EDA技术概述 1EDA技术的概念 2FDA常用软件 3EDA的应用 4EDA技术的发展趋势
EDA技术概述 1 EDA技术的概念 2 EDA常用软件 3 EDA的应用 4 EDA技术的发展趋势
1EDA技术概念 EDA是电子设计自动化( Electronic Design Automation)的缩写。 ●EDA技术在20世纪90年代初从计算机辅助设计 (CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测 试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而 来的。 EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平 台上,用硬件描述语言HDL完成设计文件,然后由计 算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化 布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编 译、逻辑映射和编程下载等工作
1 EDA技术概念 ⚫ EDA 是电子设计自动化 （ Electronic Design Automation）的缩写。 ⚫ EDA 技术在 20 世 纪90 年代 初 从 计算 机 辅 助设 计 （CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测 试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而 来的。 ⚫ EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平 台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计 算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、 布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编 译、逻辑映射和编程下载等工作
1EDA技术概念(续) ●现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机 械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生 物、医学、军事等各个领域,都有EDA的应用 目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科 研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中 从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟, 都可能涉及到EDA技术 ●狭义的EDA技术主要针对电子电路设计、PCB 设计和|C设计。以此为基础的EDA设计可分为 系统级、电路级和物理实现级
1 EDA技术概念（续） ⚫ 现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机 械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生 物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。 目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科 研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中， 从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟， 都可能涉及到EDA技术。 ⚫ 狭义的EDA技术主要针对电子电路设计、PCB 设计和IC设计。以此为基础的EDA设计可分为 系统级、电路级和物理实现级
2EDA常用软件 目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件 有: multIsiM7(原EWB的最新版本) PSPICE、 OrCAD、PCAD、 Protel、 Viewlogic、 Mentor、 Graphics、 Synopsys、 LSIlogic、 Cadence、 Micro sir等等。这些工具都有较强 的功能,一般可用于几个方面,例如很多软件 都可以进行电路设计与仿真,同时还可以进行 PCB自动布局布线,可输出多种网表文件与第 方软件接口
2 EDA常用软件 目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件 有：multiSIM7（原EWB的最新版本）、 PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、 Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、 Cadence、MicroSim等等。这些工具都有较强 的功能，一般可用于几个方面，例如很多软件 都可以进行电路设计与仿真，同时还可以进行 PCB自动布局布线，可输出多种网表文件与第 三方软件接口
