電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化eda(已修改)
2025-01-18 01:57 本頁(yè)面
【正文】 引言 EDA技術(shù)發(fā)展 EDA系統(tǒng)構(gòu)成 EDA發(fā)展趨勢(shì) 常用 EDA工具第 1章 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化綜述 引言? 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化：簡(jiǎn)稱 EDA（ Electronic Design Automation）? 從理論角度： EDA技術(shù)是以計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)為先導(dǎo)，匯集了數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖論與拓?fù)溥壿?、?jì)算數(shù)學(xué)、優(yōu)化理論以及微電子工藝與結(jié)構(gòu)學(xué)等多種學(xué)科最新成果的先進(jìn)技術(shù)。? 從技術(shù)應(yīng)用角度： EDA技術(shù)是以大規(guī)模集成電路為設(shè)計(jì)載體，以硬件描述語言為描述系統(tǒng)的主要表達(dá)方式，以計(jì)算機(jī)為設(shè)計(jì)環(huán)境，利用軟件開發(fā)工具自動(dòng)完成設(shè)計(jì)系統(tǒng)的編譯、化簡(jiǎn)、綜合、仿真、布局布線、優(yōu)化，直至完成對(duì)特定芯片的適配、映射、編程下載，最終將設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成到特定的芯片中，完成專用集成電路芯片的設(shè)計(jì)。 EDA技術(shù)發(fā)展? EDA技術(shù)伴隨著計(jì)算機(jī)、集成電路、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：– 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD（ CAD： Computer Assist Design）– 計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì) CAE（ CAE: Computer Assist Engineering Design）– 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化 ESDA（ ESDA: Electronic System Design Automation）90年代后期，設(shè)計(jì)師逐步從使用硬件轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)硬件，從電路級(jí)電子產(chǎn)品開發(fā)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)級(jí)芯片開發(fā)（即片上系統(tǒng)集成 SOC： System on chip），后來發(fā)展的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化 ESDA（ Electronic System Design Automation）工具則以系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)為核心，包括系統(tǒng)行為級(jí)描述與結(jié)構(gòu)級(jí)綜合，系統(tǒng)仿真與測(cè)試驗(yàn)證，系統(tǒng)劃分與指標(biāo)分配，系統(tǒng)決策與文件生成等一整套設(shè)計(jì)工具。 EDA系統(tǒng)構(gòu)成? EDA技術(shù)研究的對(duì)象是電子設(shè)計(jì)的全過程，有系統(tǒng)級(jí)、電路級(jí)和物理級(jí)各個(gè)層次的設(shè)計(jì)；涉及的電子系統(tǒng)從低頻、高頻到微波，從線性到非線性，從模擬到數(shù)字，從通用集成電路到專用集成電路構(gòu)造的電子系統(tǒng)，因此 EDA技術(shù)研究的范疇相當(dāng)廣泛。如果從 PLD開發(fā)與應(yīng)用角度看， EDA系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包含以下子模塊：– 設(shè)計(jì)輸入子模塊– 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)子模塊– 分析驗(yàn)證子模塊– 綜合仿真子模塊– 布局布線子模塊等 1. 設(shè)計(jì)輸入模塊：接受用戶的設(shè)計(jì)描述，并進(jìn)行語義正確性、語法規(guī)則的檢查，檢查通過后，將用戶的設(shè)計(jì)描述轉(zhuǎn)換為 EDA軟件系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)格式，存入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)備其它模塊調(diào)用。