第一章 eda发展史new

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1、第一章EDA及VerilogHDL概述武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜§1.1集成电路设计概述1、集成电路分类¢数字系统：利用数字技术对信息进行处理、传输的电子系统。e.g.CPU，南桥，北桥，ROM/RAM¢模拟系统：与实际问题的接口。e.g.ADC，PLL，运放¢数模混合系统：片上系统（SOC）。e.g.音频/视频控制芯片，带AD的单片机武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜2、集成电路发展¢Moore’sLaw：集成电路芯片的集成度每18个月提高一倍，而加工特征尺寸缩小一半（70年代）。年份1

2、9981999200120042008工艺/μm0.250.180.150.090.065设计周期月/10～128～106～86～86～8集成度/百万门1～24～510～1550100武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜数字IC代表芯片：¢微控制芯片（MCU，MicroControlUnit）速度快¢可编程逻辑器件（PLD，ProgrammableLogicDevice）灵活度高¢数字信号处理器（DSP，DigitalSignalProcessor）功能强¢大规模存储芯片（ROM/RAM）容量大武汉大学物理科学

3、与技术学院电子科学与技术系常胜3、集成电路设计¢集成电路的层次武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜¢设计方法：①Top-Down正向设计，周期长，难度大②Bottom-Up反向设计，缺乏整体规则，难以修改武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜§1.2EDA概述¢EDA技术指的是以计算机硬件（主要是微机和工作站）和专业软件为工作平台，继承和借鉴前人在电路、系统、数据系、图形学、计算数学，优化理论等多学科的最新科技成果，帮助电子设计工程师开发新的电子系统与电路、IC及PCB产品。¢广义EDA；板级、片级。¢

4、狭义EDA：专指片级，模拟、数字、混合(SOC)。武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜1、EDA技术的发展集成电路问世初期，集成电路设计是原始的手工设计。人脑通过纸和笔，在完成功能设计、逻辑设计和电路设计后，再用分立的元器件搭制起硬件模拟电路，让信号通过这一电路，以验证其功能和各项参数是否满足设计的要求。然后用手工进行版图设计，即采用人工进行布局和布线，用尺和笔在方格纸上绘制版图、刻红膜、拍照、制作光刻掩膜版、流片、测试、封装。武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜集成电路设计自动化的发展大致经过了计算

5、机辅助设计(ComputerAidedDesign，CAD)、计算机辅助工程(ComputerAidedEngineering，CAE)和电子设计自动化(ElectronicsDesignAutomation，EDA)三个阶段。目前正在向第四个阶段发展。具体的发展情况如下。武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜¢70年代，集成电路设计附属于半导体工业加工。第一代EDA称为ICCAD系统，为IC设计师提供方便的版图编辑、设计验证和数据转换等功能。70年代出现的电路模拟软件SPICE和后来一系列面向集成电路版图编辑、

6、设计规则检查的系统是CAD时代的代表产物，为后续的技术发展打下了坚实的基础。武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜¢80年代，出现第二代EDA系统，常称为计算机辅助工程（CAE）系统。为设计师提供了方便的原理图编辑、仿真和物理版图的布图、验证功能，构成了一个比较完整的IC设计系统。CAE时代的一个重大特征是设计人员开始摆脱繁重的全定制版图设计，基于单元库的半定制设计逐渐成为设计的主流。武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜¢90年代，出现了以HDL作为设计输入的IC设计方式，一般称为第三代EDA系统。90

7、年代初的逻辑综合(LogicSynthesis，LS)解决了如何从一个用HDL写成的描述出发生成一个电路结构描述。在设计层面上，逻辑综合解决了如何从一个用HDL(HardwareDescriptionLanguage)写成的结构描述一个电路，这一过程也被称为结构设计(StructuralDesign)或寄存器-传输级(RegisterTransfectLevel，RTL)设计。武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜¢目前，第四代EDA工具的开发正在紧锣密鼓地进行。由于集成电路的工艺水平已经进入深亚微米（<0.6微

8、米），在0.8微米工艺以下，连线延迟已占总延迟的70％，各种效应也日益突出，因而计算工作量要比微米及亚微米增大。设计工具改进所增加的设计能力必须超过工艺增长速度，才能适应工艺的快速发展。武汉大学物理科学与技术学院电子科学与技术系常胜第一代第二代第三代第四代上世纪70年代上世纪80年代上世纪90年代～今发展中CAD时原