电子设计自动化EDA(1)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电子设计自动化EDA(1)
1. 设计输入模块：接受用户的设计描述，并进行语义正确性、 语法规则的检查，检查通过后，将用户的设计描述转换为 EDA软件系统的内部数据格式，存入设计数据库备其它模块 调用。该模块一般包含针对不同描述方式的编辑器，如图形 编辑器、文本编辑器等，同时包含对应的分析器。 2. 设计数据库模块：存放系统提供的库单元以及用户的设计 描述和中间设计结果。
等，在电子设计领域IP核指的是完成某种功能的虚拟电 路模块，一般将IP核分为软核和硬核。
– 软核指的是以硬件描述语言进行描述的设计模块，允许用户调 用、或者重新定义关键性能参数的IP核。
– 硬核指的是以版图形式描述的设计模块，由于硬核基于一定的 设计工艺，设计者不能再对其进行改动。
• 标准：
电子设计自动化EDA(1)
1.3 EDA系统构成
• EDA技术研究的对象是电子设计的全过程，有系统级、 电路级和物理级各个层次的设计；涉及的电子系统从 低频、高频到微波，从线性到非线性，从模拟到数字， 从通用集成电路到专用集成电路构造的电子系统，因 此EDA技术研究的范畴相当广泛。如果从PLD开发与 应用角度看，EDA系统应当包含以下子模块： – 设计输入子模块 – 设计数据库子模块 – 分析验证子模块 – 综合仿真子模块 – 布局布线子模块等
电子设计自动化EDA(1)
3. 分析验证模块：包括各个层次的模拟验证、设计规则的检 查、故障诊断等。 4. 综合仿真模块：包括各个层次的综合工具，理想的情况是： 从高层次到低层次的综合仿真全部由EDA工具自动完成。 5. 布局布线模块：实现由逻辑设计到物理实现的映射，因此 该模块与物理实现的方式密切相关。例如，最终的物理实现 可以是门阵列、可编程逻辑器件等，由于对应的器件不同， 因此各自的布局布线工具会有很大的差异。
– 设计前期的系统级仿真：主要验证系统的功能； – 设计过程中的电路级仿真：主要验证系统的性能，决
定怎样实现设计所需的精度。 在整个电子设计过程中仿真是花费时间最多的工作， 也是占用EDA工具资源最多的一个环节。提高仿真的 有效性一方面是建立合理的仿真算法，另一方面是系 统级仿真中系统级模型的建模，电路级仿真中电路级 模型的建模。预计在下一代EDA工具中，仿真工具将 有一个较大的发展。
电子设计自动化EDA(1)
1.2 EDA技术发展
• EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的 发展，经历了三个发展阶段：
– 计算机辅助设计CAD（CAD：Computer Assist Design） – 计算机辅助工程设计CAE（CAE: Computer Assist Engineering Design） – 电子系统设计自动化ESDA（ESDA: Electronic System Design
2. 具有混合信号处理能力 数字电路设计的EDA工具90年代以来数/模混合信号 设计工具的开发。 – 对数字信号的语言描述IEEE已经制定了VHDL标准 – 对模拟信号的语言描述正在制定AHDL标准 – 提出了对微波信号的MHDL描述语言。
电子设计自动化EDA(1)
3. 更为有效的仿真工具 • 仿真的两个阶段
电子设计自动化EDA(1)
4. 更为理想的综合工具
• 设计综合工具的目的：将设计者的精力从繁琐的版图设计和分析中 转移到设计前期的算法开发和功能验证上。
• 设计综合工具由最初的只能实现逻辑综合，逐步发展到可以实现设 计前端的综合直至设计后端的版图综合以及测试综合的理想且系统 的综合工具。
– 设计前端的综合工具也称高层次综合工具，可以实现从算法级的行为 描述到寄存器传输级结构描述的转换，给出满足约束条件的硬件结构。 逻辑综合的结果将作为版图综合的输入数据，进行版图综合。
Automation）
