EDA技術在現代電子設計中的應用研究

蔡驍

摘 要：Electronic Design Automation即EDA技術，其是指電子設計自動化。EDA技術作為一種新型技術，具備較快的發展速度，其設計載體是可編程大規模邏輯器件，其主導的描述系統邏輯的語言是硬件表述語言，其設計工具是可編程大規模邏輯器件的實驗開發系統和軟件系統、計算機，結合相關的開發軟件，自動以軟件的形式在硬件系統中設計電子系統的一種新型技術。EDA技術能夠進行邏輯優化、邏輯分割、邏輯化簡、邏輯綜合、邏輯編譯、邏輯仿真、邏輯布局布線等，進行相應目標芯片的編程下載、邏輯映射、適配編譯等工作，從而使專用集成芯片或者是集成電子系統最終形成。

關鍵詞：EDA技術；現代電子設計；應用

EDA技術是于20世紀90年代發展起來的新型技術，已成為現代電子設計發展的新潮流，該項技術是以計算機的工作平臺為基礎的，對職能化技術、計算機的相關技術與電子技術等一系列的科技技術進行了綜合，實現電子產品自動化的設計。技術作為現代電子設計當中的重要手段，其應用的作用日漸凸顯，應用的領域非常廣泛，電子組件、通訊、信息等行業都要依靠技術。在現代電子設計當中，技術具有核心性的作用，是不可替代的。

1.EDA技術的主要內容

1.1大規模可編程邏輯器件（PLD）

大規模可編程邏輯器件（PLD）是近年來發展起來的一種新型集成電路，其利用EDA技術為設計載體。當前應用最廣泛的有以下兩種：現場可編程門陣列（FPGA）；復雜可編程邏輯器件（CPLD），這兩者的出現在很大程度上加快了電子產品更新換代的步伐。下一代CPLD將呈現出以下四大發展趨勢：最先進的ASIC生產工藝將被廣泛用于以FDGA為代表的可編程邏輯器件上；越來越多的高端FPGA產品將包含DSP或CPU等處理器內核，從而FPGA將由傳統的硬件設計手段逐步過渡為系統級設計平臺；FPGA將包含功能越來越豐富的硬核（Hard IP Core），與傳統的ASIC進一步融合，并通過結構化ASIC技術加快占領部分ASIC市場；低成本FPGA的密度越來越高，價格越來越合理，將成為FPGA發展的中堅力量。這四個發展趨勢可簡稱為先進工藝、處理器內核、硬核與結構化ASIC、低成本器件。

1.2硬件描述語言（HDL）

HDL是以PLD為物理實現工具，對電子系統硬件的功能、特性進行描述的一類語言。目前，任何一種EDA工具都需要HDL，而較有影響力的HDL有：ABEL-HDL語言，VHDL語言等。ABEL-HDL語言：這是一種早期硬件描述語言。它可以在硬件設計中，方便準確的描述該硬件的邏輯功能，但ABEL-HDL語言特性受支持程度不高。VHDL語言：全稱為超高速集成電路硬件描述語言（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language），是當今世界EDA技術的主用語言，由美國國防部于上世紀八十年代末研發成型。VHDL語言具有齊全的設計功能且易于共享，已成為標準的硬件描述語言。

1.3軟件開發工具

EDA軟件在EDA領域占有很重要的位置，按其工作領域與主要功能可分為電子電路設計工具、仿真工具、PCB設計軟件、IC設計軟件、PLD設計工具等，其中IC設計工具與PLD設計工具代表了當今電子設計的發展水平。IC設計工具自問世以來，發展迅速，其本身已發展到ASIC芯片設計階段。PLD是一種由用戶以自身需要為起點構造邏輯功能的電路。目前小型簡單的PLD工具，一般由生產廠家提供，而大型復雜的，則需要軟件設計公司聯合推出。

2.EDA技術在現代電子設計中的應用價值

目前，EDA技術應用十分廣泛，其在電子設計領域中的實踐應用，發揮著關鍵性的作用。現代電子設計的編程方式一般以在線編程和無線編程為主，而EDA技術不僅能夠滿足設計工作的實際需求，同時還可真正實現無障礙編程。實踐過程中，具有良好的保密性和可靠性，可從根本上解決復位障礙問題。在壓縮和集成功能的應用環境下，能夠對產品系統中的芯片進行有效集成，以此為后續的管理工作提供便利條件，更加有助于風險防控工作的順利開展，保證了電子設計的可靠性。另外EDA技術在電子設計中的應用效率也比較高，其可實現多種任務的同步運行。在多模塊功能的應用環境中，可提升設計水平，加快設計進度，以此推動電子設計工作朝著市場化、信息化的方向發展。

3.EDA技術在現代電子設計當中的應用

EDA技術應用范圍廣泛，在現代電子設計當中發揮著一系列作用。現代電子設計技術當中，在線編程和無線編程是應用較廣的方式，EDA技術不但可以充分滿足電子設計發展的需要，還能促進無障礙的編程的達成，編程的過程當中可以有效保障保密性。EDA技術可靠性十分顯著，當電子設計出現跑飛、障礙等問題時，該技術能夠有效地解決。還能在應用壓縮功能與集成功能的情況下，實現對電子設計的產品系統朝某一芯片有效的集成，這樣為設計管理的實踐帶來了極大的便利，有利于控制電子設計的風險，有效保證設計的可靠性。此外，該技術在電子設計當中的應用也有很高效率，可以實現多個任務同時運行。

EDA技術應用當中，能夠用于多模塊功能，使電子設計的速度得到又下的較快，同時改善了電子設計的水平及效率，推動了電子設計向市場化的發展。此外，EDA技術還有很強適應性，利用對該技術高效、高速和大容量的特點的有效性，在促進電子的設計創新和升級方面發揮著巨大作用。EDA技術所具有的優勢和特征，極大的促進了現代電子設計與相關行業的發展。

4.結語

總而言之，在電子設計行業中，EDA技術屬于一個偉大的變革，當今恰恰處在迅速發展的時期，每一年都會出現一些新型的EDA工具，而國內應用EDA技術的能力還遠遠不如一些發達國家。為此無論是作為高校電子類的學生、還是電子硬件工程師，都務必學習和掌握EDA技術，從而能夠開發CPLD/FPGA。只有如此，才可以在未來的社會發展和競爭中占據優勢地位。

參考文獻：

[1]杜衛平.EDA技術在電子設計中的應用[J].現代工業經濟和信息化，2017.

[2]楊焯群.EDA技術發展綜述[J].電子制作，2018.