EDA技术在现代电子领域的发展与应用
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eda的名词解释EDA(Electronics Design Automation)是指电子设计自动化,是一种通过使用计算机软件来辅助和支持电子产品的设计和开发的技术。
在现代电子工程领域中,EDA被广泛应用于各个方面,从芯片设计到电路板布局,再到系统级设计和验证。
EDA主要包括设计工具和设计方法两个方面。
设计工具是指通过计算机软件来进行电子产品设计的工具,例如电路仿真工具、布局和布线工具、综合工具等。
而设计方法则是指利用这些设计工具进行电子产品设计的方法和流程。
EDA的发展使得电子产品的设计速度更快、性能更佳、成本更低、可靠性更高。
在EDA中,电路仿真是一个重要的环节。
电路仿真可以通过计算机模拟电子电路的行为,以评估和优化电路的性能。
通过电路仿真,设计工程师可以验证电路的功能、分析电路的稳定性和信号完整性,并进行优化和修改。
电路仿真工具可以模拟不同电路的工作情况,从简单的门电路到复杂的处理器设计,以确保电路的正确性和可靠性。
另一个重要的EDA技术是布局和布线。
在电子产品设计中,布局指的是将电路的元件(如电阻、电容、晶体管等)放置在电路板上的过程。
而布线则是将这些元件之间的电连接线路进行规划和设计。
好的布局和布线可以最大程度地提高电路的性能,减少信号传输的延迟和干扰,提高电路的稳定性和可靠性。
综合工具是EDA中另一个关键的技术。
综合工具将高级语言(如VHDL或Verilog)的电路描述进行转换,生成对应的门级电路网表。
通过综合工具,设计工程师可以将电路的功能描述转化为硬件结构的实现方式,并通过综合优化来提高电路的性能和效率。
EDA还涉及到系统级设计和验证。
系统级设计是指对整个电子产品进行整体设计和规划,包括功能分析、系统分解、接口设计等。
系统级验证则是通过建立系统级模型进行全面的验证工作,以确保电子产品在不同工作条件下的可靠性和稳定性。
EDA的发展不仅为电子设计工程师提供了强大的设计工具和方法,还推动了整个电子行业的创新和发展。
数字电子技术的应用与发展摘要:市场经济的飞速发展给数字电子技术提出了更高的要求:数字电子技术应刚紧跟时代步伐,顺应市场经济趋势,在原有的技术理念基础上不断创新,不断突破当前的技术瓶颈,进一步提高工作效率,促进未来科技的飞速发展。
本文就数字电子技术的定义做了概述,并对其分类做了简单介绍。
随后介绍了数字电子技术的优势,同时就其在雷达接收器、基于USB总线的“微波功率测量计”、网络、EDA技术中的应用做了详细概述。
文章最后对数字电子技术的发展做了展望。
关键词:数字电子技术;应用;发展0引言20世纪中期至21世纪初,电子技术特别是数字电子技术得到了飞速的发展,使工业、农业、科研、医疗以及人们的日常生活发生了根本性的变革。
数字电子技术的飞速发展以及其在各行各业上的应用在很大程度上加快了我国经济的发展,与此同时各行各业对数字电子技术也提出了更高的要求。
在这一背景下,针对已有的数字电子技术对其应用现状和未来发展趋势进行深入探析具有重大意义。
1数字电子技术概述1.1数字电子技术的定义数字电子技术是研究各种集成器件以及逻辑门电路、集成芯片功能并进行其应用的一门学科。
当前计算机技术迅速发展,利用数字电路对信号进行处理的优势尤为明显。
以数字电路处理信号为例:在处理过程中,数字电路按照特定的比例将模拟信号转化为一系列的数字信号。
模拟信号全部转化完成以后,这些数字信号被传送到数字电路里面进行一系列的处理;数字电路完成处理工作后依据需要将这些最终的结果转换为相应模拟信号。
数字电路处理信号的最后一步,输出被转换后的模拟信号。
1.2数字电子技术的分类当前被大众普遍接受的数字电子技术分类是:模拟电子技术与数字电子技术。
作为当前社会发展最快的学科,数字电子技术在我国各行各业有着广泛的应用,同时在社会经济发展的要求下快速发展。
在短短50年里,数字电子技术已经由最原始的小规模集成电路发展到了今天超大规模集成电路。
在创新技术上,数字电子技术表现出了惊人的潜力。
EDA技术的应用及发展作者:张晓霞来源:《中国新技术新产品》2012年第10期摘要:EDA技术给电子系统设计和生产带来了革命性的变化,本文介绍了EDA技术的发展史,将EDA系统设计方法与传统电子设计方法进行比较,分析了EDA技术应用及未来的发展趋势。
关键词:EDA技术;应用;发展趋势中图分类号:TN4 文献标识码:A随着微电子技术的迅猛发展,现代电子产品的性能提高、集成度和精密度不断的增加,电子产品更新换代的节奏越来越快。
采用传统的电子设计方法设计电路越来越困难,EDA技术提高了电路的设计效率和可靠性,减少了劳动强度,给电子系统设计带来了革命性的变化。
1 EDA技术EDA是电子设计自动化(Electronics Design Automation)的缩写,EDA技术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、信息处理技术及智能化技术的最新成果,进行电子产品的自动设计。
