EDA技术基础教程

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1、第1章EDA概述1.1EDA技术及其发展1.1.1EDA技术的概念EDA是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

2、EDA技术的知识体系EDA技术内容丰富，主要可以划分为三个层次：EDA技术ASIC和SoC设计硬件描述语言HDL，如VHDLEDA工具软件的使用1.1.2EDA技术的发展1、70年代：计算机辅助设计CAD计算机辅助计算2、80年代：计算机辅助工程CAE计算机绘图，如PROTEL3、90年代以后：EDAEDA技术：是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，以HDL为手段为系统逻辑描述完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合(布局布线)，以及逻辑优化和仿真调试，直至实现既定的

3、电子线路系统功能。HDL：HardwareDescriptionLanguage硬件描述语言1.1.3EDA技术的重要性20世纪90年代以后，EDA技术的发展使现代电子产品正在以前所未有的革新速度，向着功能多样化、体积最小化、功耗最低化迅速发展。集成电路的设计不断向超大规模、极低功耗和超高速的方向发展；专用集成电路ASIC的设计成本不断降低，在功能上，现代的集成电路已能实现单片电子系统SOC(SystemOnaChip)的功能。1.2EDA技术的作用与特点1.2.1EDA技术的基本作用：1.电子系统设计的方案验

4、证2.电子电路的优化设计3.电路性能的仿真分析1.3EDA技术的设计方法与应用1.3.1EDA技术的设计方法：EDA技术采用的设计思想：自顶向下（Toptodown）。传统的设计方法是自底向上（Bottom-Up）的构造出一个新的系统，如同一砖一瓦地建造金字塔，效率低且成本高。传统设计方法：Bottom-up，基于电路板的设计方法固定功能元件电路板设计完整系统构成系统功能需求输入输出传统设计方法的缺点1.设计依赖于设计师的经验。2.设计依赖于现有的通用元器件。3.设计后期的仿真不易实现和调试复杂。4.自下而上设

5、计思想的局限。5.设计实现周期长，灵活性差，耗时耗力，效率低下。系统规格设计功能级描述功能级仿真逻辑综合、优化、布局布线定时仿真、定时检查输出门级网表ASIC芯片投片、PLD器件编程、测试ASIC:ApplicationSpecificIntegratedCircuitsPLD:ProgrammableLogicDevices自顶向下设计方法EDA技术的设计方法可分为：系统级、电路级和物理或芯片级。物理级：IC板图的设计系统级：面向大型复杂的电子产品电路级：具体的电路或单元，它是电子设计系统构成的基础，常用的E

6、DA多属于电路级设计。1电路级设计电子工程师确定设计方案的基础上，选择实现该方案的合适的元器件，根据电路指标设计原理图，并进行电路的功能仿真，包括故障分析、交直流分析和瞬态分析等等。后仿真,电路性能的仿真，主要是检验PCB板在实际工作环境中的可行性，尽早的发现缺陷和问题并进行修改。2系统级设计系统级设计是一种概念驱动式设计。设计人员无须通过原理图描述电路，而是针对设计目标进行功能描述。由于摆脱了电路细节的束缚，设计人员可以集中精力于概念的构思和方案设计上面。再以描述语言把概念构思输入计算机，EDA系统就能以规则

7、驱动的方式自动完成设计。1.3.2EDA技术的应用EDA技术贯穿于整个电子产品开发的全过程，应用领域:从低频电路到高频电路、从线性电路到非线性电路、从模拟电路到数字电路、从分立元件到集成电路的各方面。EDA涉及的领域：包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。EDA技术的应用1.4.1常用的EDA软件常用的EDA软件

8、可分为：电路设计与仿真软件、PCB设计软件、IC和PLD设计软件电子电路设计与仿真软件SPICE（SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis）SPICE可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分析和线性交流分析。被分析的电路中的元件可包括电阻、电容、电感、互感、独立电压源、独立电流源、各种线性受控源、传输线以及有源半导体器件。SABER：