90年代后期，设计师逐步从使用硬件转向设计硬件，从电路级电 子产品开发转向系统级芯片开发（即片上系统集成SOC：System on chip），后来发展的电子系统设计自动化ESDA（Electronic System Design Automation）工具则以系统级设计为核心，包括系 统行为级描述与结构级综合，系统仿真与测试验证，系统划分与 指标分配，系统决策与文件生成等一整套设计工具。
电子设计自动化EDA(1)
• 全球提供EDA软件工具的厂商有近百家之多， 可以分为两大类
– 一类是EDA专业软件公司开发的EDA软件工具； – 另一类是半导体器件厂商，为了销售公司的产品开
发的EDA软件工具。
电子设计自动化EDA(1)
1.4 EDA发展趋势
1. 输入工具的发展 早期的原理图输入方式80年代末，各种硬件描述语 言描述为主的设计方式90年代EDA公司相继推出一 批图形化免编程的设计输入工具,更加直观且人性化。
– 版图综合则是将门级和电路级的结构描述转换成物理版图的描述，版 图综合实现最佳的版图设计。
– 测试综合贯穿在设计过程的始终。测试综合时可以消除设计中的冗余 逻辑、诊断不可测的逻辑结构、自动插入可测性结构、生成测试向量， 缩短设计周期，减少测试费用。
电子设计自动化EDA(1)
5. IP复用 • IP（Intellectual Property）的含义是指知识产权、著作权
电子设计自动化EDA(1)
2020/11/28
电子设计自动化EDA(1)
1.1 引言
• 电子设计自动化：简称EDA（Electronic Design Automation）
• 从理论角度：EDA技术是以计算机和微电子技术为先导， 汇集了数据库、计算机图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、 优化理论以及微电子工艺与结构学等多种学科最新成果的先 进技术。
• 从技术应用角度：EDA技术是以大规Leabharlann Baidu集成电路为设计载 体，以硬件描述语言为描述系统的主要表达方式，以计算机 为设计环境，利用软件开发工具自动完成设计系统的编译、 化简、综合、仿真、布局布线、优化，直至完成对特定芯片 的适配、映射、编程下载，最终将设计系统集成到特定的芯 片中，完成专用集成电路芯片的设计。
1. 设计输入模块：接受用户的设计描述，并进行语义正确性、 语法规则的检查，检查通过后，将用户的设计描述转换为 EDA软件系统的内部数据格式，存入设计数据库备其它模块 调用。该模块一般包含针对不同描述方式的编辑器，如图形 编辑器、文本编辑器等，同时包含对应的分析器。 2. 设计数据库模块：存放系统提供的库单元以及用户的设计 描述和中间设计结果。
等，在电子设计领域IP核指的是完成某种功能的虚拟电 路模块，一般将IP核分为软核和硬核。
– 软核指的是以硬件描述语言进行描述的设计模块，允许用户调 用、或者重新定义关键性能参数的IP核。
– 硬核指的是以版图形式描述的设计模块，由于硬核基于一定的 设计工艺，设计者不能再对其进行改动。
• 标准：
电子设计自动化EDA(1)
1.3 EDA系统构成
• EDA技术研究的对象是电子设计的全过程，有系统级、 电路级和物理级各个层次的设计；涉及的电子系统从 低频、高频到微波，从线性到非线性，从模拟到数字， 从通用集成电路到专用集成电路构造的电子系统，因 此EDA技术研究的范畴相当广泛。如果从PLD开发与 应用角度看，EDA系统应当包含以下子模块： – 设计输入子模块 – 设计数据库子模块 – 分析验证子模块 – 综合仿真子模块 – 布局布线子模块等
电子设计自动化EDA(1)
3. 分析验证模块：包括各个层次的模拟验证、设计规则的检 查、故障诊断等。 4. 综合仿真模块：包括各个层次的综合工具，理想的情况是： 从高层次到低层次的综合仿真全部由EDA工具自动完成。 5. 布局布线模块：实现由逻辑设计到物理实现的映射，因此 该模块与物理实现的方式密切相关。例如，最终的物理实现 可以是门阵列、可编程逻辑器件等，由于对应的器件不同， 因此各自的布局布线工具会有很大的差异。
– 设计前期的系统级仿真：主要验证系统的功能； – 设计过程中的电路级仿真：主要验证系统的性能，决
