EDA簡介
發(fā)布時間:2011/8/22 10:02:27 訪問次數(shù):8866
從應(yīng)用領(lǐng)域來說,EDA有面向集成電路(IC)和面向應(yīng)用電子產(chǎn)品兩大類。由于集成電路設(shè)計(jì)制造屬于半導(dǎo)體微電子專業(yè)領(lǐng)域,一般是由專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)公司完成,對于大多數(shù)從事電子技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)人員而言,很少涉及集成電路的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。所以一般提到EDA,主要限于面向應(yīng)用電子的領(lǐng)域,即通常所說電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造范圍,本章后面介紹的EDA也指這個范圍。
1.EDA的內(nèi)容
什么叫EDA技術(shù)?EDA具體包括哪些內(nèi)容?雖然EDA概念已經(jīng)提出多年,但由于它是一門迅速發(fā)展的新技術(shù),涉及面廣,內(nèi)容豐富;發(fā)展過程中多學(xué)科交叉,多種技術(shù)融合。由于出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)的差異,對EDA的理解和認(rèn)識各不相同,對EDA的定義和范圍,目前尚無統(tǒng)一的說法。
現(xiàn)在比較普遍的說法是:面向應(yīng)用電子系統(tǒng)的EDA技術(shù)是包括芯片級和板級設(shè)計(jì)兩個層面,涵PLD計(jì)、仿真、檢查驗(yàn)證等一系列電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)的集成。其中所謂芯片級,主要指PIJD,特別是CPLD/FPGA編程設(shè)計(jì),即不用與半導(dǎo)體設(shè)計(jì)制造廠商打交道,完全由電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以完成的工作。
EDA是計(jì)算機(jī)時代的產(chǎn)物,它與計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展緊密相連。從事EDA_丁作,離不開電EDA基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和電子產(chǎn)品制造工藝的熟悉,在此基礎(chǔ)上,適合自己所從事工作的EDA工具軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用是關(guān)鍵。
2.EDA的特點(diǎn)
利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì),具有以下幾個主要特點(diǎn):
(1)高效率、高速度、低成本;
(2)(3)用軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的;
(3)設(shè)計(jì)過程中可用右關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真;
(4)系統(tǒng)可現(xiàn)場編程,在線升級;
(5)系統(tǒng)集成度高,體積小、功耗低、可靠性高;
(6)形成具有自己特色、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片和產(chǎn)品;
(7)適合并行工程,即分工設(shè)計(jì)、團(tuán)體協(xié)作。
因此,EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。
3.EDA的發(fā)展歷史
EDA技術(shù)是伴隨著計(jì)算機(jī)、集成電路、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展起來的,至今已有30多年的歷程,大致可以分為三個發(fā)展階段。
(1) EDA初級階段-CAD拉開序幕(20世紀(jì)70年代中期開始)。
①面向板級設(shè)計(jì),取代了手工操作,極大提高了PCB設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的概念;
②操作系統(tǒng)為DOS環(huán)境,PCB手工布局布線或低水平自動布局布線,簡單電性能檢查,輸出打印圖形,需要傳統(tǒng)照相、制版等工藝配合;
③只能進(jìn)行復(fù)雜程度較低的PCB板布局布線和簡單版圖繪制。
(2) EDA發(fā)展階段—-CAE開創(chuàng)計(jì)算機(jī)輔助工程新局面(20世紀(jì)80年代中期開始)。
①突破圖形繪制功能,增加了電路功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì),產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)的概念;電子CAD工具逐步完善;
②從技術(shù)上向CAE過渡:誕生了憲進(jìn)的布局和布線、邏輯綜合、HDL語言、模擬加速器和仿真器以及高級綜合等技術(shù);
③設(shè)計(jì)工具集成化:實(shí)現(xiàn)了原理圖輸入、邏輯仿真、電路分析、自動布局布線、PCB分析等模塊集成化;
