电子设计自动化技术
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4.开放性与标准化的框架结构 ：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 理平台，为EDA工具提供操作环境。
5.库（Library）的引入：模拟库、综合库、版图库。
7
1.1.3 EDA技术的常用设计工具
EDA工具在EDA技术应用中占据了极其重要的位置，按照功能划分，EDA 工具大致可分为设计输入工具、检查/分析工具、优化/综合工具、仿真工具、 PCB设计工具、适配器（布局布线器）以及下载器（编程器）等多个模块。
仿真 适配
下载
3
典型的EDA工具应包括：编译器、仿真器、综 合器、适配器和下载器。
综合器的功能就是将设计者在EDA平台上完成
的某系统的设计文件转换成该系统的门级电路描述 （硬件电路）。综合器是软件描述和硬件实现的一 座桥梁。
适配器的功能是将综合器产生的网表文件安排
在指定的器件中，产生最终的下载文件。 一般在可编程逻辑器件的应用中，综合器由软件厂商（第三 方）提供，而适配器则需要由器件供应商自己提供。
1
Synopsys 逻辑综合 逻辑验证
2
Cadence 前端仿真 版图工具
3
Mentor-Graphics
自动测试 提取验证
8
1.2 硬件描述语言
HDL（Hardware Description Language）是硬件描述语言的缩写， 是用于设计硬件电子系统的计算机语言，它描述系统的逻辑功能、电路结 构和连接方式，是EDA技术应用中最主要的设计输入方法之一。 语言描述方法（布尔方程） 原理图输入法 新的语言描述方法。 当前常用的HDL主要有：ABEL-HDL、VHDL和VERILOG-HDL。 ABEL-HDL主要用于数字系统寄存器传输级的描述，其特点是格式简洁、 易学、易用，编译要求宽松，适合初学者使用。早期主要应用于PLD器件。 Verilog-HDL主要用于数字系统寄存器传输级的描述，其学习相对来说 也比较容易。Verilog-HDL主要是在集成电路设计中应用。 VHDL主要也是用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口，但其行 为描述能力更强，是数字系统设计领域最佳的硬件描述语言之一。VHDL 9 学习难度相对要大一些。
第1章 EDA技术概述
1
1.1 EDA技术及其发展过程
二十世纪九十年代以来，电子设计自动化(EDA)技术得到了突飞猛进的 发展，掌握电子设计自动化技术是新一代电子设计工程师及从事电子技 术开发和研究人员的必备技能,也是电子技术类专业学生学习的重要内容。 本课程的主要目的就是介绍这门新技术的基本知识与应用，以改善同学 们的知识结构，提高电子系统设计技术水平。
6
1.1.2 EDA技术的基本特征
1. “自顶向下”设计方法：根据系统功能将整个系统划分为 若干功能模块，而后对功能模块进行逻辑设计。 2.用硬件描述语言来描述数字电路与系统 ：在系统级、算 法级、RTL（又称数据流级）和门级各个层次上进行描述。
3.综合及优化 ：把较高层次的描述转换到较低层次描述的 过程，从行为级到RTL级，从RTL级到门级。并且可根据综 合结果对设计进行优化。
1.3 可编程逻辑器件及其发展趋势
可编程逻辑器件简称PLD(Programable Logic Device)，它是EDA技 术发展的一个重要支持点，PLD的发展推动了EDA工具的发展，也改变了 电子系统的设计方法。PLD的发展过程经历了如下几个阶段： 1. 2. 3. 4. 件 5. 20世纪90年代初期: 具有在系统可编程能力的CPLD器件问世 6. 20世纪90年代以后: PLD进入高速发展时期 集成度：由几十门—几百门发展到现在已有百万门以上的PLD问世； 速度：由早期的10纳秒以上到今天的小于3纳秒； 功能：如内部带有RAM、乘法器、DSP和CPU等。
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Biblioteka Baidu
1.1.1 EDA技术的发展过程
EDA技术的发展与应用主要依赖三个方
面：
一是实现设计系统所用的器件；
二是设计所使用的工具软件；
三是硬件描述语言。
5
EDA技术的发展大致可分为三个阶段：
