EDA技术及其发展概要
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EDA技术及发展趋势(一)
EDA 技术及发展趋势(一)1EDA 技术的概念及范畴EAD 技术是在电子CAD 技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。
利用EDA 工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC 版图或PCB 版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
现在对EDA 的概念或范畴用得很宽。
包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA 的应用。
目前EDA 技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。
例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA 技术。
本文所指的EDA 技术，主要针对电子电路设计、PCB 设计和IC 设计。
EDA 设计可分为系统级、电路级和物理实现级。
2EDA 常用软件EDA 工具层出不穷，目前进入我国并具有广泛影响的EDA 软件有：mulTISIM7（原EWB 的最新版本）、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim 等等。
这些工具都有较强的功能，一般可用于几个方面，例如很多软件都可以进行电路设计与仿真，同进还可以进行PCB 自动布局布线，可输出多种网表文件与第三方软件接口。
下面按主要功能或主要应用场合，分为电路设计与仿真工具、PCB 设计软件、IC 设计软件、PLD 设计工具及其它EDA 软件，进行简单介绍。
2.1 电子电路设计与仿真工具我们大家可能都用过试验板或者其他的东西制作过一些电子制做来进行实践。
但是有的时候，我们会发现做出来的东西有很多的问题，事先并没有想到，这样一来就浪费了我们的很多时间和物资。
第1章 EDA技术概述
第1章
EDA技术概述
1.1 EDA技术及其发展
现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动 化技术 EDA（Electronic Design Automation）技术。
20世纪70年代 EDA技术雏形 20世纪80年代 EDA技术基础形成 20世纪90年代 EDA技术成熟和实用
1.1 EDA技术及其发展
行为综合
(3)逻辑综合
(4)版图综合或结构综合
1.4 HDL综合
1.5 自顶向下的设计技术
1.6 EDA技术的优势
1．保证设计过程的正确性，大大降低设计成本，缩短设计周期。 2．有各类库的支持。 3．极大地简化设计文档的管理。 4．日益强大的逻辑设计仿真测试技术。 5．设计者拥有完全的自主权，再无受制于人之虞。 6．良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。 7．能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。
1.2 EDA技术实现目标
1. 可编程逻辑器件
2. 半定制或全定制 ASIC
3. 混合ASIC
1.3 硬件描述语言
VHDL 在EDA设计中使用最多，也得到几 乎所有的主流EDA工具的支持
Verilog HDL
HDL SystemVerilog 这两种HDL语言还处于完善过程中， 主要加强了系统验证方面的功能。 System C
●使电子设计成果以自主知识产权(IP)的方式得以 明确表达和确认成为可能。 ●在仿真验证和设计两方面都支持标准硬件描述 语言的功能强大的EDA软件不断推出。 21世纪 后 ●电子技术全方位进入EDA时代。 ●电子领域各学科的界限更加模糊，更互为包容。 ●更大规模的FPGA和CPLD器件的不断推出。 ●基于EDA工具的用于ASIC设计的标准单元已涵盖大规模电子系统及复杂 IP核模块 。 ● 软硬IP核在电子行业的产业领域广泛应用。 ● SoC高效低成本设计技术的成熟。 ● 复杂电子系统的设计和验证趋于简单。
EDA技术概述
1.1 EDA技术及其发展