④設(shè)計(jì)輸出文件直接產(chǎn)生光繪版,設(shè)計(jì)文件可以轉(zhuǎn)換為組裝制造工藝文件,提高了PCB圖形精密度和生產(chǎn)效率。
(3) EDA高級階段-EDA走向“四化”(20世紀(jì)90年代中期開始)。
①智能化:EDA技術(shù)發(fā)展到物理校驗(yàn)、布局、邏輯綜合、模擬設(shè)計(jì)以及軟件/硬件協(xié)同設(shè)計(jì);
②綜合化:通過EDA工具把用HDL語言描述的模塊自動轉(zhuǎn)換為用門級電路網(wǎng)表表示的模塊,即將電路映射到器件的專用基本結(jié)構(gòu);
③系統(tǒng)化:微電子工藝飛速發(fā)展,工藝水平已達(dá)到深亞微米級;晶體管集成度提高到百萬門甚至千萬門級;因特網(wǎng)開始進(jìn)入廣泛應(yīng)用階段,工程師們開始設(shè)計(jì)系統(tǒng)級芯片SoC,應(yīng)用一體化系統(tǒng)工具,結(jié)合可制造性設(shè)計(jì)(DFM)等優(yōu)化工具,完成電子產(chǎn)品從概念到物理實(shí)體全過程;
④人性化:應(yīng)用“自頂向下”的概念驅(qū)動,“IP核”的興起充分發(fā)揮了人類智慧積累,EDA技術(shù)已成為電子設(shè)計(jì)的重要工具,擺脫低水平重復(fù)腦力勞動,高效率、高水平完成電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
4.EDA的發(fā)展趨勢
(1)高層綜合和優(yōu)化。EDA支持系統(tǒng)級的綜合與優(yōu)化。其中綜合是指把設(shè)計(jì)和驗(yàn)證融為一體;優(yōu)化是指采用優(yōu)化算法,將設(shè)計(jì)簡化,去除冗余項(xiàng),提高系統(tǒng)運(yùn)行速度。
(2)井行工程,F(xiàn)代EDA工具建立了并行工程框架結(jié)構(gòu)的開發(fā)環(huán)境,支持多人同時并行進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(3)開放性和標(biāo)準(zhǔn)化。
①開放性:EDA工具只要具有符合標(biāo)準(zhǔn)的開放式框架結(jié)構(gòu),就可以接納其他廠商的EDA工具一起進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)資源共享;
②標(biāo)準(zhǔn)化:設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化向EDA框架標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展,即在同一個工作站上集成各具特色的多種EDA工具,它們能夠協(xié)同工作。 FA5331P
從應(yīng)用領(lǐng)域來說,EDA有面向集成電路(IC)和面向應(yīng)用電子產(chǎn)品兩大類。由于集成電路設(shè)計(jì)制造屬于半導(dǎo)體微電子專業(yè)領(lǐng)域,一般是由專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)公司完成,對于大多數(shù)從事電子技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)人員而言,很少涉及集成電路的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。所以一般提到EDA,主要限于面向應(yīng)用電子的領(lǐng)域,即通常所說電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造范圍,本章后面介紹的EDA也指這個范圍。
1.EDA的內(nèi)容
什么叫EDA技術(shù)?EDA具體包括哪些內(nèi)容?雖然EDA概念已經(jīng)提出多年,但由于它是一門迅速發(fā)展的新技術(shù),涉及面廣,內(nèi)容豐富;發(fā)展過程中多學(xué)科交叉,多種技術(shù)融合。由于出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)的差異,對EDA的理解和認(rèn)識各不相同,對EDA的定義和范圍,目前尚無統(tǒng)一的說法。
現(xiàn)在比較普遍的說法是:面向應(yīng)用電子系統(tǒng)的EDA技術(shù)是包括芯片級和板級設(shè)計(jì)兩個層面,涵PLD計(jì)、仿真、檢查驗(yàn)證等一系列電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)的集成。其中所謂芯片級,主要指PIJD,特別是CPLD/FPGA編程設(shè)計(jì),即不用與半導(dǎo)體設(shè)計(jì)制造廠商打交道,完全由電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以完成的工作。
EDA是計(jì)算機(jī)時代的產(chǎn)物,它與計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展緊密相連。從事EDA_丁作,離不開電EDA基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和電子產(chǎn)品制造工藝的熟悉,在此基礎(chǔ)上,適合自己所從事工作的EDA工具軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用是關(guān)鍵。
2.EDA的特點(diǎn)
