电路计算机辅助设计方案-精选.ppt
电路中的计算机辅助设计与仿真
电路中的计算机辅助设计与仿真计算机在电路设计和仿真领域起着重要的作用。
借助计算机辅助设计（Computer-Aided Design，简称CAD）和计算机辅助仿真（Computer-Aided Simulation，简称CAS）技术，电路设计师能够更加高效地进行电路设计和验证。
本文将探讨电路中的计算机辅助设计与仿真技术的应用和优势。
一、CAD在电路设计中的应用计算机辅助设计技术在电路设计中发挥着关键作用。
通过CAD软件，电路设计师能够快速创建电路原理图，并进行电路布局和布线。
CAD软件还提供了丰富的元件库，其中包含各种电子元件，如电阻、电容、电感、晶体管等，使设计师能够方便地选择和配置元件。
此外，CAD软件还具备强大的性能分析功能。
它能够根据电路的特点进行稳态分析、瞬态分析和频率响应分析，帮助设计师评估电路的性能和稳定性。
并且，在设计过程中，CAD软件可以根据设计要求自动生成电路板的尺寸和布局规则，提高设计的准确度和可重复性。
二、CAS在电路仿真中的优势计算机辅助仿真技术在电路设计中也占据着重要地位。
通过CAS软件，设计师可以对电路进行仿真实验，以评估电路的性能和可靠性。
CAS软件提供了丰富的信号源和测量工具，能够模拟各种输入和输出条件，以及不同的工作环境。
CAS软件还支持参数化仿真，设计师可以通过调整电路中的元件参数，快速评估不同设计方案的性能差异。
此外，CAS还可以进行优化设计，自动搜索最佳参数组合，使得电路性能达到最优。
借助CAS技术，设计师能够避免耗时的实际搭建和测试过程，大大缩短了设计周期。
同时，仿真结果能够提供详尽的电路性能数据，帮助设计师进行有效的设计评估和优化。
三、CAD与CAS的结合应用CAD和CAS在电路设计中可以相互补充和结合，实现更高效的设计流程。
首先，设计师可以在CAD软件中创建电路原理图，并进行布局和布线。
然后，将设计导入CAS软件进行仿真实验，验证电路的性能。
如果发现问题，可以返回到CAD软件中进行修改和优化，再次进行仿真。
计算机辅助设计ppt课件
素复杂，具有装配设计功能的系统需要采用的技术和手段也较 多，如前面提及的特征设计、参数化设计、相关性设计等。对 于具有装配设计功能的系统还应能够提供有关装配方面的管理 能力，如装配零件逻辑关系、装配件干涉检查、生成装配材料 明细表、零件装配关系展开图等。
⑦ CAD系统的集成化 CAD系统的集成化是将CAD和CAM集成为一个CAD/CAM
一个典型的智能CAD系统的组成如图1-6所示。
领域专家
知识获取
专家系统部分
人机界面
知识库 模式性知识 数值分析法 规则性知识
自学习机
推理机
设计资料 数据库
逻辑推理 模式联想
分析计算
CAD部分
用户
图形交互 输入输出
绘图及文 件编写
动者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
⑤ NURBS几何构型技术 NURBS（Non-Unifrom Rational B-Spilnes,即非均匀有理B
样条曲线)在CAD中用来定义复杂的几何曲面。运用NURBS技 术可以使系统在描述自由曲线、曲面以及精确的二次曲线、曲 面时，能够采用统一的算法和表示方法。用NURBS技术构造 的曲面易于生成、修改和存储，为系统提高对曲面的构造能力 和编辑修改能力打下了基础。
计算机辅助设计 eda 超大规模集成电路 半导体
EDA（Electronic Design Automation），即电子设计自动化，是指利用计算机技术和软件工具来辅助设计和开发电子芯片和电子系统的过程。
超大规模集成电路（VLSI）是一种集成度非常高的电子装置，其中包含非常多的逻辑门、寄存器和其他电子元件。
半导体是制造芯片和其他电子设备的重要材料。
在进行计算机辅助设计（EDA）时，半导体技术扮演了重要的角色。
以下是一些可以参考的内容：1.EDA的基本原理和流程：介绍EDA的基本概念、原理和流程，包括设计输入、仿真和验证、物理布局、布线和物理验证等步骤。
2.EDA软件工具：介绍常用的EDA软件工具，如电路模拟器、布局编辑器、布线工具和时序分析器等。