现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动 化技术 EDA（Electronic Design Automation）技术。
20世纪70年代 EDA技术雏形 20世纪80年代 EDA技术基础形成 20世纪90年代 EDA技术成熟和实用
1.1 EDA技术及其发展
行为综合
(3)逻辑综合
(4)版图综合或结构综合
1.4 HDL综合
1.5 自顶向下的设计技术
1.6 EDA技术的优势
1．保证设计过程的正确性，大大降低设计成本，缩短设计周期。 2．有各类库的支持。 3．极大地简化设计文档的管理。 4．日益强大的逻辑设计仿真测试技术。 5．设计者拥有完全的自主权，再无受制于人之虞。 6．良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。 7．能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。
1.2 EDA技术实现目标
1. 可编程逻辑器件
2. 半定制或全定制 ASIC
3. 混合ASIC
1.3 硬件描述语言
VHDL 在EDA设计中使用最多，也得到几 乎所有的主流EDA工具的支持
Verilog HDL
HDL SystemVerilog 这两种HDL语言还处于完善过程中， 主要加强了系统验证方面的功能。 System C
●使电子设计成果以自主知识产权(IP)的方式得以 明确表达和确认成为可能。 ●在仿真验证和设计两方面都支持标准硬件描述 语言的功能强大的EDA软件不断推出。 21世纪 后 ●电子技术全方位进入EDA时代。 ●电子领域各学科的界限更加模糊，更互为包容。 ●更大规模的FPGA和CPLD器件的不断推出。 ●基于EDA工具的用于ASIC设计的标准单元已涵盖大规模电子系统及复杂 IP核模块 。 ● 软硬IP核在电子行业的产业领域广泛应用。 ● SoC高效低成本设计技术的成熟。 ● 复杂电子系统的设计和验证趋于简单。
EDA发展概况详细介绍
EDA发展概况详细介绍20世纪60年代中期计算机刚进入使用阶段，人们希望使用计算机设计电子产品，设计人员开发出各种计算机辅助设计工具来辅助电子产品的设计。
随着电路理论和半导体工艺水平的提高，EDA技术得到飞速发展，EDA工具的作用范围从PCB板设计延伸到电子线路和集成电路的设计，甚至延伸到了整个系统的设计。
在EDA技术发展的历程中，共经历了三个阶段。
1.CAD阶段：七十年代，用计算机辅助进行IC排版编辑、PCB布局布线，取代了手工画图。
电子线路的计算机辅助设计（CAD，Computer Aided Design）是EDA发展的初级阶段。
它利用计算机的图形编辑、分析和储存能力，协助工程师进行电子系统的IC（Integrated Circuit）版图编辑和PCB（Printed Circuit Board）布局布线，取代手工操作。
她可以减少设计人员的繁琐重复劳动，但自动化程度低，需要人工干预整个设计过程。
这类专用软件大多以微机为工作平台，易于学习和使用，设计中小规模电子系统可靠有效。
现仍有很多这类专用软件被用于工程设计。
由此产生了计算机辅助设计的概念。
2.CAE阶段：八十年代，只吃电路功能设计和结构设计，通过电路网表将两者结合在一起，实现了工程设计。
CAE的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。
与CAD相比，除了纯粹的图形绘制功能外，该阶段已具备了设计自动化的功能。
其主要特征是具备了自动布局布线和电路的计算机仿真、分析和验证功能。
又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将二者结合在一起，以实现工程设计，这就是计算机辅助工程的概念CAE（Computer Aided Engineering）。
3.EDA阶段：九十年代，高级EDA阶段，又称为电子系统设计自动化（ESDA，Electronic System Design Automation）。
过去传统的电子系统产品的设计方法是采用“自底而上”的顺序。
EDA 软件发展概况
EDA软件发展概况EDA是Electronic Design Automation (电子设计自动化)的英文缩写。
EDA技术是伴随着计算机、集成电路、电子系统的设计发展起来的，它是以电子CAD技术为基础所发展起来的计算机软件系统，以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术等成果，来进行电子产品的自动设计。