第一代：大约在20世纪70年代，MOS工艺得到广泛应用，出现可编程技 术和器件，EDA工具的供应商只有几家，产品主要面向PCB布线设计，如 Tango软件等。该时期一般称为CAD（计算机辅助设计）。 第二代：大约在20世纪80年代，CMOS工艺广泛应用，复杂PLD开始应 用，当时，Mentor公司、Daisy System公司及Logic System公司进入 EDA市场，提供带有电路图编辑工具和逻辑模拟工具的EDA软件，主要用 于电路设计没有完成之前的功能检验问题，一般是以数字电路的分析和测 试工具为代表。在各种硬件描述语言的应用和标准化方面取得了重大进步。 一般称为CAE（计算机辅助工程）。 第三代：20世纪90年代以后，工艺水平已经达到深亚微米级，硬件描述 语言的标准化得到进一步确立，这时的EDA工具门类齐全，能够提供系统 设计需要的全部工具，兼容各种硬件实现方案，支持标准硬件描述语言， 能完成逻辑综合、设计优化、行为仿真、参数分析和测试工具等。复杂电 子系统设计进入了NOC、SOC和SOPC时代。
2
设计文件
EDA软件
综合
process（clk） begin if (clk’event and clk=‘1’) then if (reset) then begin out <= 0; cont <= 0; end elsif (load) then cont <= in; elsif (enable) then begin case cont is when ”000”=>cont <= “001”; when ”001”=>cont <= “010”; when ”010”=>cont <= “011”; when ”011”=>cont <= “100”; when ”100”=>cont <= “000”; when others => cont <= “000”; end case end end end
EDA 技术：
EDA—Electronic Design Automation 是电子设计自动 化的英文缩写。它以功能强大的计算机为工具，在EDA工具 软件平台上，根据设计文件（硬件描述语言 Hardware Description Language为系统的主要逻辑描述手段），自 动完成编译、仿真、综合、优化、适配（或布局布线）以及 下载，实现既定的电子线路系统功能。 设计者的任务：完成系统硬件功能的描述。
5.库（Library）的引入：模拟库、综合库、版图库。
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1.1.3 EDA技术的常用设计工具
EDA工具在EDA技术应用中占据了极其重要的位置，按照功能划分，EDA 工具大致可分为设计输入工具、检查/分析工具、优化/综合工具、仿真工具、 PCB设计工具、适配器（布局布线器）以及下载器（编程器）等多个模块。
仿真 适配
下载
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典型的EDA工具应包括：编译器、仿真器、综 合器、适配器和下载器。
综合器的功能就是将设计者在EDA平台上完成
的某系统的设计文件转换成该系统的门级电路描述 （硬件电路）。综合器是软件描述和硬件实现的一 座桥梁。
适配器的功能是将综合器产生的网表文件安排
在指定的器件中，产生最终的下载文件。 一般在可编程逻辑器件的应用中，综合器由软件厂商（第三 方）提供，而适配器则需要由器件供应商自己提供。
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Synopsys 逻辑综合 逻辑验证
2
Cadence 前端仿真 版图工具
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Mentor-Graphics
自动测试 提取验证
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1.2 硬件描述语言
HDL（Hardware Description Language）是硬件描述语言的缩写， 是用于设计硬件电子系统的计算机语言，它描述系统的逻辑功能、电路结 构和连接方式，是EDA技术应用中最主要的设计输入方法之一。 语言描述方法（布尔方程） 原理图输入法 新的语言描述方法。 当前常用的HDL主要有：ABEL-HDL、VHDL和VERILOG-HDL。 ABEL-HDL主要用于数字系统寄存器传输级的描述，其特点是格式简洁、 易学、易用，编译要求宽松，适合初学者使用。早期主要应用于PLD器件。 Verilog-HDL主要用于数字系统寄存器传输级的描述，其学习相对来说 也比较容易。Verilog-HDL主要是在集成电路设计中应用。 VHDL主要也是用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口，但其行 为描述能力更强，是数字系统设计领域最佳的硬件描述语言之一。VHDL 9 学习难度相对要大一些。
第1章 EDA技术概述
