EDA技术概论

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我是靠谱客的博主爱笑火车，最近开发中收集的这篇文章主要介绍EDA技术概论，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

今天介绍一下EDA技术

EDA (Electronic Design Automation) 即电子设计自动化。

EDA技术就是以计算机为工作平台，以EDA软件工具为开发环境，以PLD器件或者ASIC专用集成电路为目标器件设计实现电路系统的一种技术。

EDA技术的发展大致可以分为三个阶段：①第一代，CAD（Computer Aided Design计算机辅助设计） ②第二代，CAE（Computer Aided Engineering计算机辅助工程） ③复杂电子系统设计进入了SOC和SOPC时代。

EDA技术应用范围可分为一下几个方面：

以上设计思路可以分为几种：

一：“自顶向下”，与之对应的就是“自底向上”传统设计方法。先来介绍一下“自顶向下”的EDA设计方法：它是指从系统的总体要求出发，按照一定的标准将整个系统划分成若干个子系统，再将各个子系统划分成若干个功能模块，然后针对各个功能模块进行逻辑、电路设计，最后完成系统硬件的整体设计，系统-〉子系统-〉功能模块-〉逻辑、电路；而“自底向上”的设计方法即传统设计方法，它是以固定功能元件为基础，基于电路板的设计方法，由设计者调用设计库中的元件(如各种门电路、加法器、计数器等) ，设计组合出满足自己需要的系统，这种方法效率比较低而且容易出错。

二：采用硬件描述语言（HDL）进行设计，硬件描述语言（HDL：Hardware Description Language）用来描述硬件电路的功能、信号连接关系及时序的信息。用硬件描述语言可在系统级、RTL（Register Transfer Level 寄存器传输级）级和门级各个层次上对电路和系统进行描述。

三：综合及优化综合：较高层次的描述转换到较低层次描述的过程，最终自动转化为满足性能指标的逻辑电路。优化：对运行速度、面积等性能进行优化。具体指对综合产生的门级网表，根据布尔方程等效的原则用更小更快的综合结果替代一些复杂的逻辑电路单元，提高设计的性能。

四：开放性与标准化的框架结构：框架，是指一种软件平台。框架的关键是建立与硬件平台无关的图形用户界面以及工具之间的通信、设计数据和设计流程的管理平台。任何一个EDA系统只要建立一个符合标准的开放式框架结构，就可以接纳其他厂商的EDA工具一起进行设计工作。

五：库的引入，库是由EDA设计公司与半导体厂家合作开发的。库包括各种类型，如：模拟库、综合库、版图库等。对自动设计过程的支持；可以进行设计重用（Reuse） IP（Intellectual Property）：原来的含义是指知识产权、著作权，在IC设计领域指实现某种功能的设计。 IP核（IP模块）：指完成某种功能的可重用的虚拟电路模块，也称之为虚拟部件。 IP复用（IP reuse）

下面来介绍IP核：IP核分为三种，软核--用Verilog HDL等硬件描述语言描述的功能块；硬核--以版图形式描述的设计模块；固核--介于硬核和软核之间，允许用户重新定义关键的性能参数，完成了综合的功能块。

利用EDA进行数字系统设计，现代的电子设备，单纯用模拟电路实现的已经很少见了。通常情况是在系统的前端（如信号放大）和后端（如驱动负载）等局部采用模拟电路，而其余部分均采用数字电路。也就是说，对大多数电子设备而言，其主体部分是数字系统。

数字系统设计流程：

基于可编程逻辑器件的EDA工具应包括：输入工具（原理图输入，HDL文本输入，波形输入）、编译器、仿真器（功能仿真，时序仿真）、综合器（自然语言综合，行为综合，逻辑综合）、适配器（布局布线）和下载器。

现在利用EDA进行数字系统设计主要是基于芯片的设计，而芯片的设计分全定制（Full Custom）和半定制(Semi-Custom)两种。 全定制设计是由设计人员使用版图编辑工具，从系统级、电路级直到晶体管级的版图尺寸、位置及连线，完成整个芯片的全部设计。半定制设计是一种约束性设计方法，它是在半导体厂家预先设计的基本单元基础上进行的二次设计，其中最常用的是使用可编程逻辑器件（PLD），可编程逻辑器件是近年来发展迅速的数字芯片。

综上，EDA技术有以下优点：传统方法中的“功能设计”全部是在电路级实现的，而EDA技术中的“功能设计”到目前为止不仅可以在电路级进行描述，而且可以在行为级和系统级进行描述。仿真测试技术是EDA技术中最为瞩目和最具现代电子设计技术特征的功能。使用计算机可以对所设计的电子系统进行测试，可深入器件内部，可以对系统的时延、驱动能力、电磁兼容特性、机械特性和热特性进行仿真。利用仿真工具，设计者可以预知设计结果，减少设计的盲目性。具有可重构功能。所谓重构是指同一硬件系统可以构造出多种不同的功能。可重构技术现已在计算机、神经网络、导弹制导、通讯等应用中采用。可重构技术是最终解决电子信息处理系统自适应能力的关键。具有自主知识产权IP。传统方法中使用的器件全部采购自市场，产品无保密性。 EDA技术中的设计是以PLD或全定制集成电路为基础的，设计者拥有自主知识产权。对设计者的硬件知识和硬件经验要求低。传统方法的电子设计与硬件的相关性很强。 EDA技术中的设计一般使用HDL和EDA设计平台，具有与硬件无关的特点，设计者可以忽略硬件的具体实现。

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