1 eda技术概述

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1、EDA技术计算机科学系张晴晖电话：13888193733E-Mail:huizq@163.com本课程安排：学时数：64学时（课堂教学32学时，实验32学时）课堂教学内容：第一章、EDA技术概况第二章、大规模可编程逻辑器件第三章、PLD设计流程第四章、VHDL硬件描述语言初步第五章、VHDL设计进阶第六章、VHDL设计实例第七章、有限状态机实验教学内容：分8次共32学时。掌握EDA开发系统QuartusII，从简单的电路设计入手，到最后能够设计比较复杂的电子系统。培养利用EDA技术设计电路系统的实际动手能力。教学目的：了解可编程逻辑器件的原理与结构；掌握一门硬件描

2、述语言（VHDL）；熟悉使用一种EDA设计工具（QuartusII）；设计自己的电路。第一章EDA概述1.1EDA技术及其发展EDA的定义：EDA是英文ElectronicDesignAutomation的缩写，中文意思是电子设计自动化。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。EDA技术的发展过程EDA技术是70后年代迅速发展起来的，是现代电子设计的最新技术潮流，是综合现代电子技术和计算机技术的最新研究成果，是从事电子线路设计与分析的一门技术，包括电子线路的设计、计算机模拟仿真和电路分析、印制

3、电路板的自动化设计三个方面的内容。由于EDA不是单一的某种学科的分支，而是多种技术发展的共同产物，是一门综合性学科。其发展是随着相关领域的技术同步发展的。其主要经历了以下三个发展过程。EDA技术的发展过程1）早期电子CAD阶段20世纪70年代，属EDA技术发展初期。主要有PCB布线设计、电路模拟、逻辑模拟、版图绘制等，利用计算机代替手工劳动、辅助进行计算、布线等高度重复性的繁杂工作。典型设计软件如Protel的早期版本Tango。这个时期的EDA软件一般称为CAD（ComputerAidedDesign）。EDA技术的发展过程2）计算机辅助工程设计CAE阶段CAE

4、除了图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，仿真等等，并且通过电气连接网络表将它们结合在一起，以实现工程设计。由于采用了统一的数据管理技术，所以能将各个工具集成为一个CAE(ComputerAidedEngineering)系统。其主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。EDA技术的发展过程3）电子设计自动化(EDA)阶段90年代，随着微电子技术的发展，可编程逻辑器件得到了迅速发展。在这个阶段，具有较强抽象描述能力的硬件描述语言(VHDL、VerilogHDL)及高性能综合工具的使用，使过去单功能电子产品开发转向系统级电子产

5、品开发（即SOC_SystemOnaChip）。EDA工具分类根据工具软件的主要功能或主要应用场合的不同，可以把EDA工具软件分为：电路设计与仿真工具、PCB设计软件、PLD设计工具、IC设计软件。其中前三种类型属于系统级，最后一类属于物理级。常用的EDA工具软件（1）原理图和PCB设计¢Protel¢MentorGraphics¢Cadence¢ORCAD¢PCAD常用的EDA工具软件（2）PLD设计工具软件¢MaxplusII¢Foundation¢QuartusII¢ISE¢Synplify常用的EDA工具软件（3）IC设计工具软件¢Cadence¢Ment

6、orGraphics¢SynopsysEDA技术的狭义定义：以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，自动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、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门多学科融合的新技术。1.2传统设计方法和EDA方法的区别：传统设计方法:自下而上（Bottom-up)的设计方法。系统测试与性能分析完整系统构成电路板设计固定

7、功能元件传统设计方法的缺点：1.设计依赖于手工和经验。2.设计依赖于现有的通用元器件。3.设计后期的仿真和调试十分困难。4.如果出错，查找和修改十分不便。5.设计实现周期长，灵活性差，耗时耗力，效率低下。EDA设计方法：设计思想不同：自上而下（Top-Down)的设计方法。自上而下是指将数字系统的整体逐步分解为各个子系统和模块，若子系统规模较大，则还需将子系统进一步分解为更小的子系统和模快，层层分解，直至整个系统中各个子系统关系合理，并便于逻辑电路级的设计和实现为止。自上而下设计中可逐层描述，逐层仿真，保证满足系统指标。Top-Down系统规格设计功能级描述、仿真

8、模块化分、