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1.1 EDA技术及其发展过程
二十世纪九十年代以来，电子设计自动化(EDA)技术得到了突飞猛进的 发展，掌握电子设计自动化技术是新一代电子设计工程师及从事电子技 术开发和研究人员的必备技能,也是电子技术类专业学生学习的重要内容。 本课程的主要目的就是介绍这门新技术的基本知识与应用，以改善同学 们的知识结构，提高电子系统设计技术水平。
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1.1.2 EDA技术的基本特征
1. “自顶向下”设计方法：根据系统功能将整个系统划分为 若干功能模块，而后对功能模块进行逻辑设计。 2.用硬件描述语言来描述数字电路与系统 ：在系统级、算 法级、RTL（又称数据流级）和门级各个层次上进行描述。
3.综合及优化 ：把较高层次的描述转换到较低层次描述的 过程，从行为级到RTL级，从RTL级到门级。并且可根据综 合结果对设计进行优化。
1.3 可编程逻辑器件及其发展趋势
可编程逻辑器件简称PLD(Programable Logic Device)，它是EDA技 术发展的一个重要支持点，PLD的发展推动了EDA工具的发展，也改变了 电子系统的设计方法。PLD的发展过程经历了如下几个阶段： 1. 2. 3. 4. 件 5. 20世纪90年代初期: 具有在系统可编程能力的CPLD器件问世 6. 20世纪90年代以后: PLD进入高速发展时期 集成度：由几十门—几百门发展到现在已有百万门以上的PLD问世； 速度：由早期的10纳秒以上到今天的小于3纳秒； 功能：如内部带有RAM、乘法器、DSP和CPU等。
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1.1.1 EDA技术的发展过程
EDA技术的发展与应用主要依赖三个方
面：
一是实现设计系统所用的器件；
二是设计所使用的工具软件；
三是硬件描述语言。
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EDA技术的发展大致可分为三个阶段：
第一代：大约在20世纪70年代，MOS工艺得到广泛应用，出现可编程技 术和器件，EDA工具的供应商只有几家，产品主要面向PCB布线设计，如 Tango软件等。该时期一般称为CAD（计算机辅助设计）。 第二代：大约在20世纪80年代，CMOS工艺广泛应用，复杂PLD开始应 用，当时，Mentor公司、Daisy System公司及Logic System公司进入 EDA市场，提供带有电路图编辑工具和逻辑模拟工具的EDA软件，主要用 于电路设计没有完成之前的功能检验问题，一般是以数字电路的分析和测 试工具为代表。在各种硬件描述语言的应用和标准化方面取得了重大进步。 一般称为CAE（计算机辅助工程）。 第三代：20世纪90年代以后，工艺水平已经达到深亚微米级，硬件描述 语言的标准化得到进一步确立，这时的EDA工具门类齐全，能够提供系统 设计需要的全部工具，兼容各种硬件实现方案，支持标准硬件描述语言， 能完成逻辑综合、设计优化、行为仿真、参数分析和测试工具等。复杂电 子系统设计进入了NOC、SOC和SOPC时代。
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设计文件
EDA软件
综合
process（clk） begin if (clk’event and clk=‘1’) then if (reset) then begin out <= 0; cont <= 0; end elsif (load) then cont <= in; elsif (enable) then begin case cont is when ”000”=>cont <= “001”; when ”001”=>cont <= “010”; when ”010”=>cont <= “011”; when ”011”=>cont <= “100”; when ”100”=>cont <= “000”; when others => cont <= “000”; end case end end end
EDA 技术：
EDA—Electronic Design Automation 是电子设计自动 化的英文缩写。它以功能强大的计算机为工具，在EDA工具 软件平台上，根据设计文件（硬件描述语言 Hardware Description Language为系统的主要逻辑描述手段），自 动完成编译、仿真、综合、优化、适配（或布局布线）以及 下载，实现既定的电子线路系统功能。 设计者的任务：完成系统硬件功能的描述。