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1、第1章EDA技术概况1.1EDA技术的发展概况1.什么叫EDA技术？电子设计自动化(EDA,ElectronicDesignAutomation)技术是一种以计算机作为工作平台,以EDA软件工具为开发环境,以硬件描述语言和电路图描述为设计入口,以可编程逻辑器件为实验载体,以ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuits),SOC(SystemOnChip)和SOPC(SystemOnProgrammableChip)嵌入式系统为设计目标,以数字系统设计为应用方向的电子产品自动
2、化设计技术。EDA技术是融合了电子技术,计算机技术,信息处理技术,智能化技术等最新成果而开发的高新技术,是现代电子系统设计,制造不可缺少的技术.EDA技术涉及面广,包含描述语言,软件,硬件等多方面知识。EDA技术发展至今,经历了三个阶段： 1.CAD阶段 (七十年代)电子线路的计算机辅助设计(CAD,ComputerAidedDesign)是EDA发展的初级阶段.它利用计算机的图形编辑,分析和存储等能力,协助工程师进行电子系统的IC(IntegratedCircuit)版图编辑和PCB(PrintedCircui
3、tBoard)布局布线,取代了手工操作.它可以减少设计人员的繁琐重复劳动,但自动化程度低,需要人工干预整个设计过程.这类专用软件大多以微机为工作平台,易于学习和使用,设计中小规模电子系统可靠有效.现仍有很多这类专用软件被广泛应用于工程设计.由此产生了计算机辅助设计的概念2.CAE阶段 (八十年代)与CAD相比,除了纯粹的图形绘制功能外,该阶段已具备了设计自动化的功能.其主要特征是具备了自动布局布线和电路的计算机仿真,分析和验证功能.又增加了电路功能设计和结构设计,并且通过电气连接网络表将两者结合在一起,以实现工程
4、设计,这就是计算机辅助工程的概念CAE(ComputerAidedEngineering).其作用已不仅仅是辅助设计,而且可以代替人进行某种思维.CAE的主要功能有:原理图输入,逻辑仿真,电路分析,自动布局布线,PCB后分析3.第三代EDA技术20世纪90年代以来，随之微电子技术的惊人发展，其工艺达到深亚微米级（百万只晶体管以上），主要出现了以高级语言描述、系统仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术，它不仅极大地提高了系统的设计效率，而且使设计者摆脱了大量的辅助性工作，将更多的精力集中于创造性的方案与概念的构思上
5、。4.21世纪的EDA技术EDA技术将是对21世纪产生重大影响的十大技术之一，主要表现为在FPGA上实现DSP成为可能，基于FPGA的DSP技术为高速数字信号处理算法提供了实现途径；嵌入式微处理器软核的成熟使SOPC步入大规模使用；基于EDA技术的用于ASIC设计的标准单元已覆盖大规模电子系统及复杂IP核模块等等。1.2可编程逻辑器件的发展概况随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路(ASIC)芯片，而且希望ASIC的设计周期尽可能短，最
6、好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了现场可编程逻辑器件(FPLD)，其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。可编程逻辑器件是一种由用户根据自己要求来构造逻辑功能的数字集成电路，利用计算机辅助设计，经一系列编译或转换程序，生成相应的目标文件，再由编程器或下载电缆将设计配置到目标文件中，这时PLD就可以作为满足用户要求的专用集成电路使用了。1.2.1PLD的发展PROM型（ProgrammableROM可编程只读存储器）PROM采用
7、熔丝工艺编程，只能写一次，不能擦除和重写。现在常用的是EPROM、E2PROM和快闪(Flash)，主要用作存储器。PLA型（ProgrammableLogicArray可编程逻辑阵列）PLA是由可编程的与阵列和可编程的或阵列组成，但因器件资源利用率低，价格较贵，编程复杂等，没有得到广泛应用。PAL型（ProgrammableArrayLogic可编程阵列逻辑）PAL是由可编程的与阵列、固定的或阵列和输出电路三部分组成。PAL采用双极型熔丝工艺，工作速度较高（10-35ns)，得到广泛应用。（4）GAL型（Gen
8、ericArrayLogic通用阵列逻辑）GAL器件在PAL器件基础上采用了输出逻辑宏单元形式E2COMS工艺结构，具有可电擦除、重复编程、长期保存数据、设置机密位和重新组合结构等优点。5.EPLD(可擦除可编程逻辑器件）可擦除的可编程逻辑器件EPLD是Altera公司20世纪80年代中期推出的一种大规模可编程逻辑器件。EPLD的基本结构与GAL并无本质区别，但其集成密度
