EDA第1章说课.ppt

EDA技术与Verilog HDL设计;第1章 EDA技术概述;EDA技术概述;;EDA技术简介;EDA技术发展阶段;EDA技术的必威体育精装版发展; 在现代电子设计领域，EDA技术已经成为电子系统设计的重要手段。无论是设计数字系统还是集成电路芯片，其设计作业的复杂程度都在不断增加，仅仅依靠手工进行设计已经不能满足要求，所有的设计工作都需要在计算机上借助于EDA软件工具进行。利用EDA设计工具，设计者可以预知设计结果，减少设计的盲目性，极大地提高设计的效率。; 现代EDA技术的基本特征是采用高级语言描述，具有系统级 仿真和综合能力，具有开放式的设计环境，具有丰富的元件模型 库等。基本特征主要有： 硬件描述语言设计输入； “自顶向下”设计方法； 逻辑综合与优化； 开放性和标准化； 库（Library）。; 传统的数字系统设计一般采用搭“积木块”的手工设计方式,相之下，采用EDA技术进行电子系统的设计有着很大的优势： 采用硬件描述语言，便于复杂系统的设计； 强大的系统建模和电路仿真功能； 具有自主的知识产权; 开发技术的标准化和规范化; 全方位地利用计算机的自动设计、仿真和测试技术; 对设计者的硬件知识和硬件经验要求低。; EDA技术的范畴应包括电子工程师进行产品开发的全过程。EDA技术可粗略分为系统级、电路级和物理实现级三个层次的辅助设计过程。EDA技术的范畴如图所示。 ; 一般地说，利用EDA技术进行电子系统设计，归纳起来主要有以下4个应用领域： 印刷电路板（PCB）设计； 集成电路（IC或ASIC）设计； 可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）设计； 混合电路设计。 ; 利用EDA技术进行电路设计的大部分工作是在EDA软件平台上进行的。一个典型的EDA设计流程主要包括设计准备、设计输入、设计处理、器件编程和设计验证等5个基本步骤，如图所示。; 首先是系统描述，在这个阶段中要对用户的需求，市场前景以及互补产品进行充分的调研与分析；对设计模式和制造工艺的选择进行认证；最终目标是用工程化语言将待设计IC的技术指标、功能、外形尺寸、芯片面积、工作速度与功耗等描述出来。 其次是功能设计，这一阶段的工作是根据用户提出的系统指标要求，将该系统划分成若干个子系统，在行为级上将IC的功能及其各组成子系统的功能关系正确而完整的描述出来。 最后是进行物理设计，包括版图设计与版图验证两方面。;1.3.3 数字集成电路的设计;模拟集成电路的设计流程 ; EDA技术的一个重要应用是ASIC（Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路）。ASIC是面向专门用途的电路，以此区别于标准逻辑（Standard Logic）、通用存储器、通用微处理器等电路。目前在集成电路界，ASIC被认为是用户专用集成电路（Customer Specific IC）,即它是专门为一个用户设计和制造的。换言之，它是根据某一用户的特定要求，能以低研制成本、短交货周期供货的全定制、半定制集成电路。;ASIC的特点;ASIC的分类; ASIC的设计按照版图结构及制造方法分，有全定制和半定制两种实现方法。全定制法是一种手工设计版图的设计方法，设计者需要使用全定制版图设计工具来完成。半定制法是一种约束性设计方法，可再分为门阵列、标准单元和可编程逻辑器件法。;全定制法;门阵列法;标准单元法 ; 微电子技术的迅速发展，集成电路设计和工艺技术水平有了 很大的提高，单片集成度已经超过上亿个晶体管，从而使得将原 先由许多IC芯片组成的电子系统集成在一个硅片上成为可能，构 成所谓的片上系统（System On a Chip，SOC），或系统芯片。 SOC将系统的主要功能综合到一块芯片中，本质上是在做一种复杂的IC设计。与普通的集成电路相比，SOC不再是一种功能单一的单元电路，而是将信号采集、信号处理、输入和输出等完整的系统功能集成在一起，成为一个专用功能的电子系统芯片。 ; IP核：IP的原来含义是知识产权、著作权等。在IC设计领域可将其理解为实现某种功能的设计。 SOC单片系统：SOC是指将一个完整的系统集成在一个芯片上，就是用一个芯片实现一个功能完整的系统 基于IP模块的SOC设计：嵌入式设计方法中大量采用知识产权IP模块的复用，就是基于IP模块的SOC设计方法。 SOC的实现：微电子制造工艺的进步为SOC的实现提供了硬件基础，微电子技术的近期发展成果又为SOC的实现提供了多种途径，而EDA软件技术的提高则为SOC的实现创造了必要的开发平台。; 硬件描述语言（HDL）就是可以描述硬件电路的功能、信号连接关系及定时（时序）关系的语言，也是一种用形式化方法来描