EDA技術主要涉及什麼內容

電子設計的必由之路是數字化，這已成為共識。在數字化的道路上，我國的電子技術經歷了一系列重大的變革。下面是小編整理的關於EDA技術主要涉及的內容，希望大家認真閱讀!

EDA技術的概念: EDA是電子設計自動化(E1echonics Des5p AM·toM60n)的縮寫。由於它是一門剛剛發展起來的新技術，涉及面廣，內容豐富，理解各異，所以目前尚無一個確切的定義。但從EDA技術的幾個主要方面的內容來看，可以理解為：EDA技術是以大規模可程式邏輯器件為設計載體，以硬體描述語言為系統邏輯描述的主要表達方式，以計算機、大規模可程式邏輯器件的開發軟體及實驗開發系統為設計工具，通過有關的開發軟體，自動完成用軟體的方式設計電子系統到硬體系統的一門新技術。可以實現邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優化，邏輯佈局佈線、邏輯模擬。完成對於特定目標晶片的適配編譯、邏輯對映、程式設計下載等工作，最終形成整合電子系統或專用整合晶片。EDA技術是伴隨著計算機、積體電路、電子系統的設計發展起來的，至今已有30多年的歷程。大致可以分為三個發展階段。20世紀70年代的CAD(計算機輔助設計)階段：這一階段的主要特徵是利用計算機輔助進行電路原理圖編輯，PCB布同佈線，使得設計師從傳統高度重複繁雜的繪圖勞動中解脫出來。20世紀80年代的QtE(計算機輔助工程設計)階段：這一階段的主要特徵是以邏輯摸擬、定時分析、故障模擬、自動佈局佈線為核心，重點解決電路設計的功能檢測等問題，使設計而能在產品製作之前預知產品的功能與效能。20吐紀如年代是EDA(電子設計自動化)階段：這一階段的主要特徵是以高階描述語言，系統級模擬和綜合技術為特點，採用“自頂向下”的設計理念，將設計前期的許多高層次設計由EDA工具來完成。EDA是電子技術設計自動化，也就是能夠幫助人們設計電子電路或系統的軟體工具。該工具可以在電子產品的各個設計階段發揮作用，使設計更復雜的電路和系統成為可能。在原理圖設計階段，可以使用EDA中的模擬工具論證設計的正確性;在晶片設計階段，可以使用EDA中的晶片設計工具設計製作晶片的版在電路板設計階段，可以使用EDA中電路板設計工具設計多層電路板。特別是支援硬體描述語言的EDA工具的出現，使複雜數字系統設計自動化成為可能，只要用硬體描述語言將數字系統的行為描述正確，就可以進行該數字系統的晶片設計與製造。有專家認為，21世紀將是四A技術的高速發展期，EDA技術將是對21世紀產生重大影響的十大技術之一。

