EDA技術的概念

1、EDA技術的概念隨著集成電路規(guī)模的擴大、半導體技術的發(fā)展，電子設計自動化的重要性急劇增加。下面是的關于ED世術的概念，歡迎大家參考！EDA技術的概念及范疇EDA技術是在電子CADK術基礎上發(fā)展起來的計算機軟件系統(tǒng)，是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果，進行電子產品的自動設計。利用EDAX具，電子設計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產品從電路設計、性能分析到設計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。現(xiàn)在對EDA勺概念或范疇用得很寬。包括在機械、電子、通信、航空航天、化工、礦產、

2、生物、醫(yī)學、軍事等各個領域，都有EDA勺應用。目前ED世術已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學部門廣泛使用。例如在飛機制造過程中，從設計、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到EDAK術。本文所指的ED世術，主要針對電子電路設計、PC暇計和IC設計。EDAJS計可分為系統(tǒng)級、電路級和物理實現(xiàn)級。EDA常用軟件EDA工具層出不窮，目前進入我國并具有廣泛影響的EDAa件有：EW、BPSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIlogic、Cadence、MicroSim等等。這些工具都有較強的功能，一般可用于幾個方

3、面，例如很多軟件都可以進行電路設計與仿真，同時以可以進行PCB自動布局布線，可輸出多種網表文件與第三方軟件接口。下面按主要功能或主要應用場合，分為電路設計與仿真工具、PC暇計軟件、IC設計軟件、PLDS計工具及其它EDAa件，進行簡單介紹。1 、電子電路設計與仿真工具電子電路設計與仿真工具包括SPICE/PSPICE;EWB;Matlab;SystemView;MMICA屋。下面簡單介紹前三個軟件。(1)SPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)是由美國加州大學推出的電路分析仿真軟件，是20世紀80年代世界上應用最廣的電路設計軟件

4、，1998年被定為美國國家標準。1984年，美國MicroSim公司推出了基于SPICE的微機版PSPICE(PersonalSPICE)?，F(xiàn)在用得較多的是PSPICE6.2,可以說在同類產品中，它是功能最為強大的模擬和數(shù)字電路混合仿真EDAa件，在國內普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以進行各種各樣的電路仿真、激勵建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數(shù)據(jù)輸出、并在同一窗口內同時顯示模擬與數(shù)字的仿真結果。無論對哪種器件哪些電路進行仿真，都可以得到精確的仿真結果，并可以自行建立元器件及元器件庫。(2)EWB(ElectronicWorkbench)軟件是Interactive

5、ImageTechnologiesLtd在20世紀90年代初推出的電路仿真軟件。目前普遍使用的是EWB5.2相對于其它EDAa件，它是較小巧的軟件(只有16M)。但它對模數(shù)電路的混合仿真功能卻十分強大，幾乎100%地仿真出真實電路的結果，并且它在桌面上提供了萬用表、示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉換器和電壓表、電流表等儀器儀表。它的界面直觀，易學易用。它的很多功能模仿了SPICE的設計，但分析功能比PSPIC序肖少一些。(3)MATLAB產品族它們的一大特性是有眾多的面向具體應用的工具箱和仿真塊，包含了完整的函數(shù)集用來對圖像信號處理、控制系統(tǒng)設計、神經網絡等特殊應

6、用進行分析和設計。它具有數(shù)據(jù)采集、報告生成和MATLA晤言編程產生獨立C/C+弋碼等功能。MATLAB族具有下列功能：數(shù)據(jù)分析;數(shù)值和符號計算;工程與科學繪圖;控制系統(tǒng)設計;數(shù)字圖像信號處理;財務工程;建模、仿真、原型開發(fā);應用開發(fā)；圖形用戶界面設計等。MATLA產品族被廣泛地應用于信號與圖像處理、控制系統(tǒng)設計、通訊系統(tǒng)仿真等諸多領域。開放式的結構使MATLA氏品族很容易針對特定的需求進行擴充，從而在不斷深化對問題的認識同時，提高自身的競爭力。2 、PCBS計軟件PCB(PrintedCircuitBoard)設計軟件種類很多，如Protel;OrCAD;Viewlogic;PowerPCB;

7、CadencePSD;MentorGraphices的ExpeditionPCB;ZukenCadStart;Winboard/Windraft/Ivex-SPICE;PCBStudio;TANG匿等。目前在我國用得最多應屬Protel軟件作一介紹。Protel是PROTE公司在20世紀80年代末推出的CAU具，是PC暇計者的首選軟件。它較早在國內使用，普及率最高，有些高校的電路專業(yè)還專門開設Protel課程，幾乎所在的電路公司都要用到它。早期的Protel主要作為印刷板自動布線工具使用，現(xiàn)在普遍使用的是Protel99SE，它是個完整的全方位電路設計系統(tǒng)，包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電

