電子設計自動(dòng)化的特點(diǎn)

　　電子設計自動(dòng)化(EDA:Electronic Design automation)是將計算機技術(shù)應用于電子設計過(guò)程中而形成的一門(mén)新技術(shù)。下面我們一起分析一下電子設計自動(dòng)化的特點(diǎn)，喜歡的朋友快來(lái)看看吧!

　　電子設計自動(dòng)化的發(fā)展優(yōu)勢

　　一、電子設計自動(dòng)化技術(shù)概述

　　2世紀末，電子設計技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，現代電子設計技術(shù)的核心已日趨轉向基于計算機的電子設計自動(dòng)化技術(shù)，即EDA(ElectronicDesignAutomation)技術(shù)。EDA技術(shù)就是依賴(lài)功能強大的計算機，在EDA工具軟件平臺上，對以硬件描述語(yǔ)言HDL(HardwareDescriptionLanguage)為系統邏輯描述手段完成的設計文件，自動(dòng)地完成邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合、結構綜合(布局布線(xiàn))，以及邏輯優(yōu)化和仿真測試，直至實(shí)現既定的電子線(xiàn)路系統功能。EDA技術(shù)在硬件實(shí)現方面融合了大規模集成電路制造技術(shù)，IC版圖設計技術(shù)、ASIC測試和封裝技術(shù)、FPGA/CPLD編程下載技術(shù)、自動(dòng)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(shù)以及多種計算機語(yǔ)言的設計概念;而在現代電子學(xué)方面則容納了更多的內容，如電子線(xiàn)路設計理論、數字信號處理技術(shù)、數字系統建模和優(yōu)化技術(shù)及長(cháng)線(xiàn)技術(shù)理論等。

　　二、電子設計自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程

　　EDA技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)由淺到深的過(guò)程。2世紀7年代，隨著(zhù)中小規模集成電路的開(kāi)發(fā)應用，傳統的手工制圖設計印刷電路板和集成電路的方法已無(wú)法滿(mǎn)足設計精度和效率的要求，因此工程師們開(kāi)始進(jìn)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(lái)，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)品在規模和制作上的需要，隨之出現了以計算機仿真和自動(dòng)布線(xiàn)為核心技術(shù)的第二代EDA技術(shù)。其特點(diǎn)是以軟件工具為核心，通過(guò)這些軟件完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的設計、分析、生產(chǎn)、測試等各項工作。9年代后，EDA技術(shù)繼續發(fā)展，出現了以高級語(yǔ)言描述、系統級仿真和綜合技術(shù)為特征的第三代EDA技術(shù)。它的出現，極大地提高了系統設計的效率，使廣大的電子設計師開(kāi)始實(shí)現“概念驅動(dòng)工程”的夢(mèng)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(jiàn)，EDA技術(shù)可以看做是電子CAD的高級階段。EDA工具的出現，給電子系統設計帶來(lái)了革命性的變化。隨著(zhù)Intel公司Pentium處理器的推出，Xilinx等公司幾十萬(wàn)門(mén)規模的FPGA的上市，以及大規模的芯片組和高速、高密度印刷電路板的應用，EDA技術(shù)在仿真、時(shí)序分析、集成電路自動(dòng)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(zhù)新的巨大的挑戰。這些問(wèn)題實(shí)際上也是新一代EDA技術(shù)未來(lái)發(fā)展的趨勢。

