淺析EDA技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用

莊培煜

(福建師范大學(xué)協(xié)和學(xué)院,福建泉州 350100)

淺析EDA技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用

莊培煜

(福建師范大學(xué)協(xié)和學(xué)院,福建泉州 350100)

EDA電子技術(shù)的應(yīng)用,在設(shè)計領(lǐng)域掀起了一場技術(shù)革命,現(xiàn)在發(fā)展特別迅速,是電子信息時代不可或缺的技術(shù)。這篇文章講述了EDA技術(shù)目前狀況、未來走向以及要點(diǎn),并且探討了EDA技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。

EDA 電子設(shè)計 信息時代

1 引言

Electronic Design Automation是EDA的英文全稱，翻譯過來就是電子設(shè)計的自動化，是由CAT、CAM、CAE、CAD這四個概念變化發(fā)展來的，在軟件應(yīng)用上，EDA采用HDL語言、邏輯編譯自動化、分割、簡化、仿真、布局線以及充分應(yīng)用計算機(jī)的技術(shù)，是為了輔助電子電路設(shè)計、PCB設(shè)計和IC技術(shù)這三方面的工作，EDA的成長歷程主要經(jīng)過了三個階段，計算機(jī)的CAD輔助階段、CAE工程階段以及EDA自動化階段。

2 EDA技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢

半導(dǎo)體技術(shù)的每一次躍升和發(fā)展，都進(jìn)一步推動著EDA的不斷進(jìn)步，面對產(chǎn)品低功耗、低成本的需求，IC產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，也面臨著很大的挑戰(zhàn)和壓力，工程師也不得不選擇效率更高的EDA工具。設(shè)計師們一方面考慮物理特性對設(shè)計的功能、可靠性、時序的影響，一方面考慮到過多的設(shè)計壓力下，必須用術(shù)語和抽象的形式來表述設(shè)計，必須提高EDA技術(shù)測試微米技術(shù)與驗(yàn)證的能力以及抽象的設(shè)計特色。現(xiàn)在EDA技術(shù)在向不同的幾個方面發(fā)展，硅虛擬原型是納米設(shè)計中的一個非常重要的因素，能夠快速地查找芯片性能，得出正確的版圖，提供相關(guān)的功耗、裸片尺寸以及相關(guān)時序，可測性技術(shù)，為了減少投入、減短周期，近年來可測性技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注，設(shè)計師們對此技術(shù)也非常青睞，通過這些技術(shù)可以順利檢測橋接故障和阻抗過孔。

3 EDA技術(shù)的關(guān)鍵要點(diǎn)

電子系統(tǒng)的電路結(jié)合、連接形式和邏輯功能都是用軟件編程的方式來描述的，HDL就是所謂的硬件描述語言，能夠應(yīng)用于硬件電子系統(tǒng)設(shè)計過程中，通常大規(guī)模的設(shè)計也是使用這種語言。美國國防部在一九八五年推出了新的高速集成的VHDL硬件描述語言，解決了不同的開發(fā)商產(chǎn)品不兼容問題，現(xiàn)在這種設(shè)計、翻譯都不用人工操作，涵蓋了各硬件的語言描述功能，包含了邏輯門級、寄存器傳輸和系統(tǒng)行為多個層次，是比較全面的描述語言，并支持?jǐn)?shù)據(jù)流、行為和數(shù)據(jù)流三種混合型的描述，VHDIJ可以完成自底向上或者自頂向下的電路章程，VHDIJ還擁有以下四個優(yōu)點(diǎn)，第一，移植性好；第二VHDL設(shè)計特色對公益轉(zhuǎn)換來說還是比較方便的；第三，面對復(fù)雜的控制邏輯時，可以用代碼描述代替；第四，vHI2l把工作重心從人提高了系統(tǒng)功能的調(diào)試和實(shí)現(xiàn)。

使用ASIC設(shè)計，是為了解決現(xiàn)在集成電路系統(tǒng)功耗大、不可靠、體積大的問題。針對電子產(chǎn)品如今日益提高的復(fù)雜程度，可以把ASIC設(shè)置為可編程、全定制ASIC和半定制ASIC，先定義好芯片晶體管的圖形以及工藝規(guī)則，然后設(shè)置全定制模式，再讓廠家做出一個樣品，這樣就提高了芯片的使用性能，提高了利用率和速度，降低了功耗，不足之處就是費(fèi)用比較高，開發(fā)周期長。所以半定制的ASIC模式最適合用于大批量生產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)。

4 EDA技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用

4.1 EDA技術(shù)在FPGA/CPLD開發(fā)中的應(yīng)用

CPLD與FPGA在設(shè)計過程中使用了EDA技術(shù)，使用EDA工具中的圖像編輯器和文本，來做一個完整的描述，一般會設(shè)定一個文本格式，利用編譯器排錯編譯，設(shè)計者可以隨時選擇輸入形式，現(xiàn)在最受歡迎的莫過于原理圖輸入方式了，因其本身方便直觀，便于掌握，得到了很多人的肯定，HDI程序非常普遍，也是通用的一個程序，即方便使用又通俗易懂。

4.2 EDA技術(shù)在系統(tǒng)級設(shè)計中的應(yīng)用

系統(tǒng)級設(shè)計不僅指的是概念驅(qū)動式設(shè)計，也是一種更高層次的設(shè)計，設(shè)計員們通過原理圖描寫電路，擺脫了以往細(xì)節(jié)描述的束縛，對設(shè)計目標(biāo)的描述更加具有針對性，設(shè)計人員主要把心思用在概念構(gòu)思和創(chuàng)造方案上，使EDA系統(tǒng)借助計算機(jī)的力量實(shí)現(xiàn)規(guī)則驅(qū)動來完成設(shè)計。

4.3 EDA技術(shù)在電路級設(shè)計中的應(yīng)用

EDA技術(shù)主要是經(jīng)過電路級工作流程來體現(xiàn)的，在接到系統(tǒng)指定任務(wù)后，工程師會首先選擇適合這個方案的所需配件，根據(jù)設(shè)計方案的電路圖來完成原理圖，一般情況下，第一次會模擬電路瞬態(tài)分析、交直流分析、數(shù)字電路模擬故障分析、邏輯模擬，系統(tǒng)方針是用計算機(jī)所模擬出的波形代替顯示電路所調(diào)試的示波器與信號源，這種仿真模擬的辦法可以檢驗(yàn)功能的正確性，依照原理圖，對PCB板進(jìn)行騷擾噪聲分析、自動布線、熱分析、可靠性、安全性分析以及PCB后分析，在第二次模擬方針中，確認(rèn)PCB板在工作時間中是否可行，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能制作B板，EDA技術(shù)在電路系統(tǒng)產(chǎn)生之前，應(yīng)該詳細(xì)地了解系統(tǒng)的物理功能和功能特性，精簡開發(fā)時間，降低成本，消除開發(fā)所帶來的風(fēng)險。

5 結(jié)語

本文重點(diǎn)講述了EDA技術(shù)目前狀況、未來走向以及要點(diǎn)。EDA電子技術(shù)給我國的電子系統(tǒng)的發(fā)展帶來了很大的影響，目前的EDA技術(shù)應(yīng)用前景是一片光明的，但面臨的問題還很多，還需要不斷地完善。

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