购ACCEL Technologies公司、Metamor公司、Innovative CAD Software公司和TASKING BV公司等。

Protel是目前EDA行业中使用最方便,操作最快捷，人性化界面最好的辅助工具。

在中国用得最多的EDA工具，电子专业的大学生在大学基本上都学过protel 99se，所以学习资源也最广,公司在招聘新人的时候用Protel新人会很快上手。

Altium声称中国有73%的工程师和80%的电子工程相关专业在校学生正在使用其所提供的解决方案，而目前正版率只有3%左右。

主要功能
（1）电路原理图设计
（2）印刷电路板设计
（3）电路模拟仿真
（4）FPGA及逻辑器件设计
（5）高级信号完整性分析
产品历史
1、1985 年——诞生dos 版Protel
2、1991 年——Protel for Widows
3、1997 年——Protel98 这个32 位产品是第一个包含5 个核心模块的EDA 工具
4、1999 年——Protel99 构成从电路设计到真实板分析的完整体系。

5、2000 年——Protel99se 性能进一步提高，可以对设计过程有更大控制力。

6、2002 年——Protel DXP 集成了更多工具，使用方便，功能更强大。

7、2003 年——Protel 2004 对Protel DXP进一步完善。

8、2006 年——Altium Designer 6.0成功推出，集成了更多工具，使用方便，功能更强大，特别在PCB设计这一块性能大大提高。

9、2008 年——Altium Designer Summer 08（简称：AD7）将ECAD和MCAD两种文件格式结合在一起，Altium 在其最新版的一体化设计解决方案中为电子工程师带来了全面验证机械设计(如外壳与电子组件)与电气特性关系的能力。

还加入了对OrCAD和PowerPCB的支持能力。

10、2008 年——Altium Designer Winter 09推出，此冬季9月发布的Altium Designer引入新的设计技术和理念，以帮助电子产品设计创新，利用技术进步，并提出一个产品的任务设计更快地获得走向市场的方便。

增强功能的电路板设计空间，让您可以更快地设计，全三维PCB设计环境，避免出现错误和不准确的模型设计。

11、2009年7月——Altium Designer Summer 09 为适应日新月异的电子设计技术，Altium于2009年7月在全球范围内推出最新版本Altium Designer Summer 09。

Summer 09的诞生延续了连续不断的新特性和新技术的应用过程。

４、multisim
借助NI Multisim提供的强大SPICE仿真和直观分析功能，用户可实现电路设计性能的优化。

Multisim还可帮助用户减少设计错误，更快速开发原型并提高生产效率。

Multisim设计方法可减少原型迭代次数并在设计过程中更及时地优化印刷电路板(PCB)设计。

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。

Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。

通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

Multisim 被美国NI公司收购以后，其性能得到了极大的提升。

最大的改变就是：Multisim 9与LABⅥEW 8的完美结合：
新特点
⑴可以根据自己的需求制造出真正属于自己的仪器；
⑵所有的虚拟信号都可以通过计算机输出到实际的硬件电路上；
⑶所有硬件电路产生的结果都可以输回到计算机中进行处理和分析。

Multisim 9组成
⒈构建仿真电路
⒉仿真电路环境
⒊multi mcu ------ 单片机仿真
⒋FPGA、PLD，CPLD等仿真
5.通信系统分析与设计的模块
6. PCB设计模块：直观、层板32层、快速自动布线、强制向量和密度直方图
7.（自动布线模块）
仿真的内容
⒈器件建模及仿真；
⒉电路的构建及仿真；
⒊系统的组成及仿真；
⒋仪表仪器原理及制造仿真。

器件建模及仿真：可以建模及仿真的器件：
模拟器件（二极管，三极管，功率管等）；
数字器件（74系列，COMS系列，PLD，CPLD等）；
FPGA器件。

电路的构建及仿真
单元电路、功能电路、单片机硬件电路的构建及相应软件调试的仿真。

系统的组成及仿真：Commsim 是一个理想的通信系统的教学软件。

它很适用于如…信号与系统‟、…通信‟、…网络‟等课程，难度适合从一般介绍到高级。

使学生学的更快并且掌握的更多。

Commsim含有200多个通用通信和数学模块，包含工业中的大部分编码器，调制器，滤波器，信号源，信道等，
Commsim 中的模块和通常通信技术中的很一致，这可以确保你的学生学会当今所有最重要的通信技术。