EDA技術的基本特徵:EDA代表了當今電子設計技術的最新發展方向，利用EDA工具，電子設計師可以從概念、演算法、協議等開始設計電子系統，大量工作可以通過計算機完成，並可以將電子產品從電路設計、效能分析到設計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在汁算機上自動處理完成。設計者採用的設計方法是一種高層次的”自頂向下”的全新設計方法，這種設汁方法首先從系統設計人手，在頂層進行功能方框圖的劃分和結構設計。在方框圖一級進行模擬、.並用硬體描述語言對高層次的系統行為進行描述，在系統一級進行駛證。然後，用綜合優化工具生成具體閘電路的網路表，其對應的物理實現級可以是印刷電路板或專用積體電路(ASIC)。設計者的工作僅限於利用軟體的方式，即利用硬體描述語言和EDA軟體來完成對系統硬體功能的實現。由於設計的主要模擬和除錯過程是在高層次上完成的，這既有利於早期發現結構設計上的錯誤，避免設計工作的浪費，又減少了邏輯功能模擬的工作量，提高了設計的一次性成功率。 由於現代電子產品的複雜度和整合度的日益提高，一般分離的中小規模積體電路組合已不能滿足要求，電路設計逐步地從中小規模晶片轉為大規模、超大規模晶片，具有高速度、高整合度、低功耗的可程式朋IC器件已蓬勃發展起來。在EDA技術中所用的大規模、超大規模晶片被稱為可程式ASIC晶片，這些可程式邏輯器件自70年代以來，經歷了CPm、IzPGA 、CPLD、FPGA幾個發展階段，其中CPm(複雜可程式邏輯器件)/IzPGA(現場可程式邏輯器件)肩高密度可程式邏輯器件，目前整合度已高達200萬門/片以上，它將掩模ASIC整合度高的優點和可程式邏輯器件設計生產方便的特點結合在一起，特別適合於樣品研製或小批量產品開發，使產品能以最快的速度上市，而當市場擴大時，它可以很容易地轉由掩模ASIC實現，因此開發風險也大為降低。可以說CPLE)/FPGA器件，已成為現代高層次電子設計方法的實現裁體。硬體描述語言(HDL)是EDA技術的重要組成部分，是EDA設計開發中的很重要的軟體工具，VHDL即：超高速積體電路硬體描述語言，仍量凡是作為電子設計主流硬體的描述語言。它具有很強的電路描述和建模能力，能從多個層次對數字系統進行建模和描述，從而大大簡化了硬體設計任務，提高了設計較串和可靠性，用V佃L進行電子系統設計的一個很大的優點是設計者可以專心致力於其功能的實現，而不需要對不影響功能的與工藝有關的因素花費過多的時間和精力。例如一個32位的加法器，利用圖形輸入軟體需要輸入500至1刪個門，而利用VHDL語言只需要書寫一行“A=B十C”即可。使用硬體描述語言(HDL)可以用模擬模擬的方式完成以前必須設計和製作好的樣機上才能進行的電子電路特性的說明和除錯。能在系統行為級就發現可能出現的錯誤、問題，並加以多次反覆修改論證，避免了物理級器件的損傷和多次製作，節約了時間和開發成本，縮短了電子系統開發的週期。將EDA技術與傳統電子設計方法進行比較可以看出，傳統的數字系統設計只能在電路板上進行設計，是一種搭積木式的方式，使複雜電路的設計、除錯十分困難;如果某一過程存在錯誤.查詢和修改十分不便;對於積體電路設計而言，設計實現過程與具體生產工藝直接相關，因此可移植性差;只有在設計出樣機或生產出晶片後才能進行實泅，因而開發產品的週期長。而電子EDA技術則有很大不同，採用可程式器件，通過設計晶片來實現系統功能。採用硬體描述語言作為設計輸入和庫(LibraIy)的引入，由設計者定義器件的內部邏輯和管腳，將原來由電路板設計完成的大部分工作故在晶片的設計中進行。由於管腳定義的靈活性，大大減輕了電路圖設計和電路板設計的工作量和難度，有效增強了設計的靈活性，提高了工作效率。並且可減少晶片的數量，縮小系統體積，降低能源消耗，提高了系統的效能和可靠性。能全方位地利用計算機自動設計、模擬和除錯。

硬體描述語言 : 硬體描述語言(HDL)是一種用於進行電子系統硬體設計的計算機高階語言，它採用軟體的設計方法來描述電子系統的邏輯功能、電路結構和連線形式。 硬體描述語言可以在三個層次上進行電路描述，其層次由高到低分為行為級、R，幾級和閘電路級。常用硬體描述語言有WDL、Velllq和AHDL語言。WDL語言是一種高階描述語言，適用於行為級和R，幾級的描述;Vedlq語言和ABEL語言屬於一種較低階的描述語言，適用於R，幾級和閘電路級的描述。現在WDL和Velllq作為工業標準硬體描述語言，已得到眾多EDA公司的支援，在電子工程領域，它們已成為事實上的通用硬體描述語言，承擔幾乎全部的數字系統的設計任務。應用Vf進行電子系統設計有以下優點：(1)與其他硬體描述語言相比，WDL具有更強的行為描述能力，強大的行為描述能力是避開具體的器件結構，從邏輯行為上描述和設計大規模電子系統的重要保證。(2)VHDL具有豐富的模擬語句和庫函式，使得在任何大系統的設計早期就能檢查設計系統的功能可行性，並可以隨時對系統進行模擬。(3)Vf語句的行為描述能力和程式結構，決定了它具有支援大規模設計的分解和對已有設計的再利用功能。(4)用Vf完成的設計，可以利用EDA工具進行邏輯綜合和優化，並可根據不同的目標晶片自動把Vf描述設計轉變成門級網表，這種設計方式極大地減少了電路設計的時間及可能發生的錯誤，從而降低了開發成本。(5)Vf0L對設計的描述具有相對獨立性，可以在設計者不僵硬件結構的情況下，也不必管最終設計的目標器件是什麼，而進行獨立的設計。(6)由於VI具有類屬描述語句和子程式呼叫等功能，所以對於已完成的設計，可以在不改變源程式的情況廠，只需改變類屬參量或函式，就能很容易地改變及計的規模和結構。

