《电子设计自动化（EDA）技术》课件_第1章.pptx

第1章电子设计自动化(EDA)基础;

1.1基本概念

;

(1)?EDA利用大规模可编程逻辑器件作为设计载体。

EDA通过大规模编程逻辑器件来实现集成电路。在编程之前，可编程逻辑器件并不具备任何逻辑功能，通过EDA技术对可编程逻辑器件写入适当程序，即所谓的编程(Program)或者配置(Configure)，可以使可编程逻辑器件具有程序规定的特定功能，实现具体的电子系统。

;

(2)?EDA采用硬件描述语言描述电路或系统的具体逻辑关系。

传统的电路系统设计中，设计人员往往需要绘制电路的构成元器件、子电路等构成单元，而后绘制元器件、子电路等电气对象之间的连接线，形成不同电路单元相互之间特定的逻辑关系，最后附加上必要的说明、注释等非电气对象，完成电路系统的设计。

不同于传统的电路系统，EDA利用硬件描述语言表述电路系统各组成单元结构、功能、数据处理过程以及相互间的逻辑关系，从而实现对整个电路的规划与设计。

;

(3)?EDA采用计算机、大规模可编程逻辑器件的专用开发软件与系统作为设计工具。

传统的集成电路行业通过专业厂商完成电路设计、制造，最后给最终用户提供终端产品。与此相对，通过EDA开发研制专用电路无需专业制造商的参与，用户可以通过PC、运行于PC上的专用设计软件以及连接在PC上、受PC控制的试验系统或编程电缆，自行完成电路开发，研制具有自身特点的个性化电路系统。

;

(4)?EDA的电子系统设计过程是一个由专用软件完成的全自动过程。

EDA是一个由专用软件与试验系统完成的全自动智能过程，用户可以通过事先设定的软件设置来定制设计原则或设计方法，但其完成过程无需用户干预，开发系统能够根据用户的指定条件，结合固化在开发系统中的专业规则与经验，自行实现电路描述程序到硬件电路的全过程。

;

(5)?EDA过程包含了电路设计与实现的全过程。

虽然EDA不同于传统的电路设计实现方法，但其过程与传统电路设计仍然具有较大的相似性，实现过程仍然包括逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真等过程，只不过适应硬件描述语言，相应增加了程序输入、编辑编译以及针对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等内容。

;

(6)?EDA最终形成集成电子系统或专用集成芯片。

EDA设计的最终结果是一个高度集成的电子系统，整个电路集成在一片具有设计人员指定的专用特定功能的集成芯片中，而不是像传统电路系统的设计，最终得到一块包含多个集成电路模块与模块之间相互连线的控制电路板卡。换言之，EDA设计实现的是一个集成了多个电路功能的单芯片。

;

1.1.2EDA的技术特点

根据EDA的基本概念与实现过程，对比与其功能相似的传统电路设计与软件系统程序设计，可以将EDA的技术特点归纳为以下几点：

(1)采用软件方式的硬件设计。EDA是一种软件方式的硬件设计过程，具有与传统程序设计一样的代码编辑、编译过程，EDA的集成开发环境同样可以为程序设计者提供查错、纠错功能。

;

(2)软件到硬件的转换由开发软件自动完成。如前所述，EDA通过其软件工具实现硬件描述语言到硬件集成电路的转换，转换过程由工具软件自主完成，设计人员可以通过修改器件设置、引脚分配、配置模式等达到修改设计的目的。

(3)设计过程中可用软件仿真。EDA开发系统多带有软件仿真模块或第三方的软件仿真工具，借助工具，设计人员可以实现对当前电路的功能、时序、行为仿真，评价设计效果并根据效果及时修正电路设计。

;

(4)线上可编程。现代的大多数可编程逻辑器件具备在线编程(也称在线配置)功能，借助EDA工具软件与编程电缆等编程硬件，设计人员可以将改好的程序即时下载(烧录)至目标器件，无需使用第三方的专用烧录器或编程器。在线编程也为现有系统升级与更新换代提供了方便，用户可以在不改变硬件的情况下实现新的系统，增强功能。

(5)单芯片集成系统，具有高集成度与可靠性、低功耗。不同于传统的硬件电路设计，EDA最终实现的是电子系统的集成芯片，避免了传统电路中大量使用的分立元件、中小规模集成电路及必需的焊接、连线，因此能够实现较高的集成度、可靠性，实现系统的低功耗。

;

1.1.3EDA的主要内容

EDA的基本内容主要包括大规模可编程逻辑器件、硬件描述语言与开发工具。三者各司其职，其中硬件描述语言用于系统描述，说明电子系统的功能、组成结构或动作行为；开发工具负责程序输入、程序编译，将硬件描述语言转换为实际电路并下载至可编程逻辑器件；大规模可编程逻辑器件则负责接收生成的最终电路，在开发工具控制下实现集成系统。

;

1．大规模可编程逻辑器件

大规模可编程逻辑器件PLD是一种内部集成大量逻辑电路与可编