EDA技术及其发展.ppt

1.2 EDA技术发展 ●EDA（Electronic Design Automation） ●EDA：是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技而研制成的电子CAD(Computer Aided Design)通用软件包。 ●功能：辅助IC(integrated circuit)设计,电子电路设计,PCB(Printed Circuit Board)设计 EDA技术的发展 七十年代为CAD（Computer Aided Design计算机辅助设计）阶段 用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工画图。 八十年代为CAE（Computer Aided Engineering计算机辅助工程）阶段 支持电路功能设计和结构设计，通过电路网表将两者结合在一起，实现了工程设计。CAE的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。 九十年代为ESDA（Electronic System Design Automation电子系统设计自动化）阶段 ESDA技术的基本特征 （1） 支持“自顶向下”的设计方法 （2）支持ASIC (Application Specific Integrated Circuit)设计 （3）采用硬件描述语言 （4）基于系统框架结构 SOC: (System on a chip) EDA与传统电子设计方法的比较 手工设计方法的缺点是： 1)复杂电路的设计、调试十分困难。 2)如果某一过程存在错误，查找和修改十分不便。 3)设计过程中产生大量文档，不易管理。 4)对于集成电路设计而言，设计实现过程与具体生产工艺直接相关，因此可移植性差。 5)只有在设计出样机或生产出芯片后才能进行实测。 传统自下而上的硬件电路设计方法主要特征如下： 采用通用的逻辑元器件。 设计者根据需要， 选择市场上能买得到的元器件， 如54/74系列， 来构成所需要的逻辑电路。 随着微处理器的出现， 系统的部分硬件电路功能可以用软件来实现， 在很大程度上简化了系统硬件电路的设计。 但是， 选择通用的元器件来构成系统硬件电路的方法并未改变。 在系统硬件设计的后期进行仿真和调试。 系统硬件设计好以后才能进行仿真和调试， 进行仿真和调试的仪器一般为系统仿真器、 逻辑分析仪和示波器等。 由于系统设计时存在的问题只有在后期才能较容易发现， 一旦考虑不周， 系统设计存在缺陷， 那就得重新设计系统， 使得设计费用和周期大大增加。 主要设计文件是电原理图。 在设计调试完毕后， 形成的硬件设计文件主要是由若干张电原理图构成的。 在电原理图中详细标注了各逻辑元器件的名称和相互间的信号连接关系。 ? 该文件是用户使用和维护系统的依据。 如果是小系统， 这种电原理图只要几十张、 几百张就行了， 但是， 如果系统很复杂， 那么就可能需要几千张、 几万张甚至几十万张。 如此多的电原理图给归档、 阅读、 修改和使用都带来了极大的不便。 二.、新兴的EDA硬件电路设计方法 20世纪80年代初， 在硬件电路设计中开始采用计算机辅助设计技术（CAD）， 开始仅仅是利用计算机软件来实现印刷板的布线， 以后慢慢地才实现了插件板级规模的电子电路的设计和仿真。 ? 在我国所使用的工具中， 最有代表性的设计工具是Tango和早期的ORCAD。 它们的出现， 使得电子电路设计和印刷板布线工艺实现了自动化， 但还只能算自下而上的设计方法。 随着大规模专用集成电路的开发和研制， 为了提高开发的效率和增加已有开发成果的可继承性， 以及缩短开发时间， 各种新兴的EDA工具开始出现， 特别是硬件描述语言HDL（Hardware Description Language）的出现， 特别是硬件描述语言HDL（Hardware Description Language）的出现， 使得传统的硬件电路设计方法发生了巨大的变革， 新兴的EDA设计方法采用了自上而下（Top Down）的设计方法。 所谓自上而下的设计方法， 就是从系统总体要求出发， 自上而下地逐步将设计内容细化， 最后完成系统硬件的整体设计。 各公司的EDA工具基本上都支持两种标准的HDL， 分别是VHDL和Verilog HDL。 利用HDL语言对系统硬件电路的自上而下设计一般分为三个层次， 如图1.22所示。 具有以下主要特点。 1) 电路设计更趋合理 硬件设计人员在设计硬件电路时使用PLD器件， 就可自行设计所需的专用功能模块， 而