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電子設計自動化的特點
電子設計自動化(EDA:Electronic Design automation)是將計算機技術應用于電子設計過程中而形成的一門新技術。下面我們一起分析一下電子設計自動化的特點，喜歡的朋友快來看看吧!
電子設計自動化的發(fā)展優(yōu)勢
一、電子設計自動化技術概述
2世紀末，電子設計技術獲得了飛速的發(fā)展，現(xiàn)代電子設計技術的核心已日趨轉向基于計算機的電子設計自動化技術，即EDA(ElectronicDesignAutomation)技術。EDA技術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(HardwareDescriptionLanguage)為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設計文件，自動地完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結構綜合(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技術在硬件實現(xiàn)方面融合了大規(guī)模集成電路制造技術，IC版圖設計技術、ASIC測試和封裝技術、FPGA/CPLD編程下載技術、自動測試技術等;在計算機輔助工程方面融合了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)、計算機輔助工程(CAE)技術以及多種計算機語言的設計概念;而在現(xiàn)代電子學方面則容納了更多的內(nèi)容，如電子線路設計理論、數(shù)字信號處理技術、數(shù)字系統(tǒng)建模和優(yōu)化技術及長線技術理論等。
二、電子設計自動化技術的發(fā)展歷程
EDA技術的發(fā)展經(jīng)歷了一個由淺到深的過程。2世紀7年代，隨著中小規(guī)模集成電路的開發(fā)應用，傳統(tǒng)的手工制圖設計印刷電路板和集成電路的方法已無法滿足設計精度和效率的要求，因此工程師們開始進行二維平面圖形的計算機輔助設計，以便把人們從繁雜、機械的版圖設計工作中解脫出來，這就產(chǎn)生了第一代EDA工具。到了8年代，為了適應電子產(chǎn)品在規(guī)模和制作上的需要，隨之出現(xiàn)了以計算機仿真和自動布線為核心技術的第二代EDA技術。其特點是以軟件工具為核心，通過這些軟件完成產(chǎn)品開發(fā)的設計、分析、生產(chǎn)、測試等各項工作。9年代后，EDA技術繼續(xù)發(fā)展，出現(xiàn)了以高級語言描述、系統(tǒng)級仿真和綜合技術為特征的第三代EDA技術。它的出現(xiàn)，極大地提高了系統(tǒng)設計的效率，使廣大的電子設計師開始實現(xiàn)“概念驅(qū)動工程”的夢想。設計師們擺脫了大量的輔助設計工作，而把精力集中于創(chuàng)造性的方案與概念構思上，從而極大地提高了設計效率，縮短了產(chǎn)品的研制周期。由此可見，EDA技術可以看做是電子CAD的高級階段。EDA工具的出現(xiàn)，給電子系統(tǒng)設計帶來了革命性的變化。隨著Intel公司Pentium處理器的推出，Xilinx等公司幾十萬門規(guī)模的FPGA的上市，以及大規(guī)模的芯片組和高速、高密度印刷電路板的應用，EDA技術在仿真、時序分析、集成電路自動測試、高速印刷電路板設計及操作平臺的擴展等方面都面臨著新的巨大的挑戰(zhàn)。這些問題實際上也是新一代EDA技術未來發(fā)展的趨勢。
三、電子設計自動化技術的優(yōu)勢
在傳統(tǒng)的數(shù)字電子系統(tǒng)或IC設計中，手工設計占了較大的比例。一般先按電子系統(tǒng)的具體功能要求進行功能劃分，然后將每個電子模塊畫出真值表，用卡諾圖進行手工邏輯簡化，寫出布爾表達式，畫出相應的邏輯線路圖，再據(jù)此選擇元器件，設計電路板，最后進行實測與調(diào)試。手工設計方法主要有以下缺點：復雜電路的設計、調(diào)試十分困難;由于無法進行硬件系統(tǒng)功能仿真，如果某一過程存在錯誤，查找和修改十分不便;設計過程中產(chǎn)生大量文檔，不易管理;對于IC設計而言，設計實現(xiàn)過程與具體生產(chǎn)工藝直接相關，因此可移植性差;只有在設計出樣機或生產(chǎn)出芯片后才能進行實測。與之相比，EDA技術的優(yōu)勢則顯而易見。
1.用HDL對數(shù)字電子系統(tǒng)進行抽象的行為與功能描述到具體的內(nèi)部線路結構描述，從而可以在電子設計的各個階段、各個層次進行計算機模擬驗證，保證設計過程的正確性，可以大大降低設計成本，縮短設計周期。
2.EDA工具之所以能夠完成各種自動設計過程，關鍵是有各類庫的支持，如邏輯仿真時的模擬庫、邏輯綜合時的綜合庫、版圖綜合時的版圖庫、測試綜合時的測試庫等。
3.某些HDL語言也是文檔型的語言(如VHDL)，極大地簡化設計文檔的管理。
4.EDA技術中最為令人矚目的功能，即最具現(xiàn)代電子設計技術特征的功能是日益強大的邏輯設計仿真測試技術。這極大地提高了大規(guī)模系統(tǒng)電子設計的自動化程度。
5.傳統(tǒng)的電子設計方法至今沒有任何標準規(guī)范加以約束，因此，設計效率低，系統(tǒng)性能差，開發(fā)成本高，市場競爭能力小。EDA技術的設計語言是標準化的，不會由于設計對象的不同而改變;它的開發(fā)工具是規(guī)范化的，EDA軟件平臺支持任何標準化的設計語言;它的設計成果是通用性的，IP核具有規(guī)范的接口協(xié)議。良好的可移植與可測試性，為系統(tǒng)開發(fā)提供了可靠的保證。
6.EDA技術最大的優(yōu)勢就是能將所有設計環(huán)節(jié)納入統(tǒng)一的自頂向下的設計方案中。
7.EDA不但在整個設計流程上充分利用計算機的自動設計能力，在各個設計層次上利用計算機完成不同內(nèi)容的仿真模擬，而且在系統(tǒng)板設計結束后仍可利用計算機對硬件系統(tǒng)進行完整的測試。而傳統(tǒng)的'設計方法，如單片機仿真器的使用僅僅只能在最后完成的系統(tǒng)上進行局部的軟件仿真調(diào)試，在整個設計的中間過程是無能為力的。
四、電子設計自動化技術的展望目前，現(xiàn)代集成電路技術的發(fā)展使以現(xiàn)場可編程門陣列為代表的大容量可編程邏輯器件的等效門數(shù)迅速提高，其規(guī)模直逼標準門陣列，達到了系統(tǒng)集成的水平。特別是進入2世紀9年代后，隨著CPLD、FPGA等現(xiàn)場可編程邏輯器件的逐漸興起，VHDL、Verilog等通用性好、移植性強的硬件描述語言的普及，ASIC技術的不斷完善，EDA技術在現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)和微電子技術應用中起著越來越重要的作用。從通常意義上來說，現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設計已經(jīng)再也離不開EDA技術的幫助了。
21世紀將是EDA技術的高速發(fā)展時期，并著眼于數(shù)字邏輯向模擬電路和數(shù)模混合電路的方向發(fā)展。EDA將會超越電子設計的范疇進入其他領域，隨著基于EDA的SoC設計技術的發(fā)展、軟硬核功能庫的建立、IP核復用，以及基于HDL的自頂向下的設計理念的確立，未來的電子系，設計(ESL)將不再是電子工程師們的專利。
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