EDA技术基础 第1章 EDA技术概述.ppt

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1、EDA技术基础制作：赵明富石新锋完成时间：2008年10月第1章EDA技术概述1.1EDA技术的涵义1.2EDA技术的发展概况1.3EDA技术的主要内容1.4EDA技术的设计流程1.5EDA技术的应用展望1.6数字系统设计1.1EDA技术的涵义EDA（ElectronicDesignAutomation——电子设计自动化）技术的真正内涵是指：以现代高性能计算机作为技术支撑，以大规模可编程逻辑器件的专用开发软件作为开发平台，以硬件描述语言作为系统逻辑描述的主要手段，以相应实验开发系统作为开发工具，以大规模可编程逻辑器件本身作为

2、开发对象。通过逻辑描述、逻辑编译、逻辑仿真、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、适配编译、逻辑映射、编程下载等一系列步骤，最终使得用户可以快捷方便地设计出满足自己需要的特定专用集成电路芯片。可编程逻辑器件/现场可编程门阵列（CPLD/FPGA）可编程逻辑器件的英文表达形式是：CPLDComplexProgrammableLogicDevice——CPLD。现场可编程门阵列的英文表达形式是：FieldProgrammableGateArray——FPGA一般情况下，常把CPLD和FPGA都认为是可编程逻辑器件的范

3、畴，两者有一定区别，但又有很多的相似之处。利用EDA技术开发CPLD/FPGA（将其由半定制芯片变成专用集成电路芯片）所需具备的基本条件：（1）需要一台电脑（目前常规配置的电脑即可）（2）CPLD/FPGA芯片（3）CPLD/FPGA芯片供应商提供的专用开发软件（一般免费，可从网上下载）（4）硬件开发平台或具体电路系统（CPLD/FPGA支持ISP在系统编程）（5）掌握至少一种硬件描述语言将软件安装在电脑上后，即可用硬件描述语言对该芯片所应具备的功能进行详尽确切的描述，然后进行仿真、编译、适配，都没有问题之后，即可以锁定引脚

4、，然后对芯片进行程序下载，程序下载成功之后，该芯片就从原来的不具备任何功能的状态变成具备特定功能的专用集成电路芯片。EDA技术的这种特质使得电子工程师可以在自己的实验室或工作室甚至家中进行设计，开发出具有自主知识产权的专用集成电路芯片，当设计存在问题时可以把原程序擦掉再写，这就大大提高了设计效率，缩短了产品上市周期，降低了开发成本，从而提高了产品竞争力。这正是EDA技术的强大生命力之所在。1.2EDA技术的发展概况EDA(ElectronicDesignAutomation)EDA技术发展的三个阶段：20世纪70年代MOS工

5、艺CAD概念20世纪80年代CMOS时代出现FPGA20世纪90年代ASIC设计技术EDA技术EDA技术是这微电子技术和现代电子设计技术的结合微电子技术代表了物理层在广度和深度上硬件电路实现的发展，现代电子设计技术则反映了现代先进的电子理论、电子技术、仿真技术、设计工艺和设计技术与最新的计算软件技术有机的融合和升华。未来的EDA技术将向广度和深度两个方向发展，EDA将会超越电子设计的范畴进入其他领域，随着基于EDA的SoC(单片系统)设计技术的发展，软、硬核功能库的建立，以及基于VHDL所谓自顶向下设计理念的确立，未来的电子

6、系统的设计与规划将不再是电子工程师们的专利，EDA技术将是21世纪产生重大影响的技术之一。1.3EDA技术的主要内容在硬件实现方面：EDA技术融合了大规模集成电路制造技术，IC版图设计技术、ASIC测试和封装技术、FPGA/CPLD编程下载技术、自动测试技术等新技术。在计算机辅助工程方面：EDA技术融合了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、计算机辅助工程(CAE)技术以及多种计算机语言的设计概念。在现代电子学方面：EDA技术则容纳了更多的内容，如电子线路设计理论、数字信号处理设计、数

7、字系统建模和优化技术及长线技术理论等等。对本专科学生而言，需要掌握的主要是FPGA/CPLD编程及下载技术、自动测试技术、电子线路设计理论、数字系统建模等基础理论和技能。1.4EDA技术的设计流程传统数字系统设计流程：采用自底向上的方法，利用标准模块，千方百计构思所需功能，搭积木式层层堆建，这种方法对最终设计成果的可预见性、可修改性差，如果一级出现问题，常常不得不把整个设计思路推倒重来。EDA技术的设计流程：采用自顶向下的方法，利用硬件描述语言对设计任务进行详尽完备的抽象描述，而不去考虑其具体实现形式，这个任务由功能极其强大

8、的开发软件去完成。其开发软件就像一个全自动的加工厂一样，只要设计者把电路行为描述清楚，它就能按照要求将CPLD/FPGA芯片内的资源通过电子开关进行灵活连接，搭建出用户所需要的电路。比如：可把软件比喻成一个全自动木工家具厂，只要用户把木材准备好，然后再说明桌子多高多宽多长，几个抽屉等等，它