重点介绍其功能、特点和使用方法。
3.VLSI设计流程：详细介绍超大规模集成电路（VLSI）的设计流程，包括逻辑设计、物理设计和验证等步骤。
这些步骤是EDA的基础，需要结合半导体的特性进行设计和优化。
4.半导体材料和工艺：介绍半导体的基本概念、材料特性和制造工艺。
重点讨论硅材料和CMOS工艺，以及其他常用的半导体材料和工艺。
5.VLSI电路设计：讨论VLSI电路的设计方法和技巧，包括逻辑门级设计、寄存器传输级设计和系统级设计等。
重点介绍时序和功耗优化的方法。
6.物理布局和布线：介绍物理布局和布线的基本原理和技术。
包括芯片布局的规划、组织和对齐方法，以及信号线的布线和电源和地线的布局技巧。
7.仿真和验证技术：介绍电子系统的仿真和验证方法，包括时序分析、电路仿真、功能验证和模拟调试等。
着重介绍相关的EDA工具和技术。
8.高级电路设计：介绍高级电路设计技术，如时钟和电源管理、功耗优化、故障诊断和可重构设计等。
重点讨论软件定义电子系统（SDS）的设计和开发方法。
9.VLSI测试和可靠性：讨论VLSI测试和可靠性的相应方法和技术。
介绍常见的VLSI测试模式、故障模型和测试工具，以及VLSI可靠性设计的原则和方法。
《计算机辅助设计CAD》课件
《计算机辅助设计CAD》课件计算机辅助设计（CAD）课件计算机辅助设计（Computer-Aided Design，简称CAD）是利用计算机和相关软件来辅助进行工程设计和绘图的一种技术手段。
CAD技术的应用已经成为现代工程设计领域中不可或缺的工具。
本次课程将介绍CAD的基本概念、应用领域、工具功能以及学习CAD的重要性。
一、CAD的基本概念CAD是一种基于计算机的设计技术，它将传统的手工绘图和设计工作转移到了计算机上进行。
CAD技术通过计算机软件实现了自动绘图、自动计算、自动捕捉工件的几何特征等功能，大大提高了设计效率和准确性。
二、CAD的应用领域CAD技术广泛应用于各个工程设计领域，包括建筑设计、机械设计、电子电路设计、航空航天设计等。
在建筑设计中，CAD可以用于绘制平面图、立面图和剖面图等，帮助设计师更好地展示建筑的结构和外观。
在机械设计中，CAD可以用于绘制三维模型和装配图，辅助工程师进行零件设计和装配分析。
在电子电路设计中，CAD可以用于绘制电路图和PCB布局图，帮助电子工程师进行电路设计和布线规划。
三、CAD的工具功能CAD软件提供了丰富的工具和功能，以满足不同领域的设计需求。
常见的CAD工具包括绘图工具、编辑工具、建模工具、分析工具等。
绘图工具可以用于创建几何图形和绘制曲线，编辑工具可以用于修改和调整设计参数。
建模工具可以用于创建三维模型，提供了各种建模方法和技术。
分析工具可以用于进行工程分析，例如强度分析、流体分析等。
通过灵活运用这些工具，设计师可以更好地完成各种设计任务。
四、学习CAD的重要性学习CAD对于工程设计人员来说至关重要。
首先，掌握CAD技术可以大幅提高设计效率，减少工程周期。
CAD软件提供了各种自动化功能和快捷指令，使得设计师可以更快地完成设计任务。
其次，CAD技术可以提高设计准确性和质量。
CAD软件具有各种绘图和编辑工具，可以帮助设计师更精确地绘制和修改设计图纸。
此外，学习CAD还有助于培养工程设计人员的创新能力和空间想象力。
电路的计算机辅助设计--利用KCL与KVL求解有无受控源两种情形....。
课 程 设 计 任 务 书专 业 保密 班 级 保密 姓 名 保密设 计 起 止 日 期2014-12-22——2014-12-26设计题目：电路的计算机辅助设计 设计任务（主要技术参数）：1.无受控源情形：利用KCL 与KVL 求左图中I 。
20Ω180V 15Ω2A I 1+-a b 5Ω6Ωu s 4Ωi 1+-+-10V2.有受控源情形：求右图中的 与 。
要求：1.画出电路原理图 2.理论分析 3.电路仿真利用Multisim10进行原理图设计和仿真 4. 编制课程设计说明书指导教师评语：成绩： 签字：年 月 日一、课程设计的目的电路原理课程是电类专业的主要技术基础课。
通过本课程的学习，能够使学生掌握近代电路理论的基础知识、电路分析与计算的基本方法，具备进行试验的初步技能，并为后续课程的学习打下必要的基础。