EDA技术的发展经历了三个阶段:①20世纪70年代,交互设计,解决晶体管级版图设计及PCB布局布线;②20世纪80年代初,功能包括逻辑图设计输入、仿真、自动布局布线和难,设计层次从版图级上升到原理图级,设计效率提高了10倍以上次;③20世纪80年代后期,增加了VHDL硬件描述语言输入、仿真和逻辑功能综合(RTL级),EDA技术从电路级上升到系统设计。
随着系统变得复杂和庞大,EDA系统设计工具的出现为系统设计师们提供了优越的环境和有力的保障。
EDA技术与传统电子设计相比在产品设计理念、设计方式、系统硬件构成和知识产权等方面更具优势。
图1对EDA设计与传统设计流程进行比较。
图1 传统电子设计与EDA设计流程的比较EDA系统设计采用的是自上而下的设计方法,符合设计人员的设计思路,从功能描述开始,到物理实现。
系统设计者逐步从使用硬件转向设计硬件、从单个电子产品开发转向系统电子产品开发。
EDA技术集设计、仿真、测试于一体,配置了系统设计自动化的全部工具。
(:西南)1 EDA——集成电路设计的基石EDA简介EDA技术(Electronic Design Automation):即电子设计自动化,是由计算机辅助测试发展而来、以CAD (计算机辅助设计) 为建构基础逐渐完善的一种计算机辅助设计系统。
设计者以大型可编辑逻辑器件为主要设计载体,在EDA 软件平台上,通过硬件描述语言VHDL进行设计,融合了各种计算机技术、电子技术、信息技术和智能技术,实现了电子产品自动化设计。
EDA的起源:在上世纪六七十年代,当时的集成电路大多都是用手工来完成的,因为实际的晶体管数量并不多,电路线也很简单,并不容易出现错误。
但是当线路的数量达到上百或者上千以后,电路图复杂程度加深,这时的人工效率将变得很低,错误率增加也导致成本急剧增加,因而更加高效低成本的EDA 技术开始在集成电路的设计中被大规模的应用。
EDA的定位:从定位上来说,EDA的核心功能就是为集成电路的设计、生产提供自动化辅助设计能力。
实现电子设计自动化,需要融合图形学、计算数学、微电子学、拓扑逻辑学、材料学、人工智能等众多前沿技术,有极高的行业门槛。
发展至今, EDA已是集成电路产业链最上游、最高端和最核心的产业。
EDA的地位:与庞大的芯片设计、制造、应用行业相比,EDA市场规模并不大。
2020年全球EDA市场规模仅为115亿美元,但却支撑着4404 亿美元规模的半导体行业,数十万亿美元规模的数字经济。
EDA技术的特点集设计、仿真和测试于一体现代的EDA软件平台集设计、仿真、测试于一体,配备了系统设计自动化的全部工具:配置了多种能兼用和混合使用的逻辑描述输入工具;配置了高性能的逻辑综合、优化和仿真测试工具。
电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,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版图的整个过程在计算机上自动处理完成。
较以往的设计方法,大大提高了设计效率,降低了设计者的工作负担。
浅析EDA技术在电子设计中的应用作者:庄培煜来源:《中国科技纵横》2014年第05期【摘要】 EDA电子技术的应用,在设计领域掀起了一场技术革命,现在发展特别迅速,是电子信息时代不可或缺的技术。
这篇文章讲述了EDA技术目前状况、未来走向以及要点,并且探讨了EDA技术的应用发展。
【关键词】 EDA 电子设计信息时代1 引言Electronic Design Automation是EDA的英文全称,翻译过来就是电子设计的自动化,是由CAT、CAM、CAE、CAD这四个概念变化发展来的,在软件应用上,EDA采用HDL语言、逻辑编译自动化、分割、简化、仿真、布局线以及充分应用计算机的技术,是为了辅助电子电路设计、PCB设计和IC技术这三方面的工作,EDA的成长历程主要经过了三个阶段,计算机的CAD辅助阶段、CAE工程阶段以及EDA自动化阶段。
2 EDA技术的应用现状及趋势半导体技术的每一次跃升和发展,都进一步推动着EDA的不断进步,面对产品低功耗、低成本的需求,IC产业迅速发展,也面临着很大的挑战和压力,工程师也不得不选择效率更高的EDA工具。
设计师们一方面考虑物理特性对设计的功能、可靠性、时序的影响,一方面考虑到过多的设计压力下,必须用术语和抽象的形式来表述设计,必须提高EDA技术测试微米技术与验证的能力以及抽象的设计特色。
现在EDA技术在向不同的几个方面发展,硅虚拟原型是纳米设计中的一个非常重要的因素,能够快速地查找芯片性能,得出正确的版图,提供相关的功耗、裸片尺寸以及相关时序,可测性技术,为了减少投入、减短周期,近年来可测性技术受到了广泛的关注,设计师们对此技术也非常青睐,通过这些技术可以顺利检测桥接故障和阻抗过孔。
3 EDA技术的关键要点电子系统的电路结合、连接形式和逻辑功能都是用软件编程的方式来描述的,HDL就是所谓的硬件描述语言,能够应用于硬件电子系统设计过程中,通常大规模的设计也是使用这种语言。