8、路混合信號仿真、多層印刷電路板設計（包含印刷電路板自動布局布線），可編程邏輯器件設計、圖表生成、電路表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客戶/服務器體系結構，同時還兼容一些其它設計軟件的文件格式，如ORCADPSPICEEXCELS使用多層印制線路板的自動布線，可實現(xiàn)高密度PCB的100麻通率。Protel軟件功能強大、界面友好、使用方便，但它最具代表性的是電路設計和PC股計。3 、IC設計軟件IC設計工具很多，其中按市場所占份額排行為Cadence、MentorGraphics和Synopsys。這三家都是ASIC設計領域相當有名的軟件供應商。其它公司的軟件相對來說

9、使用者較少。中國華大公司也提供ASIC設計軟件（熊貓2000）;另外近來出名的Avanti公司，是原來在Cadence的幾個華人工程師創(chuàng)立的，他們的設計工具可以全面和Cadence公司的工具相抗衡，非常適用于深亞微米的IC設計。下出按用途對IC設計軟件作一些介紹。(1) 設計輸入工具這是任何一種EDA件必須具備的基本功能。像Cadence的poser,viewlogic的viewdraw,硬件描述語言VHDL、VerilogHDL是主要設計語言，許多設計輸入工具都支持HDL。另外像ActiveHDL和其它的設計輸入方法，包括原理和狀態(tài)機輸入方法，設計FPGA/CPLD勺工具大都可作為IC設計的

10、輸入手段，如Xilinx、Altera等公司提供的開發(fā)工具，ModelsimFPG懵。(2) 設計仿真工作我們使用EDAX具的一個最大好處是可以驗證設計是否正確，幾乎每個公司的EDAT品都有仿真工具。VerilogXL、NC-verilog用于Verilog仿真，Leapfrog用于VHDLRf真，AnalogArtist用于模擬電路仿真。Viewlogic的仿真器有：viewsim門級電路仿真器，speedwaveVHD防真器，VCS-verilog仿真器。MentorGraphics有其子公司ModelTech出品的VHDLF口Verilog雙仿真器：ModelSim。Cadence，Sy

11、nopsys用的是VSS(VHD昉真器)?，F(xiàn)在的趨勢是各大EDA司都逐漸用HDL仿真器作為電路驗證的工具。(3) 綜合工具綜合工具可以把HDL變成門級網表。這方面Synopsys工具占有較大的優(yōu)勢，它的DesignCompile是作綜合的工業(yè)標準，它還有另外一個產品叫BehaviorCompiler，可以提供更高級的綜合。另外最近美國又出了一家軟件叫Ambit，說是比Synopsys的軟件更有效，可以綜合50萬門的電路，速度更快。今年初Ambit被Cadenc必司收購，為此Cadence放棄了它原來的綜合軟件Synergy隨著FPG破計的規(guī)模越來越大，各EDA司又開發(fā)了用于FPG被計的綜合軟件

12、，比較有名的有：Synopsys的FPGAExpress,Cadencefi勺Synplity,Mentor的Leonardo,這三家的FPGA合軟件占了市場的絕大部分。(4) 布局和布線在IC設計的布局布線工具中，Cadence軟件是比較強的，它有很多產品，用于標準單元、門陣列已可實現(xiàn)交互布線。最有名的是Cadencespectra,它原來是用于PCBW線的，后來Cadence把它用來作IC的布線。其主要工具有：Cell3，SiliconEnsemble標準單元布線器；GateEnsemble一門陣列布線器；DesignPlanner布局工具。其它各EDA件開發(fā)公司也提供各自的布局布線工具。

13、(5) 物理驗證工具物理驗證工具包括版圖設計工具、版圖驗證工具、版圖提取工具等等。這方面Cadence也是很強的，其Dracula、Virtuso、Vampire等物理工具有很多的使用者。(6) 模擬電路仿真器前面講的仿真器主要是針對數(shù)字電路的，對于模擬電路的仿真工具，普遍使用SPICE這是唯一的選擇。只不過是選擇不同公司的SPICE像MiceoSim的PSPICEMetaSoft的HSPICE等等。HSPIC或在被Avanti公司收購了。在眾多的SPICE中，最好最準的當數(shù)HSPICE作為IC設計，它的模型最多，仿真的精度也最高。4 、PLDS計工具PLD(ProgrammableLogic

