数字逻辑电路的DA设计.ppt

6.1.1、EDA技术的发展及技术特色 EDA技术与计算机、集成电路、电子系统设计的发展密切相关，汇集了计算机科学领域的大多数最新研究成果，以高性能的计算机作为工作平台，开发出来的一整套电子设计系统软件。EDA技术经历了三个发展阶段。 20世纪70年代的计算机辅助设计（CAD）阶段。 20世纪80年代的计算机辅助工程设计（CAED）阶段。 20世纪90年代电子系统设计自动化（EDA）阶段。 EDA(Electronic Design Automation) 电子设计自动化 EDA技术是以微电子技术为物理层面，现代电子设计技术为灵魂，计算机软件技术为手段，最终形成集成电子系统或专用集成电路ASIC为目的一门新兴技术。 6.1、EDA技术概述 使用对象： 专用集成电路ASIC的芯片设计研发人员 广大的电子线路设计人员 电子设计自动化EDA（Electronic Design Automation）技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，通过硬件描述语言设计，EDA软件编译、仿真，最终下载到设计载体中，从而完成系统电路设计任务的新一代设计技术。 在这个阶段分别开发了一个个独立的软件工具，主要有电路原理图绘制、PCB（印刷电路板）图绘制、电路模拟、逻辑模拟等。 它们利用计算机的图形编辑、分析和计算等能力，协助工程师设计电子线路，使设计人员从大量繁琐、重复计算和绘图工作中解脱出来。 但总体来看自动化程度低，需要人工干预整个设计过程。美国Accel公司开发的Tango布线软件就是最具代表性的产品。 20世纪70年代的计算机辅助设计（CAD）阶段 这一阶段的EDA工具以逻辑模拟、定时分析、故障仿真、自动布局和布线为核心，重点解决电路设计完成之前的功能测试问题，代替了设计师的部分工作，利用这些工具，设计师能在产品制造之前预知产品的功能与性能。我们所熟悉的orCAD和Protel早期的版本是这一阶段中两种典型的设计工具。 但是大部分从原理图出发的EDA工具仍然不能适应复杂电子系统的设计要求，而具体化的元件图形制约着优化设计。 20世纪80年代的计算机辅助工程设计(CAED)阶段 20世纪90年代，设计师逐步从使用硬件转向设计硬件，从单个电子产品的开发转向系统级的电子产品开发SOC（System on a Chip,即片上系统集成）。 EDA工具是以系统级设计为核心，包括系统行为级描述与结构综合、系统仿真与测试验证、系统划分与指标分配、系统决策与文件生成等一整套的电子系统设计自动化工具。这时的EDA工具不仅具有电子系统设计的能力，而且还能提供独立于工艺和厂家的系统级设计，具有高级抽象的设计构思手段。 具备上述功能的EDA软件，可以使得电子工程师在不熟悉半导体工艺的情况下，完成电子系统的设计。 20世纪90年代电子系统设计自动化(EDA)阶段 6.1.2 EDA技术的内容 三部分 大规模可编程逻辑器件 硬件描述语言 EDA开发软件 一、可编程逻辑器件 集成电路 专用集成电路 (ASIC) 通用集成电路：TTL系列、CMOS系列、存储器、MCU 掩膜ASIC 可编程ASIC 简单可编程器件 （PAL、GAL） 复杂可编程器件 （CPLD） 现场可编程门阵列 （FPGA） ASIC(Application Specific Integrated Circuits)直译为“专用集成电路”， ASIC在构成电子系统时具有以下几个方面的优越性： 提高了产品的可靠性。用ASIC芯片进行系统集成后，外部连线减少，为调试和维修带来极大的方便，系统可靠性明显提高。 易于获得高性能。ASIC针对专门的用途而特别设计，它是系统设计、电路设计和工艺设计的紧密结合，这种一体化的设计有利于得到前所未有的高性能系统。 可增强产品的保密性和竞争力。电子产品中的ASIC芯片对用户来说相当于一个“黑盒子”。 在大批量应用时，可显著降低产品的综合成本。用ASIC来设计和生产产品大幅度减少了印刷电路板面积及其他元器件数量，降低了装配调试费用。 提高了产品的工作速度。 缩小了体积，减轻了重量，降低了功耗。 可编程ASIC的优点（与掩膜ASIC相比）： 1．缩短了研制周期 可编程ASIC可以按一定的规格型号像通用器件一样在市场上买到。由于采用先进的EDA，可编程ASIC 的设计与编程均十分方便和有效，整个设计通常只需几天便可完成，缩短了产品研制周期，有利于产品的快速上市。 2．降低了设计成本 制作掩膜ASIC的前期投资费用较高，只有在生产批量很大的情况下才有价值。这种设计方法还需承担很大的风险，因为一旦设计中有错误或设计不完善，则全套掩膜便不能再用。采用可编程ASIC为降低投资风险提供了合理的选择途径，