21电子电路设计与仿真工具 ●电子电路设计与仿真工具包括SP|CE/ PSPICE、 multISIM7、 Matlab、 SystemView、MM| CAd LiveWire、 Edison、 Tina pro Bright Spark等 SPICE( Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis ): E 由美国加州大学推出的电路分析仿真软件,是20世纪80年代世界上应 用最广的电路设计软件,1998年被定为美国国家标准。现在用得较多 的是 PSPICE6.2,可以说在同类产品中,它是功能最为强大的模拟和 数字电路混合仿真EDA软件,在国内普遍使用。 multISIM(EWB的最新版本)软件:是 Interactive Image Technologies Ltd在20世纪末推出的电路仿真软件。其最新版本为 multIsiM7,目前普遍使用的是 multiSIM2001 MATLAB产品族:它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱 和仿真块,包含了完整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计」 神经网络等特殊应用进行分析和设计。它具有数据采集、报告生成和 MATLAB语言编程产生独立C/C++代码等功能
2.1 电子电路设计与仿真工具 ⚫ 电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE、multiSIM7、 Matlab、SystemView、MMICAD LiveWire、Edison、Tina Pro Bright Spark等。 – SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）：是 由美国加州大学推出的电路分析仿真软件，是20世纪80年代世界上应 用最广的电路设计软件，1998年被定为美国国家标准。现在用得较多 的是PSPICE6.2，可以说在同类产品中，它是功能最为强大的模拟和 数字电路混合仿真EDA软件，在国内普遍使用。 – multiSIM （ EWB 的 最 新 版 本 ） 软 件 ： 是 Interactive Image Technologies Ltd在20世纪末推出的电路仿真软件。其最新版本为 multiSIM7，目前普遍使用的是multiSIM2001。 – MATLAB产品族：它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱 和仿真块，包含了完整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、 神经网络等特殊应用进行分析和设计。它具有数据采集、报告生成和 MATLAB语言编程产生独立C/C++代码等功能
22PCB设计软件 ●PCB( Printed- Circuit board)设计软件种类 很多,如 Protel、 OrCAD、 Viewlogic PowerPCB Cadence PSD Mentor Graphices的 Expedition PCB、 Zuken Cad Start、 Winboard/ /indraft/Ivex-SP|CE、 PCb Studio、 TANGO、 PCBWizard(与 LiveWire配套的PCB制作软件包) ultIBOARD7(与 multisiM2001配套的PCB制 作软件包)等等。目前在我国用得最多当属 Protel
2.2 PCB设计软件 ⚫ PCB（Printed-Circuit Board）设计软件种类 很 多 ， 如 Protel 、 OrCAD 、 Viewlogic 、 PowerPCB 、 Cadence PSD 、 MentorGraphices的Expedition PCB、Zuken CadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE 、 PCB Studio 、 TANGO 、 PCBWizard （ 与 LiveWire 配套的 PCB 制 作 软 件 包 ） 、 ultiBOARD7（与multiSIM2001配套的PCB制 作软件包）等等。目前在我国用得最多当属 Protel
23IC设计软件 心C设计工具很多,其中按市场所占份额排行为 Cadence、 Mentor Graphics和 Synopsys。这三家都是AS|C设计领域相当有名的软件供应 商。其它公司的软件相对来说使用者较少 设计输入工具:这是任何一种EDA软件必须具备的基本功能。像 Cadence的 composer; viewlogic的 viewdraw,硬件描述语言VHDL、 erilog HDL是主 要设计语言,许多设计输入工具都支持HDL(比如说 multiSIM等)。另外像 Active-HDL和其它的设计输入方法,包括原理和状态机输入方法,设计 FPGACPLD的工具大都可作为C设计的输入手段,如 Xilinx、 Altera等公司 设计仿真工具:使用EDA工具的一个最大好处是可以验证设计是否正确,几 乎每个公司的EDA产品都有仿真工具。 