可以说，EDA技术是电子设计技术的核心。
随着时代的进步，该技术不断取得了突破性的进展。
EDA技术的发展是一个漫长的过程。
自从20世纪70年代的CAD(计算机辅助设计)的出现，从而产生了计算机辅助设计的概念，这是的CAD一定意义上取代了手工操作。
到了80年代的CAE（计算机辅助工程设计)，增加了电路功能设计和结构设计，实现了工程设计。
再到90年代的EDA (电子设计自动化)，提高了整个设计过程的自动化与智能化，使应用起来更加的方便。
从这个漫长的过程之中可以看出，自从电子设计技术出现以来，随着需求的提高与无数人的努力，EDA技术显得越来越成熟，同时也给我们带来了更多的便利。
现代社会，对EDA技术的应用非常广泛。
包括在电子、机械、通信、航空、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。
EDA技术的实用性与重要性可见一斑。
所以，身为新一代的机械专业的大学生，我们很有必要对EDA技术作相应的了解与学习，掌握好EDA技术，无论对我们的学习还是工作都至关重要。
目前，常见EDA工具有PROTEL、Matlab、SystemView、MMICAD、ORCAD、SPICE、E1ectronics Workbench等。
其中，PROTEL是PROTEL 公司在20世纪80年代末推出的一款EDA软件，它在电子行业的设计软件中，当之无愧地排在众多EDA软件的前面，在国内使用较早、普及率也最高，几乎所有的电子公司都要用到它，是电子设计的首选软件。
随着时代的发展，过往的EDA软件不可能一成不变。
第一章 EDA技术概述
4． VHDL-RTL级 建 模
8． 功 能 仿 真
12． 设 计 完 成
1.6
EDA技术的优势
EDA技术有很大不同： 1)采用硬件描述语言作为设计输入。 2)库(Library)的引入。 3)设计文档的管理。 4)强大的系统建模、电路仿真功能。 5)具有自主知识产权。 6)标准化、规范化及IP核的可利用性。 7)自顶向下设计方案。 8)自动设计、仿真和测试技术。 9)对设计者的硬件知识、经验要求低。 10)高速性能好（与以CPU为主的电路系统相比 ） 。 11)纯硬件系统的高可靠性。
超大规模集成电路的集成度和工艺水
9、系统级、行为验证级硬件描述语言
一、 EDA技术定义
（广义定义） 半导体工艺设计自动化 可编程器件设计自动化 电子系统设计自动化 印刷电路板设计自动化 仿真与测试、故障诊断自动化 形式验证自动化 通称为EDA工程
二、EDA技术定义
（狭义定义）
1、以大规模可编程逻辑器件为设计载体． 2、以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式． 3、以计算机、大规模可编程逻辑器件(PLD)的开发软件及实 验室开发系统为设计工具． 4、通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计的电子 系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑 综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至完成对于特 定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作． 5、最终形成电子系统或专用集成芯片的一门新的技术。
EDA技术实用教程
第1章
概
述
1.1 EDA技术及其发展
现代电子设计技术的核心是EDA(Electronic Design Automation)技术。
EDA技术使得设计者的工作利用硬件描述语言和EDA软
EDA技术简介
主要供应商世界份额
。Lattice：Lattice是ISP技术的发明者,ISP技术极大的促 进了PLD产品的发展，与ALTERA和XILINX相比，其开发 工具比ALTERA和XILINX略逊一筹。中小规模PLD比较有 特色，而且参考书较多，不过其大规模PLD的竞争力还不 够强（Lattice没有基于查找表技术的大规模FPGA) 1999 年推出可编程模拟器件。99年收购Vantis（原AMD子公 司）,成为第三大可编程逻辑器件供应商。2001年12月收 购agere公司（原Lucent微电子部）的FPGA部门。主要产 品有ispLSI2000/5000/8000, MACH4/5，ispMACH4000等