要观察仿真的结果，你可以有多种选择：时域，频域，XY图，对数坐标，比特误码率，眼图和功率谱。

仪表仪器的原理及制造仿真：可以任意制造出属于自己的虚拟仪器、仪表，并在计算机仿真环境和实际环境中进行使用。

PCB的设计及制作：产品级版图的设计及制作。

美国NI公司提出的理念
“把实验室装进PC机中”
“软件就是仪器”
Labview
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。

LabVIEW[2]（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一种图形化的编程语言的开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。

LabVIEW [2]集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。

它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX 等软件标准的库函数。

这是一个功能强大且灵活的软件。

利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。

图形化的程序语言，又称为“G” 语言。

使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或框图。

它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW[2]是一个面向最终用户的工具。

它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。

使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。

利用LabVIEW[2]，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的32位/64位编译器。

像许多重要的软件一样，LabVIEW[2]提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。

它主要的方便就是，一个硬件的情况下，可以通过改变软件，就可以实现不同的仪器仪表的功能，非常方便，是相当于软件即硬件！现在的图形化主要是上层的系统，国内现在已经开发出图形化的单片机编程系统（支持32位的嵌入式系统，并且可以扩展的），不断完善中(大家可以搜索CPUVIEW 会有更详细信息；）
LABVIEW有很多优点，尤其是在某些特殊领域其特点尤其突出。

测试测量：LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。

经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。

至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。

同时，用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。

这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。

有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数，就可以组成一个完整的测试测量应用程序。

控制：控制与测试是两个相关度非常高的领域，从测试领域起家的LabVIEW自然而然地首先拓展至控制领域。

LabVIEW拥有专门用于控制领域的模块----LabVIEWDSC。

除此之外，工业控制领域常用的设备、数据线等通常也都带有相应的LabVIEW驱动程序。

使用LabVIEW可以非常方便的编制各种控制程序。

仿真：LabVIEW包含了多种多样的数学运算函数，特别适合进行模拟、仿真、原型设计等工作。

在设计机电设备之前，可以先在计算机上用LabVIEW搭建仿真原型，验证设计的合理性，找到潜在的问题。

在高等教育领域，有时如果使用LabVIEW进行软件模拟，就可以达到同样的效果，使学生不致失去实践的机会。

儿童教育：由于图形外观漂亮且容易吸引儿童的注意力，同时图形比文本更容易被儿童接受和理解，所以LabVIEW 非常受少年儿童的欢迎。

对于没有任何计算机知识的儿童而言，可以把LabVIEW理解成是一种特殊的“积木”：把不同的原件搭在一起，就可以实现自己所需的功能。

著名的可编程玩具“乐高积木”使用的就是LabVIEW编程语言。

儿童经过短暂的指导就可以利用乐高积木提供的积木搭建成各种车辆模型、机器人等，再使用LabVIEW编写控制其运动和行为的程序。

除了应用于玩具，LabVIEW还有专门用于中小学生教学使用的版本。

快快速开发：根据笔者参与的一些项目统计，完成一个功能类似的大型应用软件，熟练的LabVIEW程序员所需
的开发时间，大概只是熟练的C程序员所需时间的1/5左右。

所以，如果项目开发时间紧张，应该优先考虑使用LabVIEW，以缩短开发时间。

跨平台：如果同一个程序需要运行于多个硬件设备之上，也可以优先考虑使用LabVIEW。

LabVIEW具有良好的
平台一致性。

LabVIEW的代码不需任何修改就可以运行在常见的三大台式机操作系统上：Windows、Mac OS 及Linux。

除此之外，LabVIEW还支持各种实时操作系统和嵌入式设备，比如常见的PDA、FPGA以及运行VxWorks和PharLap 系统的RT设备。

５、C adence
Cadence Design Systems Inc.是全球最大的电子设计技术(Electronic Design Technologies)、程序方案服务和设计服务供应商。

其解决方案旨在提升和监控半导体、计算机系统、网络工程和电信设备、消费电子产品以及其它各类型电子产品的设计。

产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模等。

其总部位于美国加州圣何塞（San Jose），在全球各地设有销售办事处、设计及研发中心。

Cadence公司的电子设计自动化（Electronic Design Automation）产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模等。