erilog-XL、 NC-verilog用于 Verilog 仿真, Leapfrog用于HDL仿真, Analog. Artist用于模拟黾路仿真。 Viewlogic的彷真器有: vEnsim门级电路仿真器, speedwaveVHDL仿真器, CS-verilog仿真器。 Mentor Graphics有其子公司 Mode tech出品的vHDL 和 Verilog双仿真器: Model sim。 Cadence、 Synopsys用的是Vss(VHDL 仿真器)。现在的趋势是各大EDA公司都逐渐用HDL仿真器作为电路验证的 综合工具:综合工具可以把HDL变成门级网表。这方面 Synopsys工具占有 较大的优势,它的 Design Compile是作为一个综合的工业标准,它还有另外 个产品叫 Behavior Compiler,可以提供更高级的综合
2.3 IC设计软件 ⚫ IC设计工具很多， 其中按市场所占份额排行为 Cadence、 Mentor Graphics和Synopsys。这三家都是ASIC设计领域相当有名的软件供应 商。其它公司的软件相对来说使用者较少。 – 设计输入工具：这是任何一种EDA软件必须具备的基本功能。像Cadence的 composer，viewlogic的viewdraw，硬件描述语言VHDL、Verilog HDL是主 要设计语言，许多设计输入工具都支持HDL（比如说multiSIM等）。另外像 Active-HDL和其它的设计输入方法，包括原理和状态机输入方法，设计 FPGA/CPLD的工具大都可作为IC设计的输入手段，如Xilinx、Altera等公司 提供的开发工具Modelsim FPGA等。 – 设计仿真工具：使用EDA工具的一个最大好处是可以验证设计是否正确，几 乎每个公司的EDA产品都有仿真工具。Verilog-XL、NC-verilog用于Verilog 仿 真 ， Leapfrog 用 于 VHDL 仿 真 ， Analog Artist 用 于 模 拟 电 路 仿 真 。 Viewlogic的仿真器有：viewsim门级电路仿真器，speedwaveVHDL仿真器， VCS-verilog仿真器。Mentor Graphics有其子公司Model Tech出品的VHDL 和Verilog双仿真器：Model Sim。Cadence、Synopsys用的是VSS（VHDL 仿真器）。现在的趋势是各大EDA公司都逐渐用HDL仿真器作为电路验证的 工具。 – 综合工具：综合工具可以把HDL变成门级网表。这方面Synopsys工具占有 较大的优势，它的Design Compile是作为一个综合的工业标准，它还有另外 一个产品叫Behavior Compiler，可以提供更高级的综合
23IC设计软件(续) 布局和布线:在C设计的布局布线工具中, Cadence软件是 比较强的,它有很多产品,用于标准单元、门阵列已可实现 交互布线。最有名的是 Cadence spectra,它原来是用于PCB 布线的,后来 agence把它用来作|C的布线。其主要工具有 Ce3, Silicon Ensemble-标准单元布线器; Gate Ensemble- 门阵列布线器: Design Planner-布局工具。其它各EDA软件 开发公司也提供各自的布局布线工具。 物理验证工具:包括版图设计工县、版图验证工具、版图提 取工具等等。这方面 Cadence也是很强的,其 Dracula、 artus、 Vampire等物理工具有很多的使用者。 模拟电路仿真器:前面讲的仿真器主要是针对数字电路的, 对子模拟电路的仿真工具,普遍使甫SPCE,这是唯一的选 择。只不过是选择不同公司的SPCE,像 Mice sim的 PsP|CE、 Meta soft的 HSPICE等等。 HSPICE现在被 Avanti 公司收购了。在众多的SPCE中, HSPICE作为C设计,其 模型多,仿真的精度也高
2.3 IC设计软件（续） – 布局和布线：在IC设计的布局布线工具中，Cadence软件是 比较强的，它有很多产品，用于标准单元、门阵列已可实现 交互布线。最有名的是Cadence spectra，它原来是用于PCB 布线的，后来Cadence把它用来作IC的布线。其主要工具有： Cell3，Silicon Ensemble-标准单元布线器；Gate Ensemble- 门阵列布线器；Design Planner-布局工具。其它各EDA软件 开发公司也提供各自的布局布线工具。 – 物理验证工具：包括版图设计工具、版图验证工具、版图提 取工具等等。这方面Cadence也是很强的，其Dracula、 Virtuso、Vampire等物理工具有很多的使用者。 – 模拟电路仿真器：前面讲的仿真器主要是针对数字电路的， 对于模拟电路的仿真工具，普遍使用SPICE，这是唯一的选 择。只不过是选择不同公司的SPICE，像MiceoSim的 PSPICE、Meta Soft的HSPICE等等。HSPICE现在被Avanti 公司收购了。在众多的SPICE中，HSPICE作为IC设计，其 模型多，仿真的精度也高