ALTERA 主流产品的现状
STRATIX GX 系列 定位在SDH10G, 40G,核 心路由等大容量，高性能FPGA 需求。 STRATIX 系列除了业界最大的一颗集成了 120,000LEs的芯片 外，其它所有所有型号 和封装已基本全部推出。包括有对应的工 业档。 CYCLONE系列，现在全部推出。
六、 EDA的发展趋势 的发展趋势
系统集成芯片成为IC设计的发展方向，这一发展趋势 表现在如下几个方面：
超大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高， 超大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高，深亚微米 (Deep-Submicron)工艺 工艺， 13μm μm， μm已经走向成熟 已经走向成熟， (Deep-Submicron) 工艺 ， 如 0. 13μm ， 0.09 μm 已经走向成熟 ， 在一个芯片上完成的系统级的集成已成为可能。 在一个芯片上完成的系统级的集成已成为可能。 市场对电子产品提出了更高的要求， 市场对电子产品提出了更高的要求，如必须降低电子系统的 成本，减小系统的体积等， 成本 ， 减小系统的体积等 ， 从而对系统的集成度不断提出更高 的要求。 的要求。 高性能的EDA 工具得到长足的发展， EDA工具得到长足的发展 高性能的 EDA 工具得到长足的发展 ， 其自动化和智能化程度 不断提高，为嵌入式系统设计提供了功能强大的开发环境。 不断提高，为嵌入式系统设计提供了功能强大的开发环境。 计算机硬件平台性能大幅度提高，为复杂的SoC SoC设计提供了 计算机硬件平台性能大幅度提高 ， 为复杂的 SoC 设计提供了 物理基础。 物理基础。
EDA现状及发展趋势
EDA现状及发展趋势
一、EDA现状
目前，EDA已成为成为智能分析平台的关键技术，它是基于数据挖掘
和关联规则技术的一种新兴体系，用于为企业提供更好的决策信息。
目前，EDA技术主要有以下应用：
（1）数据挖掘。
根据大数据，结合机器学习技术，运用EDA技术可
以实现数据挖掘，从中提取出与业务相关的规律和观察性结果，改善流程
和决策。
（2）关联规则。
关联规则是EDA技术的核心，它可以通过分析大量
记录，挖掘出隐藏的关联规则，为企业的决策提供更有效的指导。
（3）可视化分析。
利用EDA，企业可以对数据进行动态可视化分析，以更清晰的形式显示业务趋势，方便用户对数据进行更高级的分析。
（4）协同分析。
EDA可以根据数据模型、数据技术和数据分析工具等，来实现协同分析，使企业能够更有效地分析大数据。
二、EDA发展趋势
（1）深入挖掘结构数据。
随着人工智能技术的不断发展，EDA将以
更深入的方式挖掘结构数据，获取更多的决策性信息。
（2）实现数据质量管理。
随着大数据的不断发展，企业的数据质量
管理需求也在不断增加，EDA也可以通过质量管理来降低数据的潜在风险。
EDA 概述
1.3 硬件描述语言VHDL
VHDL Verilog HDL
SystemVerilog
SystemC VHDL－
VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit)Hardware Description Language
具有很强的电路描述和建模能力
具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性 具有良好的电路行为描述和系统描述的能力
3段 为了满足千差万别的系统用户提出的设计要求，最 好的办法是由用户自己设计芯片，让他们把想设计的电
路直接设计在自己的专用芯片上。微电子技术的发展，
特别是可编程逻辑器件的发展，使得微电子厂家可以为 用户提供各种规模的可编程逻辑器件，使设计者通过设 计芯片实现电子系统功能。 20世纪90年代，设计师逐步从使用硬件转向设计硬
RS232接口电路
并行接口
LED接口
LCD接口
A/D接口
D/A接口
SOPC系统设计
基于EDA技术的 FPGA基本设计
+
DSP技术及DSP系 统设计
+
单片机系统设计
+
嵌入式系统设计
2003年7月 Forbes 福布斯 报道
FPGA芯片叫板微处理器 --如果没有微处理器,电脑会怎样?答案令人惊讶--它的处理速度比常规电脑更快,而且快出很多倍!
