淺談電子設(shè)計自動化的發(fā)展和未來

1、.淺談電子設(shè)計自動化的發(fā)展和未來 班 級： 12機電二班 學(xué) 號： 1201050048 姓 名： 孫紀偉 寫作時間： 2014.11.26 電子設(shè)計自動化（EDA）的最終目的是設(shè)計出電路。電路大致分為兩種：一種是基于PCB 的電路；另一種是集成電路，即 IC（含 PLD 和 ASIC）。實現(xiàn) IC 和 PCB電路的思想、方法和過程就構(gòu)成 EDA 的全部內(nèi)容。本書內(nèi)容按照 EDA 的層次化設(shè)計方法和知識模塊組織，分為兩大部分：第一部分“理論與實踐”主要介紹電子設(shè)計自動化（EDA）技術(shù)基礎(chǔ)、電子系統(tǒng)設(shè)計與電子組裝、微電子技術(shù)與集成電路基礎(chǔ)、系統(tǒng)設(shè)計與仿真、電路級設(shè)計與仿真、SPICE語言和模擬電

2、路設(shè)計、VHDL、Verilog HDL、可編程邏輯器件（PLD）與SOPC、IC設(shè)計流程與Soc、PCB設(shè)計技術(shù)；第二部分“工具軟件使用指導(dǎo)”主要介紹動態(tài)系統(tǒng)仿真軟件System View Multisim電子實驗工作臺軟件、電路原理圖及PCB設(shè)計軟件ProteIDXP、電路設(shè)計與仿真軟件OrCAD、ALTERA可編程器件開發(fā)系統(tǒng)MAX+plus、Silvaco IC設(shè)計軟件介紹、Microwind IC版圖設(shè)計軟件。20世紀末電子設(shè)計技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透到社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，

3、產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也變得越來越快。 現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心已日趨轉(zhuǎn)向基于計算機的電子設(shè)計自動化技術(shù)：即EDA Electronic Design Automation技術(shù)。EDA技術(shù)就是依賴功能強大的計算機，在EDA工具軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL Hardware Description Language為系統(tǒng)邏輯描述。手動完成的設(shè)計文件、自動地完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)綜合布局布線以及邏輯優(yōu)化和仿真測試，直至實現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能。EDA技術(shù)使得設(shè)計者的工作僅限于利用軟件的方式，即利用硬件描述語言和EDA軟件來完成對系統(tǒng)硬件功能的實現(xiàn)，這是電子設(shè)計技術(shù)的一個

4、巨大進步。 另一方面，在現(xiàn)代高新電子產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)中，微電子技術(shù)和現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)是相互促進、相互推動又相互制約的兩個環(huán)節(jié)，前者代表了物理層在廣度和深度上硬件電路實現(xiàn)的發(fā)展，后者則反映了現(xiàn)代先進的電子理論、電子技術(shù)、仿真技術(shù)、設(shè)計工藝和設(shè)計技術(shù)與最新的計算機軟件技術(shù)有機的融合和升華。因此，嚴格地說EDA技術(shù)應(yīng)該是這二者的結(jié)合，是這兩個技術(shù)領(lǐng)域共同孕育的奇葩。 EDA技術(shù)在硬件實現(xiàn)方面融合了大規(guī)模集成電路制造技術(shù)IC版圖設(shè)計技術(shù)、ASIC測試和封裝技術(shù)、FPGA/CPLD編程下載技術(shù)、自動測試技術(shù)等，在計算機輔助工程方面融合了計算機輔助設(shè)計CAD、計算機輔助制造CAM、計算機輔助測試CAT、計

5、算機輔助工程CAE技術(shù)以及多種計算機語言的設(shè)計概念而在現(xiàn)代電子學(xué)方面則容納了更多的內(nèi)容，如電子線路設(shè)計理論、數(shù)字信號處理技術(shù)、數(shù)字系統(tǒng)建模和優(yōu)化技術(shù)及長線技術(shù)理論等。因此EDA技術(shù)為現(xiàn)代電子理論和設(shè)計的表達與實現(xiàn)提供了可能性。 在現(xiàn)代技術(shù)的所有領(lǐng)域中，縱觀許多得以飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，多為計算機輔助設(shè)計，而非自動化設(shè)計。顯然，最早進入設(shè)計自動化的技術(shù)領(lǐng)域之一是電子技術(shù)，這就是為什么電子技術(shù)始終處于所有科學(xué)技術(shù)發(fā)展最前列的原因之一。不難理解EDA技術(shù)已不是某一學(xué)科的分支，或某種新的技能技術(shù)，而應(yīng)該是一門綜合性學(xué)科。它融合多學(xué)科于一體，又滲透于各學(xué)科之中，打破了軟件和硬件間的壁壘使計算機的軟件技術(shù)與