EDA在汽车上的应用和前景前言人类社会已进入到高度发达的信息化社会,信息社会的发展离不开电子产品的进步。
现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时,价格却一直呈下降趋势,而且产品更新换代的步伐也越来越快,实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。
前者以微细加工技术为代表,目前已进展到深亚微米阶段,可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管;后者的核心就是EDA技术。
EDA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、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包,主要能辅助进行三方面的设计工作:IC设计,电子电路设计以及PCB设计。
没有EDA技术的支持,想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的,反过来,生产制造技术的不断进步又必将对EDA技术提出新的要求。
应用汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。
车体汽车电子控制装置,包括发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统(车身电子ECU)。
汽车电子最重要的作用是提高汽车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性。
用传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统。
汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命,汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志,是用来开发新车型,改进汽车性能最重要的技术措施。
汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。
据统计,从1989年至2000年,平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上。
一些豪华轿车上,使用单片微型计算机的数量已经达到48个,电子产品占到整车成本的50%以上,目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。
车控电子产品是软硬件结合的嵌入式系统。
为了节约资源,缩短产品开发周期,一般应采取软硬件同步开发的方案。
车控电子产品的开发工具对软硬件的同步开发、调试提供了很好的支持。
集成电路设计中的EDA技术应用随着现代科技的迅速发展,电子设备的应用已经渗透进我们的日常生活中。
例如各种数字产品,例如智能手机、笔记本电脑等等,这些数字产品背后的核心技术就是集成电路。
而EDA技术在集成电路设计中的应用,直接关系到电子设备的设计应用和发展。
1. EDA技术简介EDA全称为Electronic Design Automation,即电子设计自动化技术。
它采用计算机软件辅助电子设计,减轻了设计师的工作负担,提高了设计的效率和设计的可靠性。
EDA技术可以应用到不同的环节,例如电路设计、PCB布局、板级设计等等,而在集成电路设计中应用最为广泛。
EDA技术在集成电路设计中的应用,主要有电路设计、模拟器、布局、物理验证、逻辑验证和DFM设计等领域。
其中,电路设计和布局是最为常见的应用,而逻辑验证和物理验证属于后期设计的模拟手段。
2. 电路设计电路设计是EDA技术最为基础的应用之一。
通过EDA软件工具,设计师可以快速地实现数字电路和模拟电路的设计,降低了设计成本和周期,提高了设计师的效率和产品的竞争力。
在电路设计中,EDA技术可以应用到电路建模、分析和合成等环节。
例如Verilog和VHDL等HDL语言,是电路设计的重要语言,通过HDL语言进行电路建模,方便了设计和仿真。
常见的EDA软件工具有Cadence、Mentor Graphics、Synopsys等等。
3. 布局EDA技术在集成电路布局领域的应用,主要是完成芯片的版图设计和布局规划。
在集成电路设计中,芯片的布局是非常重要的,不仅关系到设计的成本和周期,也关系到芯片的性能和稳定性。
而EDA软件工具可以进行芯片版图设计,进行不同的布局方案对比,寻找最佳的布局方案。
常见的EDA软件工具有Cadence Virtuoso和Mentor GraphicsIC Station等等。
布局设计涉及到很多技术细节,例如电磁干扰、功率分布、温度控制等等,需要设计师对不同的布局方案进行综合评估。
一、EDA技术的范畴及应用1.1、EDA技术的概述EDA是电子设计自动化的缩写,EDA技术就是以微电子技术为物理层面,现代电子设计技术为灵魂,计算机软件技术为手段,最终形成电子系统或专用集成电路为目的的一门新兴技术。