1.2 EDA技术实现目标
目标：是完成专用集成电路ASIC的设计和实现，通过三种途径来完成：
EDA技术 ASIC设计
SOPC/SOC 门阵列 （MPGA）； 标准单元 （CBIC）； 全定制； （FCIC）； ASIC设计
FPGA/CPLD 可编程ASIC 设计
EDA技术综述
第一章EDA技术综述一．DA技术及其发展在现代的电子设计中，EDA技术已经成为一种普遍的工具。
EDA即电子设计自动化，是以计算机科学、微电子技术的发展为基础，并融合了应用电子技术、智能技术及计算机图形学、拓扑学、计算数学等众多学科的最新成果发展起来的，即立足于计算机工作平台而开发出来的一整套先进的设计电子系统的软件工具。
EDA技术大致经历了三个阶段：CAD：（Computer Aided Design）。
是EDA技术发展的早期阶段，主要是借助于计算机对所设计电路的性能进行一些模拟和预测和完成PCB板的布局布线、简单板图的绘制工作。
CAE（computer Aided Engineering）：各种设计工具和设计单元库逐渐完备，在设计方法学和设计工具集成化方面取得了长足进步。
EDA(Electronic Design Automation)：二．设计方法与设计技术传统的设计方法：基于电路板的设计。
采用搭积木的方式设计，即由一些固定功能的器件加上外围电路构成模块，进一步由这些模块形成各种功能电路。
设计依赖现有的芯片、设计不能更新升级、设计缺乏灵活性、电路板尺寸大。
EDA设计方法：基于芯片的设计。
由设计者自己定义器件内部的逻辑功能和管脚，将原来由电路板设计完成的工作大部分放在芯片的设计中进行。
可以减小体积、降低功耗、提高设计的灵活性和升级。
1．TOP-DOWN设计即自顶向下的设计。
首先从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。
在功能级进行仿真、纠错，并用HDL语言对高层次的系统行为进行描述，然后用综合工具将设计转化为具体门电路网表，其对应的物理实现可以是PLD或ASIC。
在TOP-DOWN设计中，将设计分成系统级、功能级、门级、开关级等几个不同的层次，按照自上而下的顺序，在不同的层次上，对系统进行设计和仿真。
2．BOTTOM-UP设计传统的设计思路，一般是设计者选择标准的集成电路，或者将各种基本单元，如门电路、加法器等做成基本单元库，调用这些单元库逐级向上组合，直到设计出系统。
1.1 EDA技术及发展
促进了EDA技术的形成 。 特别重要的是世界各 技术的形成。 特别重要的是世界各EDA 促进了 技术的形成 公司致力推出兼容各种硬件实现方案和支持标准硬件 描述语言的EDA工具软件 ， 都有效地将 工具软件， 描述语言的 工具软件 都有效地将EDA技术推 技术推 向成熟。 向成熟。 今天，EDA技术已经成为电子设计的重要工具， 技术已经成为电子设计的重要工具， 今天， 技术已经成为电子设计的重要工具 无论是设计芯片还是设计系统，如果没有EDA工具的 无论是设计芯片还是设计系统，如果没有 工具的 支持都将是难以完成的。 支持都将是难以完成的。EDA工具已经成为现代电路 工具已经成为现代电路 设计师的重要武器，正在起作越来越重要的作用。 设计师的重要武器，正在起作越来越重要的作用。
CAE（Computer Aided Engineering）是在 （ ）是在CAD 的工具逐步完善的基础上发展起来的， 的工具逐步完善的基础上发展起来的 ， 尤其是人们 在设计方法学、 在设计方法学 、 设计工具集成化方面取得了长足的 进步， 可以利用计算机作为单点设计工具， 进步 ， 可以利用计算机作为单点设计工具 ， 并建立 各种设计单元库， 各种设计单元库 ， 开始用计算机将许多单点工具集 成在一起使用，大大提高了工作效率。 成在一起使用，大大提高了工作效率。 20世纪 年代以来，微电子工艺有了惊人的发 世纪90年代以来 世纪 年代以来， 工艺水平已经达到了深亚微米级， 展，工艺水平已经达到了深亚微米级，在一个芯片 上已经可以集成上百万乃至上亿只晶体管， 上已经可以集成上百万乃至上亿只晶体管，芯片速 度达到了吉比特/秒量级 秒量级， 度达到了吉比特 秒量级，百万门以上的可编程逻辑 器件陆续面世， 器件陆续面世，这样就对电子设计的工具提出了更 高的要求，提供了广阔的发展空间， 高的要求，提供了广阔的发展空间，
