EDA书上和PPT整理的.doc

1、EDA的定义：EDA全称为Electronic Design Automation，是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及试验开发系统为设计工具，通过有关开发软件，自动完成从软件方式设计电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。 2、EDA进行电子设计特点： 软件方式的硬件设计 软件到硬件的转换由开发软件自动完成 设计过程中可用软件仿真 在线可编程isp 单芯片集成系统，高集成可靠性、低功耗 3、EDA三个发展阶段（并介绍时代特点）： 计算机辅助设计Computer Aided Design 计算机辅助工程设计Computer Aided Engineering Design 电子设计自动化Electronic Design Automation 1）计算机辅助设计阶段(20世纪70年代)： 选用中小规模集成电路 把设计繁杂劳动如布线布图用2D图形编辑与分析的CAD工具替代 系统调试在组装好的PCB上进行 2）计算机辅助工程设计阶段(20世纪80年代)： EDA工具以逻辑模拟、定时分析、故障仿真、自动布局和布线为核心 重点解决设计完成之前的功能检测等问题 具有自动综合能力的EDA工具 大部分原理图出发的工具不适应复杂系统设计 3）电子设计自动化阶段(20世纪90年代)： 设计芯片，使用硬件转向设计硬件，片上系统集成，单片系统SOC 工具的抽象设计能力，框图、状态图与流程图编辑，具有硬件描述语言(VHDL, ABEL, AHDL)，标准元件库 超越电子设计范畴进入其他领域，基于EDA的单片系统SOC，软硬核功能库，基于VHDL自顶向下的设计理念 EDA的软件系统构成（书P6） 完整的EDA软件系统应包括：设计输入、设计数据库、分析验证、综合仿真、布局布线等模块 设计输入：接受设计输入，语义分析及检查 设计数据库：存放系统库单元、用户设计描述及中间设计结果 分析验证：各层次模拟验证、设计规则检查、故障检查等 综合仿真：各层次综合工具，理想状况为高层次到低层次综合仿真全部由EDA工具自动实现。 布局布线：逻辑设计到物理实现的映射，器件不同布线工具不同 EDA工程设计流程图分析介绍（书P9）： 源程序编辑编译：文本/图形编辑器输入设计、排错编译，生成VHDL文件格式，准备逻辑综合。三种编辑方式：原理图、状态图与文本方式 逻辑综合与优化：根据设计输入，针对指定硬件编译优化转换综合，获得门级电路甚至更底层的电路描述文件 器件布线/适配：针对具体器件进行逻辑映射，包括底层器件配置、逻辑分割与优化、布线，利用适配仿真文件可做精确时序仿真。 编程/下载：上述过程无问题，可将产生的配置下载文件经编程器或下载电缆载入目标FPGA或CPLD中 硬件仿真/硬件测试：这里的硬件仿真是针对ASIC而言。ASIC设计中，常用FPGA对系统设计进行功能检测，通过后将VHDL设计以ASIC实现，硬件测试则是FPGA或CPLD直接应用于系统进行检测 6、数字系统设计模型（书P15） （1）根据图示模型，一个数字系统可由数据处理子系统与控制子系统构成。 其中数据处理子系统完成数据的采集、存储、运算与传输 控制子系统接受外部控制信号与数据处理送出的条件信号，在时钟信号控制下进行状态转换，产生与状态和条件信号对应的输出控制信号，控制数据处理子系统的具体操作。 （2）数字系统的设计方法：模块设计法、自顶向下设计法、自底向上设计法 自顶向下的设计方法：按逐步细化、渐次求精的方法，将数字系统按功能或群组等方法层层分解为关系合理、便于逻辑设计实现的子系统与模块 特点：模块化、并行化 原则：逐层分解功能、分层次设计，考虑设计层次的方针验证 （3）数字系统的设计准则： 分割准则：底层逻辑适于表述；相似功能组成功能模块；接口信号尽量少；同层次模块IO与资源平衡；通用性，可移植性 可观测：关键点，代表性节点及线路，工作状态 同步与异步：尽可能采用同步电路 最优设计：资源利用率、工作速度、布线 设计艺术：流畅、IO及资源分配、设计及性能瓶颈、可观测性、柔性、器件特点 （4）数字系统的设计步骤： 任务分析：流程、时序、自然语言汇混合方式提出要求 算法确定：系统逻辑实现方法，选优 系统建模：框图设计，模块功能清楚、规模合适 逻辑描述：流程、框图、描述语言描述功能 电路设计与仿真：选择器件及连接关系实现系统逻辑，系统仿真，电路图与硬件描述语言方式 物理实现：实际器件实现系统，仪表测量，PCB测试 7、(1) ASIC与半定制ASIC Applicatio