它融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术,进行电子产品的设计。
EDA技术随着计算机集成电路、电子系统设计的发展,经历了计算机辅助设计(简称CAD),计算机辅助工程设计和电子设计自动化三个发展阶段。
第三代EDA技术的出现,极大地提高了系统设计的效率。
设计师逐步从使用硬件转向设计硬件,从电路级电子产品开发转向系统级电子产品开发。
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版图的整个过程由计算机自动处理完成,使设计师开始实现“概念、驱动”工程的梦想,摆脱了大量的辅助设计工作,把精力集中于创造性的方案与概念构思上。
从而极大地提高了设计效率,缩短了产品的研制周期。
现代的EDA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。
例如在汽车制造过程中,从设计、性能测试及特性分析直到路面测试,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。
1.2、EDA软件平台及常用软件现代的EDA软件技术已突破了早期仅能进行PCB版图设计或者电路功能模拟的局限,以最终实现可靠的硬件系统为目标配备了电子系统设计自动化的全部工具。
大型的EDA系统,原来都是在UNIX操作系统的工作平台上运行,随着PC机性能的不断提高和WINDOWS 操作系统的逐步发展,世界上著名的EDA厂商已先后推出了支持PC-WINDOWS平台的EDA开发软件。
Equipment Manufacturing Technology No.1,2013EDA技术是20世纪90年代初迅速发展起来的一门新技术,代表了当今电子设计的最新发展方向,其是以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术等多种技术来实现电子产品的自动化设计。
EDA技术也是高度发达的信息化社会发展的必然趋势,其应用也越来越广泛,主要电子产业包括:通信工业、信息产业、半导体工业、电子零组件工业、消费性电子工业、光电及仪表工业等行业,是现代电子设计的核心,在现代电子电路设计中起着非常重要的作用。
1EDA技术的发展随着大规模集成电路技术、计算机技术和电子系统设计技术的不断发展,EDA技术的含量正以惊人的速度上升,其产生和发展,使产品的开发周期大大缩短,且性能和价格比得到很大程度的提高。
归纳起来其发展主要分为四个阶段:(1)70年代为计算机辅助设计(CAD)阶段。
人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线,取代了手工操作。
(2)80年代为计算机辅助工程(CAE)阶段。
与CAD相比,CAE除了有纯粹的图形绘制功能外,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。
(3)90年代为电子系统设计自动化(EDA)阶段。
(4)现代EDA技术就是以计算机为工具,在E-DA软件平台上,根据硬件描述语言HDL完成的设计文件,能自动地完成用软件方式描述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、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、逻辑映射和编程下载等工作。
2EDA技术的主要内容ESDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向,其基本特征是:设计人员按照“自顶向下”的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,系统的关键电路用一片或几片专用集成电路(ASIC)实现,然后采用硬件描述语言(HDL)完成系统行为级设计,最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。
这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法.“自顶向下”(Top–Down)的全新设计方法,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。
在方框图一级进行仿真、纠错,并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述,在系统一级进行验证。
然后用综合优化工具生成具体门电路的网表,其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。
由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的,这一方面有利于早期发现结构设计上的错误,避免设计工作的浪费,同时也减少了逻辑功能仿真的工作量,提高了设计的一次成功率。