利用一种电路分析软件，对电路进行分析、计算和仿真，通过查找资料，选择方案，设计电路，撰写报告，完成一个较完整的设计过程，将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起，使学生在掌握电路基本设计方法的同时，加深对课程知识的理解和综合应用，是将理论和实践结合起来的一种途径。
电路原理课程设计是理论教学之后的一个综合性实践教学环节，是对课程理论和课程实验的综合和补充。
学会并利用一种电路分析软件，对电路进行分析、计算和仿真，通过查找资料，选择方案，设计电路，撰写报告，完成一个较完整的设计过程，将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起，使学生在掌握电路基本设计方法的同时，加深对课程知识的理解和综合应用，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力，以及工程意识和创新能力。
二、课程设计选题1.利用KCL与KVL求解图1中I沈阳大学20Ω180V15Ω2AI1+-图1,无受控源情形电路图2.求图2中的 与 。
0.9i 1ab5Ω6Ωu s4Ωii 1+-+-10V 图2,有受控源情形电路图沈 阳 大 学三、电路的理论计算四、方案设计1.电路原理图如图1和图2。
上海电力学院电路计算机辅助设计2--二端口电路的设计
实验一：二端口电路的设计一、电路课程设计目的1、掌握二端口网络的基本概念和形成端口的条件。
2、熟练掌握二端口网络的Y 参数、Z 参数、T 参数方程，理解各组参数的物理意义，并进行参数计算。
3、了解二端口网络的联接方式及计算方法。
4、学会用multisim 分析二端口网络。
二、电路课程设计原理U 2U1.开路阻抗参数［Z ］11122122Z Z Z Z Z ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦1111122U Z I Z I =+&&& 2211222U Z I Z I =+&&& 111112212222U I Z Z Z Z U I ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭&&&& 211101I U Z I ==&&& 为'22:开路时，端口'11:处的输入阻抗（驱动点阻抗）；222101I U Z I ==&&& 为'11:端开路时，端口'22:与'11:之间的转移阻抗。
122202I U Z I ==&&& 为'11:端开路时，端口'11:与'22:之间的转移阻抗；111202I U Z I ==&&& 为'11:端开路时，端口'22:处的输入阻抗（驱动点阻抗）2.短路导纳参数［Y ］11122122Y Y Y Y Y ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦1111122I Y U Y U =+&&& 2211222I Y U Y U =+&&& 111112212222I U Y Y Y Y I U ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭&&&& 211101U IY U ==&&& 为'22:端短路时，端口'11:处的输入导纳（驱动点导纳）；222101U I Y U ==&&& 为'22:端短路时，端口'22:与'11:之间的转移导纳。
第六章集成电路计算机辅助设计
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6.1.1 计算机辅助设计（CAD)和设计自动 化(DA)
集成电路设计包括电路设计和版图设计两方面的 工作。
在集成电路发展初期．集成电路的全部设计工作 都是由人工直接进行的。但是，到20世纪70年代， 随着集成电路发展到大规模(LSI)阶段，由人工完 成全部设计任务已经很困难甚至不可能了，因此 在集成电路设计中引入了计算机术。在开始阶段， 主要利用计算机进行设计验证、图形处理和数据 处理等方面的工作。随着计算机技术的发展，目 前在集成电路设计的各方面均不同程度地采用了 计算机技术。
