EDA技术与VHDL设计-全套PPT课件.pptx

第1章 EDA技术概述EDA技术与VHDL设计 EDA技术概述 信息社会的发展离不开集成电路，现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格却一直呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快。当前集成电路正朝着速度快、容量大、体积小、功耗低的方向发展。 1.1EDA技术及其发展历程 EDA技术的特征和优势EDA设计的目标和流程 硬件描述语言 EDA技术与ASIC设计EDA技术的发展趋势 EDA设计工具 1.21.31.41.51.61.7EDA技术概述 EDA技术简介 EDA即电子设计自动化（Electronic Design Automation），是随着集成电路和计算机技术飞速发展应运而生的一种快速、有效、高级的电子设计自动化工具。EDA工具融合了应用电子技术、计算机技术和智能化技术的最新成果，主要能辅助进行三方面的设计工作：集成电路（IC）设计、电子电路设计以及印刷电路板（PCB）设计。 1.1 EDA技术及其发展历程 EDA技术发展阶段1.1 EDA技术及其发展历程 CAD阶段 CAE阶段 设计自动化阶段 EDA技术的最新发展（1）电子技术各个领域全方位融入EDA技术，传统的电路系统设计建模理念发生了重大的变化。（2）IP核的在电子行业得到了广泛应用。（3）在FPGA实现DSP应用成为可能。（4）SOPC技术步入了大规模应用阶段。（5）各种EDA工具的推出，使得电子系统设计和验证趋于简单。（6）EDA技术使得电子领域各学科的界限更加模糊，更加相互包容和渗透。1.1 EDA技术及其发展历程 在现代电子设计领域，EDA技术已经成为电子系统设计的重要手段。无论是设计数字系统还是集成电路芯片，其设计作业的复杂程度都在不断增加，仅仅依靠手工进行设计已经不能满足要求，所有的设计工作都需要在计算机上借助于EDA软件工具进行。利用EDA设计工具，设计者可以预知设计结果，减少设计的盲目性，极大地提高设计的效率。1.2 EDA技术的特征和优势 现代EDA技术的基本特征是采用高级语言描述，具有系统级仿真和综合能力，具有开放式的设计环境，具有丰富的元件模型库等。基本特征主要有： 硬件描述语言设计输入 用硬件描述语言进行电路与系统的设计是当前EDA技术的一个重要特征，硬件描述语言输入是现代EDA系统的主要输入方式。 1.2.1 EDA技术的基本特征 “自顶向下”设计方法1.2.1 EDA技术的基本特征 Bottom-up 行为设计 系统分解 结构设计 单元设计 逻辑设计 电路设计 功能块划分 子系统设计 版图设计 系统总成Top-down 逻辑综合与优化 逻辑综合是上世纪90年代电子学领域兴起的一种新的设计方法，是以系统级设计为核心的高层次设计 开放性和标准化 开放式的设计环境也称之为框架结构。框架是一种软件平台结构，它在EDA系统中负责协调设计设计过程和管理设计数据，实现数据与工具的双向流动，为EDA工具提供合适的操作环境。 库（Library）EDA工具必须配有丰富的库（元器件图形符号库、元器件模型库、工艺参数库、标准单元库、可复用的电路模块库、IP库等）。1.2.1 EDA技术的基本特征 传统的数字系统设计一般采用搭“积木块”的手工设计方式,相之下，采用EDA技术进行电子系统的设计有着很大的优势： 采用硬件描述语言，便于复杂系统的设计； 强大的系统建模和电路仿真功能； 具有自主的知识产权; 开发技术的标准化和规范化; 全方位地利用计算机的自动设计、仿真和测试技术; 对设计者的硬件知识和硬件经验要求低。1.2.2 EDA技术的优势 EDA技术的范畴应包括电子工程师进行产品开发的全过程。EDA技术可粗略分为系统级、电路级和物理实现级三个层次的辅助设计过程。EDA技术的范畴如图所示。1.3 EDA设计的目标和流程数字系统模块化设计器件模型库系统仿真数字电路设计模拟电路设计FPGA设计ASIC版图设计PCB设计混合电路设计EDA工具 一般地说，利用EDA技术进行电子系统设计，归纳起来主要有以下4个应用领域： 印刷电路板（PCB）设计； 集成电路（IC或ASIC）设计； 可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）设计； 混合电路设计。1.3.1 EDA技术的实现目标 利用EDA技术进行电路设计的大部分工作是在EDA软件平台上进行的。一个典型的EDA设计流程主要包括设计准备、设计输入、设计处理、器件编程和设计验证等5个基本步骤，如图所示。1.3.2 EDA设计流程设计输入设计验证设计处理设计准备器件编程 首先是系统描述，在这个阶段中要对用户的需求，市场前景以及互补产品进行充分的调研与分析；对设计模式和制造工艺的选择进行认证；最终目标