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第1章 概述 第1章
1.1 EDA技术及其发展 电子设计自动化（EDA， Electronic Design Automation）是 指 利用计算机完成电子系统的设计。 EDA技术是以计算机和微
概
述
电子技术为先导， 汇集了计算机图形学、 拓扑、 逻辑学、 微电
子工艺与结构学和计算数学等多种计算机应用学科最新成果的先 进技术。 EDA技术以计算机为工具， 代替人完成数字系统的逻辑
第1章 概述
1.2 EDA技术实现目标
作为EDA技术最终实现目标的ASIC，通过三种途径来完成：
EDA技术
ASIC设计
SOPC/SOC 门阵列 （MPGA）； 标准单元 （CBIC）； 全定制； （FCIC）； ASIC设计
FPGA/CPLD 可编程ASIC 设计
混合 ASIC 设计
第1章 概述
SoC高效低成本设计技术的成熟。 系统级、行为验证级硬件描述语言(如System C)的
出现,使复杂电子系统的设计和验证趋于简单。
第1章 概述
SOC： SYSTEM ON A CHIP SOPC： SYSTEM ON A PROGAMMABLE CHIP CSOC： CONFIGURABLE SYSTEM ON A CHIP
电子技术全方位进入EDA领域；
EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为
包容；
第1章 概述
更大规模的FPGA和CPLD器件的不断推出； 基于 EDA 工具的 ASIC 设计标准单元已涵盖大规模
电子系统及IP核模块；
软硬件 IP 核在电子行业的产业领域、技术领域和设
计应用领域得到进一步确认；
1. 超大规模可编程逻辑器件----FPGA和CPLD
2. 半定制或全定制ASIC----淹模ASIC
可分为门阵列ASIC、标准单元ASIC 、全定制ASIC
3. 混合ASIC---既具有面向用户的
FPGA可编程功能和逻辑单元，同时含有 方便调用和配置的硬件标准单元模块，
如CPU、RAM、ROM、硬件加法器、乘法器、锁相环等。
20世纪90年代以来， 微电子技术以惊人的速度发展， 其 工艺水平达到深亚微米级， 在一个芯片上可集成数百万乃至上千 万只晶体管， 工作速度可达到GHz， 这为制造出规模更大， 速
度更快和信息容量很大的芯片系统提供了条件， 但同时也对EDA
系统提出了更高的要求，并促进了EDA技术的发展。此阶段主要 出现了以高级语言描述、 系统仿真和综合技术为特征的第三代 EDA技术， 不仅极大地提高了系统的设计效率， 而且使设计人 员摆脱了大量的辅助性及基础性工作， 将精力集中于创造性的方
第1章 概述
1.3 硬件描述语言VHDL
硬件描述语言(HDL),是EDA技术的重要组成部分，常 见的HDL 有：VHDL、Verilog HDL、 System Verilog 、 System Verilog 。 其中VHDL和Verilog 使用最多，VHDL是 电子设计主流硬件的描述语言之一。
与连接、 逻辑模拟、 Hale Waihona Puke 试码生成、 版图自动布局以及各种单元
库已齐全。 由于采用了统一数据管理技术， 因而能够将各个工具 集成为一个CAE（Computer Aided Engineering）系统。 按照设计 方法学制定的设计流程， 可以实现从设计输入到版图输出的全程 设计自动化。
第1章 概述
3. EDA阶段（20世纪90年代以来）
繁琐重复的计算和绘图工作中解脱出来。 例如， 目前常用的
Protel早期版本Tango， 以及用于电路模拟的SPICE软件和后来 产品化的IC版图编辑与设计规则检查系统等软件， 都是这个阶 段的产品。 这个时期的EDA一般称为CAD（Computer Aided Design）。
第1章 概述
2. CAE阶段（20世纪80年代初期～20世纪90年代初期） 这个阶段在集成电路与电子设计方法学以及设计工具集成 化方面取得了许多成果。 各种设计工具， 如原理图输入、 编译