(d)设计校验：一般情况下，出于多种因素的影响，由人工进行的上述三 个层次设计很难做到完全正确和满足要求。为此，需要采用计算机进 行模拟分析。检验设计出的电路是否具有预定的功能，特性参数是否 满足指标要求。根据模拟对象的不同，设计校验分为逻辑模拟和电路 模拟两种类型。
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6.1.3 集成电路正向CAD过程
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6.1.3 集成电路正向CAD过程
3.测试码生成 生成了版图数据带以后就可以直接交由集成电路生产厂家 加工成集成电路产品。为了检查生产出的产品是否满足预 定要求，并在有问题时能查找出电路内部的故障位置，需 要有能够完成这两类工作的测试码。因此，在完成逻辑和 电路设计时还需要生成测试码。
4.器件模型参数的确定 进行逻辑模拟和电路模拟时，一方面要给计算机提供电路 的拓扑结构，同时还要输入各个数字单元和元器件的参数 值。显然，模拟结果的精确程度取决于程序中采用的元器 件模型精度以及模型中的参数值是否代表了以后生产出的 集成电路中的实际情况。选用器件模型时应同时考虑需要 和可能。
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6.1.2 CAD技术的优点
(d)是VLSI设计中不可缺少的工具：随着集成电路发 展到VLSI阶段，离开CAD技术就无法完成设计任 务。以内部规则性最强的存储器电路为例，16Mb 的RAM电路含有约4500万个晶体管。显然，不用 CAD技术面完全靠人根本无法完成VLSI的设计。
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矩形等。
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§5.6 绘制圆弧
圆弧的控制要比圆困难一些。除了圆心和半径之外，还需要起始角 和终止角才能完全定义。此外，圆弧还有顺时针和逆时针特性。
一、调用命令
输入命令：“ARC”； 通过工具按钮； 使用菜单“绘图”→“圆 弧” 。
输入命令后出现提示：
练习：绘制五角星。(提示：先画圆，然后五等分，将五个等分点间隔相 连即可。)
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§5.2 绘制辅助线
1. AutoCAD提供两种类型的辅助线，即构造线和射线。 2. 辅助线和其他对象具有完全相同的特性，可以像操作其他对象一样
来操作辅助线。
3. 为了便于管理，最好将辅助线绘制在单独的图层上。 一、射线
3. 练习：用Pline命令绘制右图。
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§5.4 绘制正多边形
1. 在AutoCAD中，可绘制具有3到1024条等长边的正多边形。 2. 绘制正多边形的方法有：
⑴ 利用PLOYGON命令； ⑵ 通过菜单“绘图”→“正多边形”； ⑶ 单击工具栏上的“多边形”工具。
3. 正多边形的画法主要有三种，所有这三种绘制方法均要求首先输入
菜单项，或工具栏的“绘图”工具。
3. 命令发出后，会出现如下提示：
缺省为指定构造线上一点，然后再指定另一点；
角度表示画一定角度或和某直线成一定角度的构造线，可指定一点作 为构造线的通过点；
二平分线表示画平分指定角度的构造线；
偏移表示根据输入的偏移距离和偏移方向，创建一条平行于指定基线 的构造线。
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多边形的边数，然后选择按“边”或按“中心”来绘制。如果指定 按边绘制，则要求拾取边的起始点和终点即可。如选择按中心绘制 多边形，则又有两种选择，一种是内接于圆方式，一种是外切于圆 方式。
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目录
