基于可编程逻辑器件的电子设计.pptx

第二章 基于可编程逻辑器件的电子设计EDA技术数字系统的设计EDA技术与PLDARM、DSP、PLD/FPGA的技术特点和区别初级电子设计工程师认证综合知识考试命题范围PLD编程目标文件计算机并口PCB Board器件编程接口什么是EDA技术？EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）是在计算机的辅助下完成电子产品设计的一种先进的硬件设计技术！ 是立足于计算机工作平台开发出来的一整套先进的设计电子系统的软件工具。EDA技术一、EDA技术特点是立足于计算机工作平台开发出来的一整套先进的设计电子系统的软件工具。是在计算机的辅助下完成电子产品设计方案的输入、处理、仿真和下载的一种硬件设计技术。是微电子技术中的核心技术之一，是现代集成系统设计的重要方法。EDA技术2．EDA技术的历史以计算机科学、微电子技术的发展为基础汇集了计算机图形学、拓扑学和计算数学等学科的必威体育精装版成果3个发展阶段（1）CAD（Computer-Aided Design）阶段（1964~1978）“上帝时代”最早的EDA技术：电路模拟、逻辑模拟、MOS同步和模拟、PCB布局、线路布线和标准电池等技术 只能进行PCB板布局布线和简单版图绘制EDA技术（2）CAE（Computer-Aided Engineering）阶段（1978~1997）“英雄时代”电子CAD工具逐步完善，单点工具集成化并从技术上向CAE过渡：诞生了先进的布局和布线、逻辑综合、HDL语言、模拟加速器和仿真器以及高级综合等技术（3）EDA阶段（1993~现在）“人性时代” 微电子工艺飞速发展，工艺水平已达到深亚微米级；晶体管集成度提高到百万门甚至千万门级；因特网开始进入广泛应用阶段，工程师们开始设计系统级芯片(systems-on-chip)EDA技术发展到物理校验、布局、逻辑综合、模拟设计以及软件/硬件协同设计。 EDA技术已成为电子设计的重要工具EDA技术受制造技术驱动而发展随微电子技术、计算机技术而发展EDA技术3．现代EDA技术的特点特征：采用高级语言描述，具有系统级仿真和综合能力（1）采用硬件描述语言HDL（Hardware Description Language） 与原理图设计方法相比：更适于描述大规模的系统在抽象的层次上描述系统的结构与功能采用HDL的优点：语言的公开可利用性设计与工艺的无关性宽范围的描述能力——系统级、算法级、RTL级、门级、开关级便于组织大规模系统的设计便于设计的复用、交流、保存与修改EDA技术（2）高层综合和优化支持系统级的综合与优化。综合：通过EDA工具把用HDL语言描述的模块自动转换为用门级电路网表表示的模块，即将电路映射到器件的专用基本结构。优化：采用优化算法，将设计简化，去除冗余项，提高系统运行速度。（3）并行工程定义：一种系统化的、集成化的、并行的产品及相关过程（指制造和维护）的开发模式。现代EDA工具建立了并行工程框架结构的开发环境，支持多人同时并行进行设计。一种软件平台结构（4）开放性和标准化开放性： EDA工具只要具有符合标准的开放式框架结构，就可以接纳其他厂商的EDA工具一起进行设计——资源共享标准化：随着设计数据格式标准化→EDA框架标准化，即在同一个工作站上集成各具特色的多种EDA工具，它们能够协同工作。 EDA技术4．EDA技术的范畴和应用可分为系统级、门级和物理实现级三个层次的辅助设计过程涵盖了从系统级设计到版图设计的全过程，涉及电子电路设计的各个领域：IC版图设计PLD开发电路（原理）设计模拟电路数字电路混合电路高速电路PCB板设计本课程内容EDA技术5．EDA技术发展的现状EDA技术在进入21世纪后，得到了更大的发展，突出表现在以下几个方面：使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表达和确认成为可能；在设计和仿真两方面支持标准硬件描述语言的功能强大的EDA软件不断推出。电子技术全方位纳入EDA领域；EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容；更大规模的FPGA和CPLD器件不断推出；基于EDA工具的ASIC设计标准单元已涵盖大规模电子系统及IP核模块；软硬件IP核在电子行业的产业领域、技术领域和设计应用领域得到进一步确认；SoC高效低成本设计技术的成熟。EDA技术6．EDA技术的发展方向（1）将沿着智能化、高性能、高层次综合方向发展（2）支持软硬件协同设计芯片和芯片工作所需的应用软件同时设计，同时完成。采用协同设计，可以及早发现问题，保证一次设计成功，缩短开发周期，这在设计大系统时尤为重要。 （3）采用描述系统的新的设计语言这种语言统一对硬件和软件进行描述和定义，从开始设计功能参数的提出直至最终的验证。能够使设计过程一体化；设计效率更高；而且必须从现存的方法学中深化出来。 （4）