EDA课程综述

课程名称  在系统编程技术   

任课教师  周    泽    华   

班级      07自动化（一）班

姓名      徐    璐         

学号      **********       

日期      2010年5月25日 

综述EDA技术      

一、前言

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域。有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子厂品性能的进一步提高。现代电子技术的核心是EDA（Electronic Design Automation）技术，EDA技术就是依赖功能强大的计算机，因此，EDA使电子技术始终处于所有科学技术发展的最前列。

摘  要：本文介绍了EDA的基本含义以及利用EDA设计的系统的特点；此外还说明了EDA所涉及的主要方面和各个方面在设计过程中的作用；EDA的发展趋势。

关键词：EDA技术　PLD技术　HDL　 

二、正文

（一）、概述

EDA（Electronic Design Automation即电子设计自动化）技术是在电子CAD技术基础上发展起来的综合了现代电子与计算机技术最新研究成果、以计算机为工作平台对电子线路、系统或芯片进行自动化设计与应用的计算机辅助设计技术。基于CAD的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，使得EDA技术在电子信息、通信、自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。随着现代半导体精密加工技术发展到深亚微米(0.18～0.35um)阶段，基于大规模或超大规模集成电路技术的定制或半定制ASIC(Application Specific IC即专用集成电路)器件大量涌现并获得广泛的应用，使整个电子技术与产品的面貌发生了深刻的变化，极大地推动了社会信息化的发展进程。正应如此，应用EDA技术的产品的市场需求也必然会反映到教学和科研领域中来。但从EDA技术的几个主要方面的内容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化，逻辑布局布线、逻辑仿真。完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。EDA技术是伴随着计算机、集成电路、电子系统的设计发展起来的，至今已有30多年的历程。

（二）、EDA的基本特征

利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：（1）用软件的方式设计硬件；（2）用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；（3）设计过程中可用有关软件进行各种仿真；（4）系统可现场编程，在线升级；（5）整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。

EDA技术涉及面广，内容丰富，从教学和实用的角度看，主要应掌握如下四个方面的内容：（1）大规模可编程逻辑器件；（2）硬件描述语言；（3）软件开发工具；（4）实验开发系统。其中，大规模可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体，硬件描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段，软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动设计工具，实验开发系统则是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。

（三）、EDA的关键技术

1、 EDA常用软件

EDA工具层出不穷，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，同进还可以进行PCB自动布局布线，可输出多种网表文件与第三方软件接口。下面按主要功能或主要应用场合，分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件，进行简单介绍。 

2、  硬件描述语言HDL

VHDL语言是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

3、  PLD技术

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)。它们的基本设计方

法是借助于EDA软件，用原理图、状态机、布尔表达式、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，最后用编程器或下载电缆，由目标器件实现。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。 PLD的开发工具一般由器件生产厂家提供，但随着器件规模的不断增加，软件的复杂性也随之提高，目前由专门的软件公司与器件生产厂家使用，推出功能强大的设计软件。下面介绍主要器件生产厂家和开发工具。 

①ALTERA：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。 

②Lattice-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（Lattice没有基于查找表技术的大规模FPGA），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。2001年12月收购Agere公司（原Lucent微电子部）的FPGA部门。主要产品有ispLSI2000/5000/8000，MACH4/5。

4、 EDA的应用 

从应用领域来看，EDA技术已经渗透到各行各业，如上文所说，包括在机械、电子、通信、航空航航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA应用。另外，EDA软件的功能日益强大，原来功能比较单一的软件，现在增加了很多新用途。如AutoCAD软件可用于机械及建筑设计，也扩展到建筑装璜及各类效果图、汽车和飞机的模型、电影特技等领域。 

5、EDA技术的现状和发展前景 

随着市场需求的增长，集成工艺水平的可行性以及计算机自动设计技术的不断提高，单片系统，这一发展趋势表现在如下几个方面：

（1）超大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高，深亚微米工艺，在一个芯片上完成系统级的集成已成为可能。

（2）由于工艺线的不断减小，在半导体材料上的许多寄生效应，已经不能简单的被忽略。这就对EDA工具提出了更高的要求。

（3）市场对电子产品提出了更高的要求，同时，设计的速度也成了一个产品能否成功的关键因素，促使EDA工具和IP核应用更为广泛。

（4）高性能的EDA工具得到长足的发展，其自动化和智能化程度不断提高，为嵌入系统设计提供了功能强大的开发环境。

（5）计算机硬件平台性能大幅度提高，为复杂的SOC设计提供了物理基础。

   中国EDA市场已渐趋成熟，据最新统计显示，中国和印度正在成为电子设计自动化领域发展最快的两个市场，年夏合增长率分别达到了50%和30%。 EDA技术发展迅猛，完全可以用日新月异来描述。EDA技术的应用广泛，现在已涉及到各行各业。EDA水平不断提高，设计工具趋于完美的地步。EDA市场日趋成熟，但我国的研发水平仍很有限，能不能走在世界前沿还需要我们这代人的共同努力。

三、总结

全文分为三大部分介绍了EDA技术，从概述、基本特征和关键技术三大模块，它使整个电子技术与产品的面貌发生了深刻的变化，极大地推动了社会信息化的发展进程。经过对这门课程的综述，使我对这门课程有了进一步的了解，从总体上来了解这门课程，必须纵观正本书，对每一章的知识也有了更深的了解，这也告诉了我们，衡量自己学到了多少知识，可以把课本放在一边，对这门课程写一个综述，这样，就能够知道自己学到了多少。最关键的是要学以致用，而不是死记硬背，那样只会更加的加重学习的负担。

四、参考文献：

《在系统编程技术 实验指导书》              谭敏 周泽华  编著

《EDA技术 实用教程》（第三版）            潘松 黄继业    编著

《电子设计自动化（EDA）教程》             王锁平        编著

《VHDL实用教程》　                       潘松          编著

《EDA技术与PLD设计》（第一版）           徐志军 王金明 尹延辉 苏勇 编著

《电子技术基础》                  康华光         等编著

《FPGA系统设计与实践》.           黄智伟          编著