• 电路计算机辅助设计简介 • 电路计算机辅助设计基础知识 • 电路计算机辅助设计软件介绍 • 电路计算机辅助设计案例分析 • 电路计算机辅助设计未来展望
01
电路计算机辅助设计 简介
定义与特点
定义
电路计算机辅助设计（Circuit Computer-Aided Design，简称 CCAD）是指利用计算机软件辅助工 程师进行电路设计的过程。
案例二：模拟电路设计
总结词
详细描述
模拟电路设计是电路计算机辅助设计 的又一重要应用，有助于提高设计的 可靠性和效率。
模拟电路设计是电路计算机辅助设计 的另一个关键应用。在模拟电路设计 中，设计师可以使用电路计算机辅助 设计软件进行原理图设计和仿真。这 有助于设计师更好地理解电路的行为 ，预测潜在的问题，并优化设计方案 。通过使用电路计算机辅助设计软件 ，设计师可以减少设计错误，提高设 计的可靠性和效率。
详细描述
数字电路设计是电路计算机辅助设计的重要应用之一。通过使用专业的电路设计软件，设 计师可以快速地创建和修改数字电路，并进行仿真和优化。这大大提高了设计效率和准确 性，缩短了产品上市时间。
案例细节
以一个简单的数字钟表电路设计为例，设计师可以使用电路计算机辅助设计软件进行原理 图设计和PCB布局。通过软件内置的仿真工具，设计师可以验证电路的功能和性能，确保 设计的正确性。
Synopsys
Synopsys是另一家知名的EDA软件供应商，其 产品线包括原理图编辑、电路仿真、版图设计等 。
EDA软件使用技巧与经验分享
掌握基础操作
在使用EDA软件前，需要先 了解其基本操作，如打开文 件、保存文件、撤销/重做等 。
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MAX+plus II：支持原理图、VHDL和Verilog语 言文本文件，以及以波形与EDIF等格式的文件作 为设计输入，并支持这些文件的任意混合设计。
它具有门级仿真器，可以进行功能仿真和时序仿 真，能够产生精确的仿真结果。
在适配之后，MAX+plus II生成供时序仿真用的 EDIF、VHDL和Verilog这三种不同格式的网表文 件。
Altera的MAX+plus II、Lattice的ispEXPERT、Xilinx的 Foundation Series。 ④ 实验开发系统，实验开发系统则是利用EDA技术进行电子 系统设计的下载工具及硬件验证工具。
1 大规模可编程逻辑器件
可编程逻辑器件(简称PLD)是一种由用户编程以实现 某种逻辑功能的新型逻辑器件。
2 硬件描述语言(HDL)
常用的硬件描述语言有VHDL、Verilog、ABEL。
VHDL：作为IEEE的工业标准硬件描述语言，在 电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。
Verilog：支持的EDA工具较多，适用于RTL级 （寄存器转换级）和门电路级的描述，其综合过程 较VHDL稍简单，但其在高级描述方面不如VHDL。
它界面友好，使用便捷，被誉为业界最易学易用 的EDA的软件 ，并支持主流的第三方EDA工具， 支持所有Altera公司的FPGA/CPLD大规模逻辑器 件。
4 实验开发系统 提供芯片下载电路及EDA实验/开发的外围资
源(类似于用于单片机开发的仿真器)，供硬件验 证用。一般包括：
MAX+plus II是Altera公司开发的EDA工具软件。 Altera公司是世界上最大的可编程逻辑器件供应商之一。 MAX+plus II软件是一个集成化的可编程逻辑器件开发 环境，设计者能在这个环境下进行逻辑设计，完成设计 文件的输入编辑、编译、仿真、综合、布局布线和编程 下载等设计工作。软件界面友好、方便易学、功能全面， 是非常流行的大众化EDA平台。
EDA技术涉及面广，内容丰富，主要应掌握如下四个方面的 内容：
① 大规模可编程逻辑器件，大规模可编程逻辑器件是利用
EDA技术进行电子系统设计的载体。 FPGA和CPLD ② 硬件描述语言，硬件描述语言是利用EDA技术进行电子系 统设计的主要表达手段。VHDL、Verilog、ABEL ③ 软件开发工具，软件开发工具是利用EDA技术进行电子系 统设计的智能化的自动化设计工具。