　　三、電子設計自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢

　　在傳統的數字電子系統或IC設計中，手工設計占了較大的比例。一般先按電子系統的具體功能要求進(jìn)行功能劃分，然后將每個(gè)電子模塊畫(huà)出真值表，用卡諾圖進(jìn)行手工邏輯簡(jiǎn)化，寫(xiě)出布爾表達式，畫(huà)出相應的邏輯線(xiàn)路圖，再據此選擇元器件，設計電路板，最后進(jìn)行實(shí)測與調試。手工設計方法主要有以下缺點(diǎn)：復雜電路的設計、調試十分困難;由于無(wú)法進(jìn)行硬件系統功能仿真，如果某一過(guò)程存在錯誤，查找和修改十分不便;設計過(guò)程中產(chǎn)生大量文檔，不易管理;對于IC設計而言，設計實(shí)現過(guò)程與具體生產(chǎn)工藝直接相關(guān)，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(jìn)行實(shí)測。與之相比，EDA技術(shù)的優(yōu)勢則顯而易見(jiàn)。

　　1.用HDL對數字電子系統進(jìn)行抽象的行為與功能描述到具體的內部線(xiàn)路結構描述，從而可以在電子設計的各個(gè)階段、各個(gè)層次進(jìn)行計算機模擬驗證，保證設計過(guò)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(dòng)設計過(guò)程，關(guān)鍵是有各類(lèi)庫的支持，如邏輯仿真時(shí)的模擬庫、邏輯綜合時(shí)的綜合庫、版圖綜合時(shí)的版圖庫、測試綜合時(shí)的測試庫等。

　　3.某些HDL語(yǔ)言也是文檔型的語(yǔ)言(如VHDL)，極大地簡(jiǎn)化設計文檔的管理。

　　4.EDA技術(shù)中最為令人矚目的功能，即最具現代電子設計技術(shù)特征的功能是日益強大的邏輯設計仿真測試技術(shù)。這極大地提高了大規模系統電子設計的自動(dòng)化程度。

　　5.傳統的電子設計方法至今沒(méi)有任何標準規范加以約束，因此，設計效率低，系統性能差，開(kāi)發(fā)成本高，市場(chǎng)競爭能力小。EDA技術(shù)的設計語(yǔ)言是標準化的，不會(huì )由于設計對象的不同而改變;它的開(kāi)發(fā)工具是規范化的，EDA軟件平臺支持任何標準化的設計語(yǔ)言;它的設計成果是通用性的，IP核具有規范的接口協(xié)議。良好的可移植與可測試性，為系統開(kāi)發(fā)提供了可靠的保證。

　　6.EDA技術(shù)最大的優(yōu)勢就是能將所有設計環(huán)節納入統一的自頂向下的設計方案中。

　　7.EDA不但在整個(gè)設計流程上充分利用計算機的自動(dòng)設計能力，在各個(gè)設計層次上利用計算機完成不同內容的仿真模擬，而且在系統板設計結束后仍可利用計算機對硬件系統進(jìn)行完整的測試。而傳統的'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上進(jìn)行局部的軟件仿真調試，在整個(gè)設計的中間過(guò)程是無(wú)能為力的。

　　四、電子設計自動(dòng)化技術(shù)的展望目前，現代集成電路技術(shù)的發(fā)展使以現場(chǎng)可編程門(mén)陣列為代表的大容量可編程邏輯器件的等效門(mén)數迅速提高，其規模直逼標準門(mén)陣列，達到了系統集成的水平。特別是進(jìn)入2世紀9年代后，隨著(zhù)CPLD、FPGA等現場(chǎng)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(yǔ)言的普及，ASIC技術(shù)的不斷完善，EDA技術(shù)在現代數字系統和微電子技術(shù)應用中起著(zhù)越來(lái)越重要的作用。從通常意義上來(lái)說(shuō)，現代電子系統的設計已經(jīng)再也離不開(kāi)EDA技術(shù)的幫助了。

　　21世紀將是EDA技術(shù)的高速發(fā)展時(shí)期，并著(zhù)眼于數字邏輯向模擬電路和數�；旌想娐返姆较虬l(fā)展。EDA將會(huì )超越電子設計的范疇進(jìn)入其他領(lǐng)域，隨著(zhù)基于EDA的SoC設計技術(shù)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(lái)的電子系，設計(ESL)將不再是電子工程師們的專(zhuān)利。

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