eda技术应用与发展之管窥

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1、EDA技术应用与发展之管窥    作者简介：杭州电子工业学院副教授，1985年毕业于华东师范大学，专业领域：电磁场理论、微波技术、电子设计技术及EDA技术。出版专业书籍：《VHDL实用教程》电子科技大学出版社、《EDA技术实用教程》科学出版社；《现代DSP技术》西安电子科技大学出版社，及相关专业论文若干。EDA技术主要是指面向专用集成电路设计的计算机技术，与传统的专用集成电路设计技术相比，其特点有：①设计全程，包括电路系统描述、硬件设计、仿真测试、综合、调试、软件设计，直至硬件系统都由计算机完成；②设计技术直接面向用户，即专用集成电

2、路的被动使用都有同时也可能是专用集成电路的主动设计者；③专用集成电路的实现有了更多的途径，即除传统的ASIC器件外，还能通过FPGA、CPLD、ispPAC、FPSC等可编程器件来实现，本文主要就后者，简要介绍EDA技术及其应用最新近的一些发展。由于在电子系统设计领域中的明显优势，基于大规模可编程器件解决方案的EDA技术及其应用在近年中有了巨大的发展，将电子设计技术再次推向又一崭新的历史阶段。这些新的发展大致包括这样6个方面：①新器件；②新工具软件；③嵌入式系统设计；④DSP系统设计；⑤计算机处理器设计；⑥与ASIC市场的竞争技术。

3、以下将分别予以说明。1、新器件由于市场产品的需求和市场竞争的促进，成熟的EDA工具所能支持的，同时标志着最新EDA工具所能支持的，同时标志着最新EDA技术发展成果的新器件不断涌现，其特点主要表现为：（1）大规模。逻辑规模已达数百万门，近10万逻辑宏单元，可以将一个复杂的电路系统，包括诸如一个至多个嵌入式系统处理器、各类通信接口、控制模块和DSP模块等装入一个芯片中，即能满足所谓的SOPC设计。典型的器件有Altera的Stratix系列、Excalibue系列；Xilinx的Virtex-IIPro系列、Spartan-3系列（该系

4、列达到了90nm工艺技术）。（2）低功耗。尽管一般的FPGA和CPLD在功能和规模上都能很好地满足绝大多数的系统设计要求，但对于有低功耗要法语的便携式产品来说，通常都难于满足要求，但由Lattice公司最新推出的ispMACH4000z系列CPLD达到了前所未有的低功耗性能，静态功耗20微安，以至于被称为0功耗器件，而其它性能，如速度、规模、接口特性等仍然保持了很好的指标。（3）模拟可编程。各种应用EDA工具软件设计、isp方式编程下载的模拟可编程及模数混合可编程器件不断出现。最具代表性的器件是Lattice的ispPAC系列器件，

5、其中包括常规模拟可编程器件ispPAC10；精密高阶低通滤波器设计专用器件ispPAC80；模数混合通用在系统可编程器件ispPAC20；在系统可编程电子系统电源管理器件ispPAC-POWER等等。（4）含多种专用端口和附加功能模块的FPGA。例如Lattice的ORT、ORSO系列器件，含sysHSISERDES技术的FPGA具有通信速度高达3.7Gbps的SERDES背板收发器，其中内嵌8b/10b编解码器，以及超过40万门的FPGA可编程逻辑资源；Altera的Stratix、Cyclone、APEX等系列器件，除内嵌大量E

6、SB（嵌入式系统块）外，还含有嵌入的锁相环模块（用于时钟发生和管理）、嵌入式微处理器核等。此外，Stratix系列器件还嵌有丰富的DSP模块。2、新工具软件为了适应更大规模FPGA的开发，包括片上系统的DSP的开发，除了第三方EDA公司不断更新的通用EDA工具外，主要PLD供应商也相继推出，并适时升级其EDA开发工具。如Lattice公司从早期的Synario，升级到后来的ispEXPERTSystem、ispDesignEXPERTSystem、ispLEVER，直到现在的ispLEVERAdvancedSystem通用EDA工具

7、，可用于开发Lattice所有的FPGA、FPSC、CPLD和GDX器件。Xilinx推出的最新设计环境是ISE6.1I，其中增加了许多新的功能，如支持嵌入式系统的Linux开发，支持混合硬件描述语言综合设计流程、强化排错功能、ChipScopePro实时调试器等等。此外还升级了用于软核嵌入式系统调试的工具EmbeddedDevelopmenKit和基于FPGA的DSP开发环境SystemGeneratorforDSP。同样，Altera也推出了适用于不同设计对象的EDA开发环境。其中QuartusⅡ3.0是一综合设计环境，被称为S

8、OPC（可编程单片系统）升级环境，它承接了原来MaxplusⅡ的全部设计功能和器件对象外还增加了许多新功能和新的FPGA器件系列，包括一些适用于SOPC开发的大规模器件。相对于上述EDA工具，QuartusⅡ含有许多更具特色和更强的实