EDA技術的應用及發展

張曉霞

（廣州科技貿易職業學院，廣東 廣州 511442）

隨著微電子技術的迅猛發展，現代電子產品的性能提高、集成度和精密度不斷的增加，電子產品更新換代的節奏越來越快。采用傳統的電子設計方法設計電路越來越困難，EDA技術提高了電路的設計效率和可靠性，減少了勞動強度，給電子系統設計帶來了革命性的變化。

1 EDA技術

EDA是電子設計自動化（Electronics Design Automation）的縮寫，EDA技術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、信息處理技術及智能化技術的最新成果，進行電子產品的自動設計。

EDA技術的發展經歷了三個階段：①20世紀70年代，交互設計，解決晶體管級版圖設計及PCB布局布線；②20世紀80年代初，功能包括邏輯圖設計輸入、仿真、自動布局布線和難，設計層次從版圖級上升到原理圖級，設計效率提高了10倍以上次；③20世紀80年代后期，增加了VHDL硬件描述語言輸入、仿真和邏輯功能綜合（RTL級），EDA技術從電路級上升到系統設計。

隨著系統變得復雜和龐大，EDA系統設計工具的出現為系統設計師們提供了優越的環境和有力的保障。EDA技術與傳統電子設計相比在產品設計理念、設計方式、系統硬件構成和知識產權等方面更具優勢。圖1對EDA設計與傳統設計流程進行比較。

圖1 傳統電子設計與EDA設計流程的比較

EDA系統設計采用的是自上而下的設計方法，符合設計人員的設計思路，從功能描述開始，到物理實現。系統設計者逐步從使用硬件轉向設計硬件、從單個電子產品開發轉向系統電子產品開發。EDA技術集設計、仿真、測試于一體，配置了系統設計自動化的全部工具。系統設計者可以利用EDA工具在計算機上自動完成電子產品的電路設計、性能分析到設計印制電路板的整個過程。

傳統電子設計采用自下向上的設計方法，設計者利用現有的IC通用器件構成系統最底層的電路模塊，然后根據主系統的要求，組合成更大的功能塊，自下而上組合成一個新的系統，直至完成整個目標系統的設計。相對復雜的電路系統的原理圖可能是有幾千張甚至上萬張，這么多的原理圖使閱讀、修改和使用極為不方便。

2 EDA技術的應用

隨著電子技術的發展，電子產品市場的需求，設計人員不斷嘗試新的EDA工具及解決方案。現在對EDA的概念或范疇用得很寬，EDA技術應于機械、通信、電子、航天、礦產等各個領域。

2.1 教學方面

電子技術的飛速發展，需要大量新技術和新設備的投入，同樣需要掌握這些新技術的人才。幾乎所有的高校電類專業都開設了EDA課程，讓學生了解EDA技術的基本概念及原理，掌握HDL語言編寫規范，掌握邏輯綜合的理論及算法，能夠從事簡單電子系統的設計。學校通過EDA實驗教學，加快了EDA人才培訓的速度，建立了EDA技術人才基礎，并為學生今后從事相關專業的工作奠定基礎。

2.2 在科學研究和新產品開發方面

利用電路設計和仿真技術，利用虛擬儀器對產品測試，將CPLD和FPGA器件的開發應用到儀器設備中，有利于早期發現結構設計上的錯誤，避免設計工作的浪費，提高了設計效率和靈活性，縮短了產品的開發周期和提前產品的上市時間從而使產品占據市場競爭優勢。

2.3 產品設計與制造方面

利用EDA工具大量的電子系統設計工作可以通過計算機完成，并可以將電子產品從電路設計、系統極模擬及測試環境的仿真到設計出IC版圖或PCB版圖的事個過程在計算機上處理完成，而且在電子設備的研制與生產、PCB的制作、電路焊接等等方面有著重要的作用。

3 EDA技術的發展趨勢

隨著半導體技術、集成技術和計算機技術的迅猛發展，EDA技術給電子系統設計帶來了革命性的變化。EDA工具及技術的進步與電子及半導體產業快速發展息息相關，目前，EDA產業正面臨一個關鍵的轉折點，必須隨著客戶、電子及IC設計產業的需求而進行調整、改變與創新。

3.1 IP技術

IP（Intellectual Property）即知識產權產品，在IC設計中，IP是指可以通過知識產權貿易在國際上各設計公司之間流通的完成特定功能的電路模塊，IP作為設計者或設計單位的設計成果，應用于不同的產品設計中，做到成果的再利用。一般來說IP內核的生命周期要比IC的工藝周期長的多，IP復用技術的出現極大推動了SOC的開發，SOC也越來越依賴于IP復用技術。

3.2 適應市場趨勢，專注技術創新

隨著半導體工藝進入納米時代，設計公司面臨許多設計挑戰，包括信號完整性、可制造性設計、時序收斂及低能耗設計，設計公司尋求新的EDA設計工具應對當今市場的激烈競爭。根據市場需求，EDA技術創新的重點放在系統驗證及DFM兩大領域。

3.3 加強客戶合作，共贏

EDA供應商不應只提供EDA技術的工具，應該與其客戶建立真正的伙伴關系，理解客戶具體的垂直應用市場設計所面臨的挑戰，與客戶共同解決這些設計問題，降低設計的風險，成為提高客戶生產率的得力助手。

3.4 我國EDA技術的發展

隨著我國半導體市場的迅速發展，政府重視EDA產業，積極招商引資，EDA市場已經逐漸成熟。EDA軟件開發方面，主要集中在美國，日本、韓國都有ASIC設計工具，但不對外開放，各國也在努力開發相應的工具。中國也有IC設計軟件，但功能不強。我國先后建立了同所設計中心，推動設計活動以應對亞太地區其他EDA市場競爭。

隨著EDA技術的發展，EDA技術的廣泛應用，電子產品的更新日新月異，EDA技術已成為現代電子設計的核心。我國的EDA市場日趨成熟，電子從業人員掌握及普通EDA技術，將對我國電子技術的發展具有深遠意義。

[1]曹昕燕，于紅莉.電子設計的新方法--EDA技術，長春大學學報，2004

[2]潘松.EDA技術應用與發展之管窺[J].電子世界，2004.