VHDL语言（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language),具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次 对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计 任务，提高了设计效率和可靠性。
综合、 布局布线和设计仿真等工作。
根据电子设计技术的发展特征， EDA技术发展大致分为三个
阶段:
第1章 概述
1. CAD阶段（20世纪60年代中期～20世纪80年代初期） 第一阶段的特点是一些单独的工具软件， 主要有PCB （Printed Circuit Board）布线设计、 电路模拟、 逻辑模拟 及版图的绘制等， 通过计算机的使用， 从而将设计人员从大量
案与概念的构思上。
第1章 概述
EDA(Electronic Design Automation)技术在进入21世纪后， 得到了更大的发展，突出表现在以下九个方面：
使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表
达和确认成为可能；
在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言的功能
强大的EDA软件不断推出。
第1章 概述
EDA厂商的分类： 全球EDA厂商有近百家之多， 大体可分两类： 一类是EDA专业软件公司， 较著名的有Mentor Graphics 、 Cadence Design Systems、 Synopsys、 Viewlogic Systems和 Protel等； 另一类是半导体器件厂商， 为了销售他们的产品而开发 EDA工具， 较著名的公司有Altera、 Xilinx、 AMD、 TI和Lattice 等。 EDA专业软件公司独立于半导体器件厂商， 推出的EDA系 统具有较好的标准化和兼容性， 也比较注意追求技术上的先进性 ， 适合于搞学术性基础研究的单位使用。半导体厂商开发的EDA 工具， 能针对自己器件的工艺特点作出优化设计， 提高资源利用 率， 降低功耗， 改善性能， 比较适合于产品开发单位使用。 在 EDA技术发展策略上， EDA专业软件公司面向应用， 提供IP模块 和相应的设计服务； 而半导体厂商则采取三位一体的战略，在器 件生产、 设计服务和IP模块的提供上下工夫。
1.1 EDA技术及其发展 电子设计自动化（EDA， Electronic Design Automation）是 指 利用计算机完成电子系统的设计。 EDA技术是以计算机和微
概
述
电子技术为先导， 汇集了计算机图形学、 拓扑、 逻辑学、 微电
子工艺与结构学和计算数学等多种计算机应用学科最新成果的先 进技术。 EDA技术以计算机为工具， 代替人完成数字系统的逻辑
第1章 概述
1.2 EDA技术实现目标
作为EDA技术最终实现目标的ASIC，通过三种途径来完成：
EDA技术
ASIC设计
SOPC/SOC 门阵列 （MPGA）； 标准单元 （CBIC）； 全定制； （FCIC）； ASIC设计
FPGA/CPLD 可编程ASIC 设计
混合 ASIC 设计
第1章 概述
SoC高效低成本设计技术的成熟。 系统级、行为验证级硬件描述语言(如System C)的
出现,使复杂电子系统的设计和验证趋于简单。
第1章 概述
SOC： SYSTEM ON A CHIP SOPC： SYSTEM ON A PROGAMMABLE CHIP CSOC： CONFIGURABLE SYSTEM ON A CHIP
电子技术全方位进入EDA领域；
EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加互为
包容；
第1章 概述
更大规模的FPGA和CPLD器件的不断推出； 基于 EDA 工具的 ASIC 设计标准单元已涵盖大规模
电子系统及IP核模块；
软硬件 IP 核在电子行业的产业领域、技术领域和设
计应用领域得到进一步确认；
1. 超大规模可编程逻辑器件----FPGA和CPLD
2. 半定制或全定制ASIC----淹模ASIC
可分为门阵列ASIC、标准单元ASIC 、全定制ASIC
3. 混合ASIC---既具有面向用户的
FPGA可编程功能和逻辑单元，同时含有 方便调用和配置的硬件标准单元模块，
如CPU、RAM、ROM、硬件加法器、乘法器、锁相环等。