6、硬件實現(xiàn)、設(shè)計效率和產(chǎn)品性能合二為一，它代表了電子設(shè)計技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向。 正因為EDA技術(shù)豐富的內(nèi)容以及與電子技術(shù)各學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)性，其發(fā)展的歷程同大規(guī)模集成電路設(shè)計技術(shù)、計算機輔助工程、可編程邏輯器件以及電子設(shè)計技術(shù)和工藝的發(fā)展是同步的。就過去近30年的電子技術(shù)的發(fā)展歷程，可大致將EDA技術(shù)的發(fā)展分為三個階段。 20世紀70年代，在集成電路制作方面MOS工藝已得到廣泛的應(yīng)用?？删幊踢壿嫾夹g(shù)及其器件已經(jīng)問世，計算機作為一種運算工具已在科研領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而在后期CAD的概念已見雛形，這一階段人們開始利用計算機取代手工勞動，輔助進行集成電路版圖編輯、PCB布局布線等工作。 20世紀80

7、年代，集成電路設(shè)計進入了CMOS互補場效應(yīng)管時代。復(fù)雜可編程邏輯器件已進入商業(yè)應(yīng)用，相應(yīng)的輔助設(shè)計軟件也已投入使用。而在80年代末，出現(xiàn)了FPGA Field Programmable Gate Array CAE和CAD技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛。它們在PCB設(shè)計方面的原理圖輸入、自動布局布線及PCB分析以及邏輯設(shè)計、邏輯仿真、布爾方程綜合和化簡等方面擔任了重要的角色。特別是各種硬件描述語言的出現(xiàn)、應(yīng)用和標準化方面的重大進步，為電子設(shè)計自動化必須解決的電路建模、標準文檔及仿真測試奠定了基礎(chǔ)。 進入20世紀90年代，隨著硬件描述語言的標準化得到進一步的確立，計算機輔助工程、輔助分析和輔助設(shè)計在電子技術(shù)

8、領(lǐng)域獲得更加廣泛的應(yīng)用。與此同時，電子技術(shù)在通信、計算機及家電產(chǎn)品生產(chǎn)中的市場需求和技術(shù)需求，也極大地推動了全新的電子設(shè)計自動化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。特別是集成電路設(shè)計工藝步入了超深亞微米階段，百萬門以上的大規(guī)模可編程邏輯器件的陸續(xù)面世，以及基于計算機技術(shù)的面向用戶的低成本大規(guī)模ASIC設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，促進了EDA技術(shù)的形成。更為重要的是各EDA公司致力于推出兼容各種硬件實現(xiàn)方案和支持標準硬件描述語言的EDA工具軟件的研究，都有效地將EDA技術(shù)推向成熟和實用。 EDA技術(shù)在進入21世紀后，得到了更大的發(fā)展，突出表現(xiàn)在以下幾個方面。 在FPGA上實現(xiàn)DSP數(shù)字信號處理，應(yīng)用成為可能，用純數(shù)字邏輯進行

9、DSP模塊的設(shè)計，使得高速DSP實現(xiàn)成為現(xiàn)實，并有力地推動了軟件無線電技術(shù)的實用化和發(fā)展?；贔PGA的DSP技術(shù)為高速數(shù)字信號處理算法提供了實現(xiàn)途徑。 嵌入式處理器軟核的成熟，使得SOPC System On a Programmable Chip步入大規(guī)模應(yīng)用階段，在一片F(xiàn)PGA中實現(xiàn)一個完備的數(shù)字處理系統(tǒng)成為可能。 使電子設(shè)計成果以自主知識產(chǎn)權(quán)的方式得以明確表達和確認成為可能。 在仿真和設(shè)計兩方面支持標準硬件描述語言且功能強大的EDA軟件不斷推出。 電子技術(shù)領(lǐng)域全方位融入EDA技術(shù)，除了日益成熟的數(shù)字技術(shù)外，傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)設(shè)計建模理念發(fā)生了重大的變化，軟件無線電技術(shù)的崛起，模擬電路系統(tǒng)硬件描述語言的表達和設(shè)計的標準化，統(tǒng)可編程模擬器件的出現(xiàn)，數(shù)字信號處理和圖像處理的全硬件實現(xiàn)方案的普遍接受，軟硬件技術(shù)的進一步融合等。 EDA使得電子領(lǐng)域各學(xué)科的界限更加模糊，更加互為包容、模擬與數(shù)字、軟件與硬件、系統(tǒng)與器件、ASIC與FPGA、行為與結(jié)構(gòu)等。 更大規(guī)模的FPGA和CPLD器件的不斷推出。 基于EDA的用于ASIC設(shè)計的標準單元已涵蓋大規(guī)模電子系統(tǒng)及復(fù)雜IP核模塊。 軟硬IP Intellectual Property核在電子行業(yè)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 SOC高效低成本設(shè)計