定怎样实现设计所需的精度。 在整个电子设计过程中仿真是花费时间最多的工作， 也是占用EDA工具资源最多的一个环节。提高仿真的 有效性一方面是建立合理的仿真算法，另一方面是系 统级仿真中系统级模型的建模，电路级仿真中电路级 模型的建模。预计在下一代EDA工具中，仿真工具将 有一个较大的发展。
电子设计自动化EDA(1)
1.2 EDA技术发展
• EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的 发展，经历了三个发展阶段：
– 计算机辅助设计CAD（CAD：Computer Assist Design） – 计算机辅助工程设计CAE（CAE: Computer Assist Engineering Design） – 电子系统设计自动化ESDA（ESDA: Electronic System Design
2. 具有混合信号处理能力 数字电路设计的EDA工具90年代以来数/模混合信号 设计工具的开发。 – 对数字信号的语言描述IEEE已经制定了VHDL标准 – 对模拟信号的语言描述正在制定AHDL标准 – 提出了对微波信号的MHDL描述语言。
电子设计自动化EDA(1)
3. 更为有效的仿真工具 • 仿真的两个阶段
电子设计自动化EDA(1)
4. 更为理想的综合工具
• 设计综合工具的目的：将设计者的精力从繁琐的版图设计和分析中 转移到设计前期的算法开发和功能验证上。
• 设计综合工具由最初的只能实现逻辑综合，逐步发展到可以实现设 计前端的综合直至设计后端的版图综合以及测试综合的理想且系统 的综合工具。
– 设计前端的综合工具也称高层次综合工具，可以实现从算法级的行为 描述到寄存器传输级结构描述的转换，给出满足约束条件的硬件结构。 逻辑综合的结果将作为版图综合的输入数据，进行版图综合。
Automation）
90年代后期，设计师逐步从使用硬件转向设计硬件，从电路级电 子产品开发转向系统级芯片开发（即片上系统集成SOC：System on chip），后来发展的电子系统设计自动化ESDA（Electronic System Design Automation）工具则以系统级设计为核心，包括系 统行为级描述与结构级综合，系统仿真与测试验证，系统划分与 指标分配，系统决策与文件生成等一整套设计工具。
电子设计自动化EDA(1)
• 全球提供EDA软件工具的厂商有近百家之多， 可以分为两大类
– 一类是EDA专业软件公司开发的EDA软件工具； – 另一类是半导体器件厂商，为了销售公司的产品开
发的EDA软件工具。
电子设计自动化EDA(1)
1.4 EDA发展趋势
1. 输入工具的发展 早期的原理图输入方式80年代末，各种硬件描述语 言描述为主的设计方式90年代EDA公司相继推出一 批图形化免编程的设计输入工具,更加直观且人性化。
– 版图综合则是将门级和电路级的结构描述转换成物理版图的描述，版 图综合实现最佳的版图设计。
– 测试综合贯穿在设计过程的始终。测试综合时可以消除设计中的冗余 逻辑、诊断不可测的逻辑结构、自动插入可测性结构、生成测试向量， 缩短设计周期，减少测试费用。
电子设计自动化EDA(1)
5. IP复用 • IP（Intellectual Property）的含义是指知识产权、著作权
电子设计自动化EDA(1)
2020/11/28
电子设计自动化EDA(1)
1.1 引言
• 电子设计自动化：简称EDA（Electronic Design Automation）
• 从理论角度：EDA技术是以计算机和微电子技术为先导， 汇集了数据库、计算机图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、 优化理论以及微电子工艺与结构学等多种学科最新成果的先 进技术。
• 从技术应用角度：EDA技术是以大规Leabharlann Baidu集成电路为设计载 体，以硬件描述语言为描述系统的主要表达方式，以计算机 为设计环境，利用软件开发工具自动完成设计系统的编译、 化简、综合、仿真、布局布线、优化，直至完成对特定芯片 的适配、映射、编程下载，最终将设计系统集成到特定的芯 片中，完成专用集成电路芯片的设计。