該模塊一般包含針對(duì)不同描述方式的編輯器，如圖形編輯器、文本編輯器等，同時(shí)包含對(duì)應(yīng)的分析器。 2. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：存放系統(tǒng)提供的庫(kù)單元以及用戶的設(shè)計(jì)描述和中間設(shè)計(jì)結(jié)果。3. 分析驗(yàn)證模塊：包括各個(gè)層次的模擬驗(yàn)證、設(shè)計(jì)規(guī)則的檢查、故障診斷等。4. 綜合仿真模塊：包括各個(gè)層次的綜合工具，理想的情況是：從高層次到低層次的綜合仿真全部由 EDA工具自動(dòng)完成。5. 布局布線模塊：實(shí)現(xiàn)由邏輯設(shè)計(jì)到物理實(shí)現(xiàn)的映射，因此該模塊與物理實(shí)現(xiàn)的方式密切相關(guān)。例如，最終的物理實(shí)現(xiàn)可以是門陣列、可編程邏輯器件等，由于對(duì)應(yīng)的器件不同，因此各自的布局布線工具會(huì)有很大的差異。 ? 全球提供 EDA軟件工具的廠商有近百家之多，可以分為兩大類– 一類是 EDA專業(yè)軟件公司開發(fā)的 EDA軟件工具；– 另一類是半導(dǎo)體器件廠商，為了銷售公司的產(chǎn)品開發(fā)的 EDA軟件工具。 EDA發(fā)展趨勢(shì)1. 輸入工具的發(fā)展早期的原理圖輸入方式 ?80年代末，各種硬件描述語言描述為主的設(shè)計(jì)方式 ?90年代 EDA公司相繼推出一批圖形化免編程的設(shè)計(jì)輸入工具 ,更加直觀且人性化。2. 具有混合信號(hào)處理能力數(shù)字電路設(shè)計(jì)的 EDA工具 ?90年代以來數(shù) /?；旌闲盘?hào)設(shè)計(jì)工具的開發(fā)。– 對(duì)數(shù)字信號(hào)的語言描述 IEEE已經(jīng)制定了 VHDL標(biāo)準(zhǔn)– 對(duì)模擬信號(hào)的語言描述正在制定 AHDL標(biāo)準(zhǔn)– 提出了對(duì)微波信號(hào)的 MHDL描述語言。 3. 更為有效的仿真工具? 仿真的兩個(gè)階段– 設(shè)計(jì)前期的系統(tǒng)級(jí)仿真：主要驗(yàn)證系統(tǒng)的功能；– 設(shè)計(jì)過程中的電路級(jí)仿真：主要驗(yàn)證系統(tǒng)的性能，決定怎樣實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需的精度。 在整個(gè)電子設(shè)計(jì)過程中仿真是花費(fèi)時(shí)間最多的工作，也是占用 EDA工具資源最多的一個(gè)環(huán)節(jié)。提高仿真的有效性一方面是建立合理的仿真算法，另一方面是系統(tǒng)級(jí)仿真中系統(tǒng)級(jí)模型的建模，電路級(jí)仿真中電路級(jí)模型的建模。預(yù)計(jì)在下一代 EDA工具中，仿真工具將有一個(gè)較大的發(fā)展。4. 更為理想的綜合工具? 設(shè)計(jì)綜合工具的目的：將設(shè)計(jì)者的精力從繁瑣的版圖設(shè)計(jì)和分析中轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)前期的算法開發(fā)和功能驗(yàn)證上。? 設(shè)計(jì)綜合工具由最初的只能實(shí)現(xiàn)邏輯綜合，逐步發(fā)展到可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)前端的綜合直至設(shè)計(jì)后端的版圖綜合以及測(cè)試綜合的理想且系統(tǒng)的綜合工具。– 設(shè)計(jì)前端的綜合工具也稱高層次綜合工具，可以實(shí)現(xiàn)從算法級(jí)的行為描述到寄存器傳輸級(jí)結(jié)構(gòu)描述的轉(zhuǎn)換，給出滿足約束條件的硬件結(jié)構(gòu)。邏輯綜合的結(jié)果將作為版圖綜合的輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行版圖綜合。– 版圖綜合則是將門級(jí)和電路級(jí)的結(jié)構(gòu)描述轉(zhuǎn)換成物理版圖的描述，版圖綜合實(shí)現(xiàn)最佳的版圖設(shè)計(jì)。– 測(cè)試綜合貫穿在設(shè)計(jì)過程的始終。測(cè)試綜合時(shí)可以消除設(shè)計(jì)中的冗余邏輯、診斷不可測(cè)的邏輯結(jié)構(gòu)、自動(dòng)插入可測(cè)性結(jié)構(gòu)、生成測(cè)試向量，縮短設(shè)計(jì)周期，減少測(cè)試費(fèi)用。5. IP復(fù)用? IP（ Intellectual Property）的含義是指知識(shí)產(chǎn)權(quán)、著作權(quán)等，在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域 IP核指的是完成某種功能的虛擬電路模塊，一般將 IP核分為軟核和硬核。– 軟核指的是以硬件描述語言進(jìn)行描述的設(shè)計(jì)模
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