利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì),具有以下幾個主要特點(diǎn):
(1)高效率、高速度、低成本;
(2)(3)用軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的;
(3)設(shè)計(jì)過程中可用右關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真;
(4)系統(tǒng)可現(xiàn)場編程,在線升級;
(5)系統(tǒng)集成度高,體積小、功耗低、可靠性高;
(6)形成具有自己特色、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片和產(chǎn)品;
(7)適合并行工程,即分工設(shè)計(jì)、團(tuán)體協(xié)作。
因此,EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。
3.EDA的發(fā)展歷史
EDA技術(shù)是伴隨著計(jì)算機(jī)、集成電路、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展起來的,至今已有30多年的歷程,大致可以分為三個發(fā)展階段。
(1) EDA初級階段-CAD拉開序幕(20世紀(jì)70年代中期開始)。
①面向板級設(shè)計(jì),取代了手工操作,極大提高了PCB設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的概念;
②操作系統(tǒng)為DOS環(huán)境,PCB手工布局布線或低水平自動布局布線,簡單電性能檢查,輸出打印圖形,需要傳統(tǒng)照相、制版等工藝配合;
③只能進(jìn)行復(fù)雜程度較低的PCB板布局布線和簡單版圖繪制。
(2) EDA發(fā)展階段—-CAE開創(chuàng)計(jì)算機(jī)輔助工程新局面(20世紀(jì)80年代中期開始)。
①突破圖形繪制功能,增加了電路功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì),產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)的概念;電子CAD工具逐步完善;
②從技術(shù)上向CAE過渡:誕生了憲進(jìn)的布局和布線、邏輯綜合、HDL語言、模擬加速器和仿真器以及高級綜合等技術(shù);
③設(shè)計(jì)工具集成化:實(shí)現(xiàn)了原理圖輸入、邏輯仿真、電路分析、自動布局布線、PCB分析等模塊集成化;
④設(shè)計(jì)輸出文件直接產(chǎn)生光繪版,設(shè)計(jì)文件可以轉(zhuǎn)換為組裝制造工藝文件,提高了PCB圖形精密度和生產(chǎn)效率。
(3) EDA高級階段-EDA走向“四化”(20世紀(jì)90年代中期開始)。
①智能化:EDA技術(shù)發(fā)展到物理校驗(yàn)、布局、邏輯綜合、模擬設(shè)計(jì)以及軟件/硬件協(xié)同設(shè)計(jì);
②綜合化:通過EDA工具把用HDL語言描述的模塊自動轉(zhuǎn)換為用門級電路網(wǎng)表表示的模塊,即將電路映射到器件的專用基本結(jié)構(gòu);
③系統(tǒng)化:微電子工藝飛速發(fā)展,工藝水平已達(dá)到深亞微米級;晶體管集成度提高到百萬門甚至千萬門級;因特網(wǎng)開始進(jìn)入廣泛應(yīng)用階段,工程師們開始設(shè)計(jì)系統(tǒng)級芯片SoC,應(yīng)用一體化系統(tǒng)工具,結(jié)合可制造性設(shè)計(jì)(DFM)等優(yōu)化工具,完成電子產(chǎn)品從概念到物理實(shí)體全過程;
④人性化:應(yīng)用“自頂向下”的概念驅(qū)動,“IP核”的興起充分發(fā)揮了人類智慧積累,EDA技術(shù)已成為電子設(shè)計(jì)的重要工具,擺脫低水平重復(fù)腦力勞動,高效率、高水平完成電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
4.EDA的發(fā)展趨勢
(1)高層綜合和優(yōu)化。EDA支持系統(tǒng)級的綜合與優(yōu)化。其中綜合是指把設(shè)計(jì)和驗(yàn)證融為一體;優(yōu)化是指采用優(yōu)化算法,將設(shè)計(jì)簡化,去除冗余項(xiàng),提高系統(tǒng)運(yùn)行速度。
(2)井行工程,F(xiàn)代EDA工具建立了并行工程框架結(jié)構(gòu)的開發(fā)環(huán)境,支持多人同時并行進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(3)開放性和標(biāo)準(zhǔn)化。
①開放性:EDA工具只要具有符合標(biāo)準(zhǔn)的開放式框架結(jié)構(gòu),就可以接納其他廠商的EDA工具一起進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)資源共享;
②標(biāo)準(zhǔn)化:設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化向EDA框架標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展,即在同一個工作站上集成各具特色的多種EDA工具,它們能夠協(xié)同工作。 FA5331P
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