24PLD设计工具 PLD( Programmable, Logic Device)是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能 的数字集成电路。目前主要有两大类型:CPLD( CompleX PLD)和 FPGA(Field Programmable Gate Array)。生产PLD的厂家很多,但最有代表性的PLD厂家为 Aera、Xinx和 Lattice公司。 ALTERA:20世纪90年代以后发展很快。主要产品有:MAX3000/7000、FELX6K/10K APEX20K、ACEX1K、 Stratⅸx等。其开发工具-MAX+PLUSⅢ是较成功的PLD开发平台, 最新又推出了 QuartusⅢ开发软件。 Altera公司提供较多形式的设计输入手段,绑定第三 方VHDL综合工具,如:综合软件 FPGAExpress、 Leonard Spectrum,仿真软件 lodelsin。 XL|NX:FPGA的发明者。产品种类较全,主要有:XC9500/4000、 Coolrunner(XPLA3)、 partan: Vertex等系列,其最大的 Vertex- Pro器件已达到800万门。开发软件为 Foundation和SE。通常来说,在欧洲用Xⅲnx的人多,在日本和亚太地区用 ALTERA的人 多,在美国则是平分秋色。全球 PLDIEPGA产品60%以上是由Aera和Xinx提供的。可 以讲 Altera和Xⅲnx共同决定了PLD技术的发展方向 Lattice-Vantis: Lattice是|SP( In-System Programmability)技术的发明者。SP技术极 大地促进了PLD产品的发展,与 ALTERA和X汇NX相比,其开发工具比 Altera和Xinx 中小规模PLD比较有特色,大规模PLD的竞争力还不够强,1999年推出可编程 模拟器件,1999年收购 Vantis(原AMD子公司),成为第三大可编程逻辑器件供应商。 主要产品有 T SplS2000/50008000,MACH45
2.4 PLD设计工具 ⚫ PLD（Programmable Logic Device）是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能 的数字集成电路。目前主要有两大类型：CPLD（Complex PLD）和FPGA(Field Programmable Gate Array)。生产PLD的厂家很多，但最有代表性的PLD厂家为 Altera、Xilinx和Lattice公司。 – ALTERA：20世纪90年代以后发展很快。主要产品有：MAX3000/7000、FELX6K/10K、 APEX20K、ACEX1K、Stratix等。其开发工具-MAX+PLUS II是较成功的PLD开发平台， 最新又推出了Quartus II开发软件。Altera公司提供较多形式的设计输入手段，绑定第三 方VHDL综合工具，如：综合软件FPGA Express、Leonard Spectrum，仿真软件 ModelSim。 – XILINX：FPGA的发明者。产品种类较全，主要有：XC9500/4000、Coolrunner(XPLA3)、 Spartan、Vertex等系列，其最大的Vertex-II Pro器件已达到800万门。开发软件为 Foundation和ISE。通常来说，在欧洲用Xilinx的人多，在日本和亚太地区用ALTERA的人 多，在美国则是平分秋色。全球PLD/FPGA产品60%以上是由Altera和Xilinx提供的。可 以讲Altera和Xilinx共同决定了PLD技术的发展方向。 – Lattice-Vantis：Lattice是ISP（In-System Programmability）技术的发明者。ISP技术极 大地促进了PLD产品的发展，与ALTERA和XILINX相比，其开发工具比Altera和Xilinx略 逊一筹。中小规模PLD比较有特色，大规模PLD的竞争力还不够强，1999年推出可编程 模拟器件，1999年收购Vantis（原AMD子公司），成为第三大可编程逻辑器件供应商。 主要产品有ispLSI2000/5000/8000，MACH4/5
25其它EDA软件 ●VHDL语言:超高速集成电路硬件描述语言( VHSIC Hardware Deseription Languagt,简称ⅥHDL),是 IEEE的一项标准设计语言。它源于美国国防部提出的 超高速集成电路( Very High Speed Integrated Circuit, 简称VHS|C)计划,是ASC设计和PLD设计的一种主 要输入工具。 ● Veriolg HDL:是 Verilog公司推出的硬件描述语言,在 AS|C设计方面与VHDL语言平分秋色 其它EDA软件:如专门用于微波电路设计和电力载波 工具、PCB制作和工艺流程控制等领域的工具
2.5 其它EDA软件 ⚫ VHDL语言：超高速集成电路硬件描述语言（VHSIC Hardware Deseription Languagt，简称VHDL），是 IEEE的一项标准设计语言。它源于美国国防部提出的 超高速集成电路（Very High Speed Integrated Circuit， 简称VHSIC）计划，是ASIC设计和PLD设计的一种主 要输入工具。 ⚫ Veriolg HDL：是Verilog公司推出的硬件描述语言，在 ASIC设计方面与VHDL语言平分秋色。 ⚫ 其它EDA软件：如专门用于微波电路设计和电力载波 工具、PCB制作和工艺流程控制等领域的工具