20世纪90年代以来， 微电子技术以惊人的速度发展， 其 工艺水平达到深亚微米级， 在一个芯片上可集成数百万乃至上千 万只晶体管， 工作速度可达到GHz， 这为制造出规模更大， 速
度更快和信息容量很大的芯片系统提供了条件， 但同时也对EDA
系统提出了更高的要求，并促进了EDA技术的发展。此阶段主要 出现了以高级语言描述、 系统仿真和综合技术为特征的第三代 EDA技术， 不仅极大地提高了系统的设计效率， 而且使设计人 员摆脱了大量的辅助性及基础性工作， 将精力集中于创造性的方
第1章 概述
1.3 硬件描述语言VHDL
硬件描述语言(HDL),是EDA技术的重要组成部分，常 见的HDL 有：VHDL、Verilog HDL、 System Verilog 、 System Verilog 。 其中VHDL和Verilog 使用最多，VHDL是 电子设计主流硬件的描述语言之一。
与连接、 逻辑模拟、 Hale Waihona Puke 试码生成、 版图自动布局以及各种单元
库已齐全。 由于采用了统一数据管理技术， 因而能够将各个工具 集成为一个CAE（Computer Aided Engineering）系统。 按照设计 方法学制定的设计流程， 可以实现从设计输入到版图输出的全程 设计自动化。
第1章 概述
3. EDA阶段（20世纪90年代以来）
繁琐重复的计算和绘图工作中解脱出来。 例如， 目前常用的
Protel早期版本Tango， 以及用于电路模拟的SPICE软件和后来 产品化的IC版图编辑与设计规则检查系统等软件， 都是这个阶 段的产品。 这个时期的EDA一般称为CAD（Computer Aided Design）。
第1章 概述
2. CAE阶段（20世纪80年代初期～20世纪90年代初期） 这个阶段在集成电路与电子设计方法学以及设计工具集成 化方面取得了许多成果。 各种设计工具， 如原理图输入、 编译
VHDL语言（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language),具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次 对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计 任务，提高了设计效率和可靠性。
综合、 布局布线和设计仿真等工作。
根据电子设计技术的发展特征， EDA技术发展大致分为三个
阶段:
第1章 概述
1. CAD阶段（20世纪60年代中期～20世纪80年代初期） 第一阶段的特点是一些单独的工具软件， 主要有PCB （Printed Circuit Board）布线设计、 电路模拟、 逻辑模拟 及版图的绘制等， 通过计算机的使用， 从而将设计人员从大量
案与概念的构思上。
第1章 概述
EDA(Electronic Design Automation)技术在进入21世纪后， 得到了更大的发展，突出表现在以下九个方面：
使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表
达和确认成为可能；
在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言的功能
强大的EDA软件不断推出。
第1章 概述
EDA厂商的分类： 全球EDA厂商有近百家之多， 大体可分两类： 一类是EDA专业软件公司， 较著名的有Mentor Graphics 、 Cadence Design Systems、 Synopsys、 Viewlogic Systems和 Protel等； 另一类是半导体器件厂商， 为了销售他们的产品而开发 EDA工具， 较著名的公司有Altera、 Xilinx、 AMD、 TI和Lattice 等。 EDA专业软件公司独立于半导体器件厂商， 推出的EDA系 统具有较好的标准化和兼容性， 也比较注意追求技术上的先进性 ， 适合于搞学术性基础研究的单位使用。半导体厂商开发的EDA 工具， 能针对自己器件的工艺特点作出优化设计， 提高资源利用 率， 降低功耗， 改善性能， 比较适合于产品开发单位使用。 在 EDA技术发展策略上， EDA专业软件公司面向应用， 提供IP模块 和相应的设计服务； 而半导体厂商则采取三位一体的战略，在器 件生产、 设计服务和IP模块的提供上下工夫。