2.5 Verilog HDL设计电路流程 2.6 用Verilog HDL描述逻辑电路的实例
第3章 VHDL 语言编程基础
3.1 概述 3.2 VHDL程序基本结构 3.3 VHDL语言要素 3.4 VHDL顺序语句 3.5 VHDL并行语句 3.6 子程序(SUBPROGRAM) 3.7 库、程序包及其他 3.8 VHDL描述风格 3.9 基本逻辑电路设计 3.10 状态机的VHDL设计
电路计算机辅助设计
吉林大学通信工程学院 高燕梅
教学内容与要求 第1章 EDA技术简介
第2章 Verilog HDL语言编程 （10学时）
第3章 VHDL语言编程（4学时）
第4章 MATLAB程序入门 （12学时）
第5章 MATLAB在电路中的应用（4学时）
每章有实验室上机实验
/eeec 实验教学
有专家认为，在新世纪中，VHDL与Verilog语言将 承担几乎全部的数字系统设计任务。
3 软件开发工具
目前比较流行的、主流厂家的EDA的软件工具有：
Altera的MAX+plus II、升级版Quartus II；
Lattice的ispEXPERT；
Xilinx的Foundation Series。
FPGA是现场可编程门阵列的简称，
CPLD是复杂可编程逻辑器件的简称。
高集成度、高速度和高可靠性是FPGA/CPLD最明显 的特点，其时钟延时可小至ns级，结合其并行工作方 式，在超高速应用领域和实时测控方面有着非常广阔 的应用前景。
FPGA/CPLD的高可靠性还表现在几乎可将整个系统 下载于同一芯片中，实现所谓片上系统，从而大大缩 小了体积，易于管理和屏蔽。
EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可靠性，减 轻了设计者的劳动强度。
在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的 应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了 极大的灵活性。
CPLD、FPGA器件可以通过软件编程而对硬件结构和工作方式 进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快 捷。促进了EDA技术的迅速发展。
成绩评定标准
五级分制 作业加上机考核： 1、作业必做，上机交作业时随机考两个问题。 2、点名没有缺勤，加分。
第1章 EDA技术简介 1.1 EDA技术的主要内容 1.2 EDA软件系统的构成 1.3 EDA的工程设计流程 1.4 数字系统的设计方法
Байду номын сангаас
第2章 Verilog HDL语言编程 2.1 Verilog HDL设计模块的基本结构 2.2 Verilog HDL词法构成 2.3 Verilog HDL的语句 2.4 Verilog HDL模型
第4章 MATLAB程序入门 4.1基本语法 4.1.1 变量及其赋值 4.4.2 矩阵的初等运算 4.1.3 元素群运算 4.1.4 逻辑判断及流程控制 4.2 基本绘图方法 4.2.1 M文件及程序调试 4.2.2 MATLAB的开发环境和工具 第5章 MATLAB在电路中的应用 5.1 电阻电路和动态电路 5.2 正弦稳态电路和频率响应 5.3 二端口电路 5.4 滤波器
第1章 EDA技术简介
1.1 EDA技术的主要内容
EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的 缩写。
EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用 硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻 辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至 对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。