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[导读]电子设计自动化(英语:Electronic design automation,缩写:EDA)是指利用计算机辅助设计(CAD)软件,来完成超大规模集成电路(VLSI)芯片的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)等流程的设计方式。

电子设计自动化(英语:Electronic design automation,缩写:EDA)是指利用计算机辅助设计(CAD)软件,来完成超大规模集成电路(VLSI)芯片的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)等流程的设计方式。

EDA被誉为“芯片之母”,是电子设计的基石产业。拥有百亿美金的EDA市场构筑了整个电子产业的根基,可以说“谁掌握了EDA,谁就有了芯片领域的主导权。在多个领域面临关键核心技术“卡脖子”的危机,对芯片技术领域的制约尤为严重,尽快打破垄断、让芯片关键技术不再受制于人可谓刻不容缓。EDA芯片设计软件的国产化对于芯片领域的突破意义与光刻机制造同等重要。

在电子设计自动化出现之前,设计人员必须手工完成集成电路的设计、布线等工作,这是因为当时所谓集成电路的复杂程度远不及现在。工业界开始使用几何学方法来制造用于电路光绘(photoplotter)的胶带。到了1970年代中期,开发人应尝试将整个设计过程自动化,不仅仅满足于自动完成掩膜草图。第一个电路布局、布线工具研发成功。设计自动化研讨会(Design Automation Conference)在这一时期被创立,旨在促进电子设计自动化的发展。

EDA技术指的是电子设计自动化(Electronic Design Automation),它拥有以下功能和特点:

自动化设计:EDA技术能够利用计算机工具自动完成电路或系统的设计,包括自顶向下的设计方法、硬件描述语言编写系统行为级设计,以及利用先进开发工具自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线、仿真及特定目标芯片适配编译和编程下载等过程。

方案设计和功能划分:EDA技术可以按照自顶向下的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分。

高层次设计:EDA技术使用硬件描述语言来完成系统行为级设计,这被称为数字逻辑电路高层次设计方法。这种方法可以更快速地完成复杂电路和系统的设计。

兼容多种工具:EDA技术可以兼容多种开发工具,这使得设计人员可以选择最适合自己项目的工具来使用。

支持多平台:EDA技术支持在多个平台上使用,这使得设计人员可以在不同的操作系统上完成电路或系统的设计。

提供强大的技术支持:EDA技术提供强大的技术支持,包括专业的在线帮助文档、论坛、邮件和电话支持等,这使得设计人员在设计过程中遇到问题时可以快速得到解决方案。EDA技术是一种自动化程度高、设计效率高的电子电路或系统软件工具,可以帮助设计者更快速、准确地完成设计任务。

下面就以电路设计为例,详细说明一下使用EDA如何进行电路设计。

使用EDA进行电路设计的过程可以分为以下几个步骤:

设计输入:这是电路设计的第一步,需要明确电路的功能和设计要求。常见的输入方式包括文本输入、图形输入和波形输入,还可以采用文本输入和图形输入混合的方式。图形输入方式最为直观,便于电路的观察和修改,但不适合复杂电路设计。

设计处理:这一阶段主要包括逻辑化简、综合优化等过程,最终生成编程文件。

设计验证:主要是进行时序仿真和功能仿真,验证电路设计的正确性。

器件编程:将设计处理中产生的编程数据下载到具体的可编程器件中。

硬件测试:将含有载入了设计的FPGA或CPLD的硬件系统进行统一测试,以便在真实的环境中检验设计效果。测试结果可以反映电路设计的实际性能和效果,是电路设计的重要环节。

在使用EDA进行电路设计时,需要具备一定的电子技术和计算机操作基础,同时还需要对所使用的EDA软件有一定的了解和掌握。不同的EDA软件可能具有不同的操作方法和界面,但它们的设计流程基本相同。


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