EDA技术课程 第1章

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1、EDA技术及应用邢丽娟自动化工程学院第1章绪论第2章大规模可编程逻辑器件第3章VHDL编程基础第4章常用EDA工具软件操作指南第5章EDA实验开发系统第6章VHDL设计应用实例第7章EDA技术实验目录第1章绪论1.1EDA技术的涵义1.2EDA技术的发展历程1.3EDA技术的主要内容1.4EDA软件系统的构成1.5EDA工具的发展趋势1.6EDA的工程设计流程1.7数字系统的设计1.8EDA技术的应用展望1.1EDA技术的涵义什么叫EDA技术？由于它是一门迅速发展的新技术，涉及面广，内容丰富，因而理解各异，目前尚无统一的看法。作者认为：EDA技术有狭义的EDA技术和广义的EDA技术

2、之分。狭义的EDA技术，就是指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、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件方式设计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、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至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新技术，或称为IES/ASIC自动设计技术。本书讨论的对象专指狭义的EDA技术。广义的EDA技术，除了狭义的EDA技术外，还包括计算机辅助分析CAA技术(如PSPICE、EWB、MA

3、TLAB等)和印刷电路板计算机辅助设计PCB-CAD技术(如PROTEL、ORCAD等)。在广义的EDA技术中，CAA技术和PCB-CAD技术不具备逻辑综合和逻辑适配的功能，因此它并不能称为真正意义上的EDA技术。故作者认为将广义的EDA技术称为现代电子设计技术更为合适。利用EDA技术(特指IES/ASIC自动设计技术)进行电子系统的设计，具有以下几个特点：①用软件的方式设计硬件；②用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③设计过程中可用有关软件进行各种仿真；④系统可现场编程，在线升级；⑤整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高；⑥从以前的“组

4、合设计”转向真正的“自由设计”；⑦设计的移植性好，效率高；⑧非常适合分工设计，团体协作。因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。1.2EDA技术的发展历程EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了计算机辅助设计(ComputerAssistDesign，简称CAD)、计算机辅助工程设计(ComputerAssistEngineeringDesign，简称CAE)和电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation，简称EDA)三个发展阶段。1.20世纪70年代的计算机辅助设计CAD阶段早期的电子系统硬件设计采用的是分立元件，随着集成电路的出现和

5、应用，硬件设计进入到发展的初级阶段。初级阶段的硬件设计大量选用中小规模标准集成电路，人们将这些器件焊接在电路板上，做成初级电子系统，对电子系统的调试是在组装好的PCB(PrintedCircuitBoard)板上进行的。由于设计师对图形符号使用数量有限，传统的手工布图方法无法满足产品复杂性的要求，更不能满足工作效率的要求。这时，人们开始将产品设计过程中高度重复性的繁杂劳动，如布图布线工作，用二维图形编辑与分析的CAD工具替代，最具代表性的产品就是美国ACCEL公司开发的Tango布线软件。20世纪70年代，是EDA技术发展初期，由于PCB布图布线工具受到计算机工作平台的制约，其支持

6、的设计工作有限且性能比较差。2.20世纪80年代的计算机辅助工程设计CAE阶段初级阶段的硬件设计是用大量不同型号的标准芯片实现电子系统设计的。随着微电子工艺的发展，相继出现了集成上万只晶体管的微处理器、集成几十万直到上百万储存单元的随机存储器和只读存储器。此外，支持定制单元电路设计的硅编辑、掩膜编程的门阵列，如标准单元的半定制设计方法以及可编程逻辑器件(PAL和GAL)等一系列微结构和微电子学的研究成果都为电子系统的设计提供了新天地。因此，可以用少数几种通用的标准芯片实现电子系统的设计。伴随计算机和集成电路的发展，EDA技术进入到计算机辅助工程设计阶段。20世纪80年代初，推出的E

7、DA工具则以逻辑模拟、定时分析、故障仿真、自动布局和布线为核心，重点解决电路设计没有完成之前的功能检测等问题。利用这些工具，设计师能在产品制作之前预知产品的功能与性能，能生成产品制造文件，在设计阶段对产品性能的分析前进了一大步。如果说20世纪70年代的自动布局布线的CAD工具代替了设计工作中绘图的重复劳动，那么，到了20世纪80年代出现的具有自动综合能力的CAE工具则代替了设计师的部分工作，对保证电子系统的设计，制造出最佳的电子产品起着关键的作用。到了20世纪80年代