14、Device)是一種由用戶根據(jù)需要而自行構造邏輯功能的數(shù)字集成電路。目前主要有兩大類型：CPLD(ComplexPLD)口FPGA(FieldProgrammableGateArray)。它們的基本設計方法是借助于EDAa件，用原理圖、狀態(tài)機、布爾表達式、硬件描述語言等方法，生成相應的目標文件，最后用編程器或下載電纜，由目標器件實現(xiàn)。生產PLD的廠家很多，但最有代表性的PLD廠家為Altera、Xilinx和Lattice公司。PLD的開發(fā)工具一般由器件生產廠家提供，但隨著器件規(guī)模的不斷增加，軟件的復雜性也隨之提高，目前由專門的軟件公司與器件生產廠家合作，推出功能強大的設計軟件。下面介紹主要器

15、件生產廠家和開發(fā)工具。(1)ALTERA20世紀90年代以后發(fā)展很快。主要產品有：MAX3000/7000、FELX6K/10K、APEX20、KACEX1、KStratix等。其開發(fā)工具一MAX+PLUSI是較成功的PLD開發(fā)平臺，最新又推出了QuartusII開發(fā)軟件。Altera公司提供較多形式的設計輸入手段，綁定第三方VHD維合工具，如：綜合軟件FPGAExpressLeonardSpectrum，仿真軟件ModelSim。(2)ILINXFPGA的發(fā)明者。產品種類較全，主要有;XC9500/4000、Coolrunner(XPLA3)、Spartan、Vertex等系列，其最大的Ve

16、rtexIIPro器件已達到800萬門。開發(fā)軟件為Foundation和ISE。通常來說，在歐洲用Xilinx的人多，在*和亞太地區(qū)用ALTERA勺人多，在美國則是平分秋色。全球PLD/FPG殍品60%Z上是由Altera和Xilinx提供的?？梢灾vAltera和Xilinx共同決定了PLD技術的發(fā)展方向。(3)LatticeVantisLattice是ISP(InSystemProgrammability)技術的發(fā)明者，ISP技術極大地促進了PLD產品的發(fā)展，與ALTER厭口XILINX相比，其開發(fā)工具比Altera和Xilinx略遜一籌。中小規(guī)模PLD比較有特色，大規(guī)模PLD的競爭力還不夠

17、強(Lattice沒有基于查找表技術的大規(guī)模FPGA，)1999年推出可編程模擬器件，1999年收購Vantis(原AM*公司)，成為第三大可編程邏輯器件供應商。xx年12月收購Agere公司(原Lucent微電子部)的FPGA門。主要產品有ispLSI2000/5000/8000,MACH4/5(4)ACTEL反熔絲(一次性燒寫)PLD的領導得，由于反熔絲PLD抗輻射、耐高低溫、功耗低、速度快，所以在軍品和宇航級上有較大優(yōu)勢。ALTER厭口XILINX則一般不涉足軍品和宇航級市場。(5)Quicklogic專業(yè)PLD/FPG公司，以一次性反熔絲工藝為主，在中國地區(qū)銷售量不大。(6)Lucen

18、t主要特點是有不少用于通訊領域的專用IP核，但PLD/FPGA是Lucent的主要業(yè)務，在中國地區(qū)使用的人很少。(7)ATMEL中小規(guī)模PLD做得不錯。ATME也做了一些與Altera和Xilinx兼容的片子，但在品質上與原廠家還是有一些差距，在高可靠性產品中使用較少，多用在低端產品上。(8)ClearLogic生產與一些著名PLD/FPG秋公司兼容的芯片，這種芯片可將用戶的設計一次性固化，不可編程，批量生產時的成本較低。(9)WSI生產PSD津片機可編程外圍芯片)產品。這是一種特殊的PLQ如最新的PSD8xxPSD9x媒成了PLDEPROMFlash,并支持ISP(在線編程)，集成度高，主要用于配合單片機工作。PLD(可編程邏輯器件)是一種可以完全替代74系列及GAL、PLA的新型電路，只要有數(shù)字電路基礎，會使用計算機，就可以進行PLD的開發(fā)。PLD的在線編程能力和強大的開發(fā)軟件，使工程師可以在幾天，甚至幾分鐘內就可完成以往幾周才能完成的工作，并可將數(shù)百萬門的復雜設計集成在一顆芯片內。PLD技術在發(fā)達國