EDA技術的應用:電子EDA技術發展迅猛，逐漸在教學、科研、產品設計與製造等各方面都發揮著巨大的作用。在教學方面：幾乎所有理工科(特別是電子資訊)類的高校都開設了EDA課程。主要是讓學生了解EDA的基本原理和基本概念、鱗握用佃L描述系統邏輯的方法、使用扔A工具進行電子電路課程的模擬模擬實驗並在作畢業設計時從事簡單電子系統的設計，為今後工作打下基礎。具有代表性的是全國每兩年舉辦一次大學生電子設計競賽活動。在科研方面：主要利用電路模擬工具(EwB或PSPICE、VLOL等)進行電路設計與模擬;利用虛擬儀器進行產品除錯;將O)LI)/FPGA器件的開發應用到儀器裝置中。例如在CDMA無線通訊系統中，所有移動手機和無線基站都工作在相同的頻譜，為區別不同的呼叫，每個手機有一個唯一的碼序列，CDMA基站必須能判別這些不同觀點的碼序列才能分辨出不同的傳呼程序;這一判別是通過匹配濾波器的'輸出顯示在輸人資料流中探調到特定的碼序列;FPGA能提供良好的濾波器設計，而且能完成DSP高階資料處理功能，因而FPGA在現代通訊領域方面獲得廣泛應用。在產品設計與製造方面：從高效能的微處理器、數字訊號處理器一直到彩電、音響和電子玩具電路等，EDA技術不單是應用於前期的計算機模擬模擬、產品除錯，而且也在P哪的製作、電子裝置的研製與生產、電路板的焊接、朋比的製作過程等有重要作用。可以說電子EDA技術已經成為電子工業領域不可缺少的技術支援。

EDA技術發展趨勢: EDA技術在進入21世紀後，由於更大規模的FPGA和凹m器件的不斷推出，在模擬和設計兩方面支援標準硬體描述語言的功能強大的EDA軟體不斷更新、增加，使電子EDA技術得到了更大的發展。電子技術全方位納入EDA領域，EDA使得電子領域各學科的界限更加模糊，更加互為包容，突出表現在以下幾個方面：使電子設計成果以自主智慧財產權的方式得以明確表達和確認成為可能;基於EDA工具的ASIC設計標準單元已涵蓋大規模電子系統及IP核模組;軟硬體IP核在電子行業的產業領域、技術領域和設計應用領域得到進一步確認;SoC高效低成本設計技術的成熟。隨著半導體技術、整合技術和計算機技術的迅猛發展，電子系統的設計方法和設計手段都發生了很大的變化。可以說電子EDA技術是電子設計領域的一場革命。傳統的“固定功能整合塊十連線”的設計方法正逐步地退出歷史舞臺，而基於晶片的設計方法正成為現代電子系統設計的主流。作為高等院校有關專業的學生和廣大的電子工程師瞭解和攀握這一先進技術是勢在必行，這不僅是提高設計效率的需要，更是時代發展的需求，只有攀握了EDA技術才有能力參與世界電子工業市場的競爭，才能生存與發展。隨著科技的進步，電子產品的更新日新月異，EDA技術作為電子產品開發研製的源動力，已成為現代電子設計的核心。所以發展EDA技術將是電子設計領域和電子產業界的一場重大的技術革命，同時也對電類課程的教學和科研提出了更深更高的要求。特別是EDA技術在我國尚未普及，掌握和普及這一全新的技術，將對我國電子技術的發展具有深遠的意義。

作為一名電子硬體工程師、大專院校電子類專業的在校學生或者電子愛好者，必須掌握EIlA技術用於0U)/5PGA的開發，只有這樣才能乘上現代科技的快車去適應激烈競爭的環境。在現在和未來，EDA技術主要應用於下面幾個方面：1.高校電子類專業的實踐教學中，如實驗教學、課程設計、畢業設計、設計競賽等均可藉助凹ID/5PGA器件，既使實驗裝置或設計出的電子系統具有高可靠性，又經濟、快速、容易實現、修改便利，同時可大大提高學生的實踐動手能力、創新能力和計算機應用能力。2.科研和新產品開發中，0)U)/5PGA可直接應用於小批量產品的晶片或作為大批量產品的晶片前期開發。傳統機電產品的升級換代和技術改造，0)U)/5PGA的應用可提高傳統產品的效能，縮小體積，提高技術含量和產品的附加值。