EDA技术在现代电子领域的发展与应用金赛赛,王华(商丘职业技术学院,河南商丘476000)摘要:EDA技术的产生与发展带来了全新的技术理念。
其采用ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuits)芯片进行设计,用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式。
这不仅提高了电子电路的设计效率,而且提高其在通信、国防、航天、医学、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域范围。
进而提高了我国在电子工业世界市场上的生存、竞争与发展。
关键词:EDA;电子领域;发展;应用中图分类号:TN79文献标识码:B文章编号:1672-545X(2013)01-0198-02收稿日期:2012-10-09作者简介:金赛赛(1983—),女,河南商丘人,教师,助理讲师,本科,研究方向为电子信息工程;王华(1981—),女,河南驻马店人,教师,助理讲师,本科,研究方向为电子信息工程。
198《装备制造技术》2013年第1期现代电子产品的复杂度日益加深,一个电子系统可能由数万个中小规模集成电路构成,这就带来了体积大,功耗大,可靠性差的问题,解决这一问题的有效方法就是采用ASIC(ApplicationSpecificInte-gratedCircuits)芯片进行设计。
ASIC按照设计方法的不同可分为:全定制ASIC,半定制ASIC,可编程A-SIC(也称为可编程逻辑器件)。
在设计全定制ASIC芯片时,设计师要定义芯片上所有晶体管的几何图形和工艺规则,最后将设计结果交由IC厂家掩膜制造完成。
这样做的优点是:芯片可以获得最优的性能,即面积利用率高、速度快、功耗低;缺点是:开发周期长,费用高,只适合大批量产品开发。
半定制ASIC芯片的版图设计方法有所不同,分为门阵列设计法和标准单元设计法,这两种方法都是约束性的设计方法,其主要目的就是简化设计,以牺牲芯片性能为代价来缩短开发时间。
可编程逻辑芯片与上述掩膜ASIC的不同之处在于:设计人员完成版图设计后,在实验室内就可以烧制出自己的芯片,无须IC厂家的参与,大大缩短了开发周期。
硬件描述语言(HDL—HardwareDescriptionLan-guage)是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言,其用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式,与传统的门级描述方式相比,它更适合大规模系统的设计。
VHDL是一种全方位的硬件描述语言,包括系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级多个设计层次,支持结构、数据流、行为三种描述形式的混合描述,因此VHDL几乎覆盖了以往各种硬件描述语言的功能,整个自顶向下或自底向上的电路设计过程都可以用VHDL来完成。
3EDA技术的应用EDA技术近年来的发展非常迅速,在教学,科研,通信、国防、航天、医学、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中,发挥着越来越重要的作用。
(1)在教学方面理工科(特别是电子信息工程)类的高校几乎都开设了EDA课程。
主要是让学生了解EDA的基本原理和基本概念,掌握用VHDL硬件描述语言描述系统逻辑的方法,使用仿真软件工具进行电子电路课程的模拟仿真实验并在毕业设计时让学生从事简单电子系统的设计,为今后工作打下基础。
(2)在科研方面主要利用电路仿真工具进行电路设计与仿真;利用虚拟仪器进行产品调试;将FPGA器件的开发应用到仪器设备中。
在CDMA无线通信系统中,所有移动手机和无线基站都工作在相同的频谱,为区别不同的呼叫,每个手机有一个唯一的码序列,CDMA基站必须能判别这些不同观点的码序列才能分辨出不同的传呼进程;这一判别是通过匹配滤波器的输出显示在输入数据流中探测到特定的码序列;FPGA能提供良好的滤波器设计,而且能完成DSP高级数据的处理功能,因而FPGA在现代通信领域中得到广泛应用。
(3)在产品设计与制造方面从高性能的微处理器、数字信号处理器一直到彩电、音响和电子电路等,EDA技术不单是应用于前期的计算机模拟仿真,产品调试,而且在电子设备的研制与生产,电路板的焊接过程中也起着很重要的作用。
可以说EDA技术已经成为电子工业领域不可或缺的重要组成部分。
4结束语随着微电子技术和计算机技术的不断发展,电子产品的开发日新月异,EDA技术已经成为现代电子设计的核心,其发展将是电子设计领域和电子产业的一场重大的技术革命,同时,也对电子专业课程的教学和科研提出了更深更高的要求。
掌握和普及EDA技术,将对我国电子技术的发展具有重要而深远的意义。
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