同时，Cadence公司还提供设计方法学服务，帮助客户优化其设计流程；提供设计外包服务，协助客户进入新的市场领域。

自1991年以来，该公司已连续在国际EDA市场中销售业绩稳居第一。

全球知名半导体与电子系统公司均将Cadence软件作为其全球设计的标准。

Cadence公司其总部位于美国加州圣何塞（San Jose），在全球各地设有销售办事处、设计及研发中心，现拥有员工约4800名，2003年收入约11亿美元。

６、synopsys
(Nasdaq: SNPS)是为全球集成电路设计提供电子设计自动化(EDA)软件工具的主导企业。

为全球电子市场提供技术先进的IC设计与验证平台，致力于复杂的芯片上系统(SoCs)的开发。

同时，Synopsys公司还提供知识产权和设计服务，为客户简化设计过程，提高产品上市速度。

Synopsys公司总部设在美国加利福尼亚州Mountain View，有超过60家分公司分布在北美、欧洲、日本与亚洲。

从1995年进入中国市场以来，Synopsys公司一直致力于加快中国IC设计产业的发展，中国分部的团队和业务
也一直保持着健康良性的成长。

在过去的四年里，Synopsys公司在中国市场的销售额取得了平均70%的增长率。

2002年并购Avant!公司后，Synopsys公司成为提供前后端完整IC设计方案的领先EDA工具供应商。

这也是EDA 历史上第一次由一家EDA 公司集成了业界最好的前端和后端设计工具。

在中国，Synopsys建立了上海、北京两个研发中心，整合了200多位研发人员。

目前，Synopsys中国的研发人员与美国总部的研发人员一起为全球的IC设计工程师协同开发新的设计工具，并不断为中国的IC设计业提供深入支持。

这是Synopsys公司在美国以外最大的IC设
计工具研发机构。

中国也因此成为全球IC设计工具研发中心之一。

通过和中国战略伙伴的合作，Synopsys跨越了产业链的上游工具供应商的定位，积极成为产业链的推动者。

通过和国家科技部“863” 计划的合作，Synopsys为7个国家级IC产业化基地提供了规范化的先进IC设计环境；通过和中国科学院及著名大学的合作，支持中国开发基于0.13 微米及以下工艺的IC设计方法的研究和人才培训；通过和大唐集团的联合项目“COMIP”，推动中国自主知识产权的三代移动通信TD-SCDMA技术的产业化；通过与中芯国际等本地IC Foundry合作开发参考设计流程，方便本地设计公司的投片生产。

同时Synopsys致力于聘用和培训本地人才，建立了专业化、高素质的市场及销售队伍，规范着国内EDA市场的销售行为，建立了国内最好的技术支持队伍，建立了中国用户售后服务支持中心和国内EDA行业中第一个800技术支持热线。

为中国用户提供了和世界其他用户同步甚至更好的技术服务支持。

Synopsys矢志与中国的IC产业同命运、共发展。

不管过去几年中国IC设计业状况的动荡变化，始终没有动摇过共同发展的决心。

Synopsys公司是过去8年中唯一一直为中国用户提供稳定直接的技术推广咨询、服务和支持的EDA 公司。

目前在中国有北京、上海和香港及深圳四个代表处，负责市场拓展、销售、技术支持等共有50多人。

并拥有上海，北京两个研发中心，200多EDA工具研发人员。

Synopsys在中国的主要业务也从推广EDA工具转型为以创造价值为导向，基于咨询提供定制解决方案。

Synopsys中国分部也从一个EDA销售分支发展为集业务咨询、技术支持和IC设计工具研发的，扎根于中国IC 产业的高技术公司
７、Mentor Graphics
Mentor Graphics® 是电子设计自动化技术的领导产商，它提供完整的软件和硬件设计解决方案，让客户能在短时间内，以最低的成本，在市场上推出功能强大的电子产品。

当今电路板与半导体元件变得更加复杂，并随着深亚微米工艺技术在系统单芯片设计深入应用，要把一个具有创意的想法转换成市场上的产品，其中的困难度已大幅增加；为此Mentor提供了技术创新的产品与完整解决方案，让工程师得以克服他们所面临的设计挑战。

公司创立于1981年,总部位于Wilsonville, Oregon,全球员工总人数为3950人，过去12个月的营收达到7亿美元中国总部设立于上海金茂大厦，分别在北京和深圳设有销售据点
拥有世界级的研发部门，在全球有67个办事处
与世界知名的电子产品制造商、供应商及半导体产商结成战略联盟，开发新的设计解决方案服务于现代高科技产品
Mentor Graphics目前有多种电路板设计工具软件其高端软件有：Mentor EE(EXP2007), Board Station.多层板自动布线工具。

DxDesigner ,HyperLynx 原理图工具与电路仿真工具。

低中端产品有：PADS9.3 （DxDesigner ,HyperLynx，PADSLogic9.3,PADSLayout9.3,PADSRouter9.3）高端软件主要在大型服务站运行，主要为军用及大型公司。

（如：intel,IBM,）
低中端软件运用也较为广泛，其中有世界500强企业（如：美国JBC，日本tanita等）包括国内中小企业及私营企业。