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EDA技術與應用酒泉職業(yè)技術學院機電工程系.911/34第一章EDA技術概述第一節(jié)EDA技術發(fā)展及其未來第二節(jié)EDA技術組成要素第三節(jié)EDA軟件系統(tǒng)組成第四節(jié)基于可編程邏輯器件EDA

技術流程上一頁下一頁22/34第一節(jié)EDA技術發(fā)展及其未來電子設計自動化（ElectronicsDesignAutomation）是指利用計算機來完成電子系統(tǒng)設計。

依據系統(tǒng)對硬件行為和功效要求，自上而下地逐層完成對應描述、模擬、綜合、優(yōu)化和布線，直到完成硬件設計。在設計過程中除了對硬件行為和功效需要設計人員進行描述以外，其它設計過程均由計算機自動完成。這個過程稱為電子設計自動化（EDA）上一頁下一頁33/34一、EDA技術發(fā)展進程（三個階段）1．電子系統(tǒng)設計CAD是EDA發(fā)展初級階段（20世紀60年代中期—80年代初）。2．電子系統(tǒng)設計CAE是EDA發(fā)展中級階段（20世紀80年代初—90年代初）。3．以可編程器件為關鍵EDA技術是EDA發(fā)展高級階段（20世紀90年代以來）上一頁下一頁44/34缺點：（1）各軟件只針對某一詳細應用而開發(fā)，相互銜接比較困難；（2）不能提供系統(tǒng)級綜合與仿真，難以適應復雜、大規(guī)模電子系統(tǒng)設計，主要面向LSI和PCB設計。1．CAD階段以二維平面圖形計算機輔助設計軟件為工具，代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工制圖設計印制電路板（PCB）和集成電路階段。主要進行PCB布局布線、電路模擬與仿真、原理圖繪制等等。比如：TANGO、SPICE。BACK上一頁下一頁55/342．CAE階段因為制訂了EDA工業(yè)標準，采取統(tǒng)一數據管理技術，各種設計模塊逐步整合成為一個完整計算機輔助工程設計系統(tǒng)（CAE），結合完善電子系統(tǒng)設計流程，可經過次序循環(huán)完成設計全過程。比如：OrCAD和Protel早期版本

缺點：設計輸入伎倆以原理圖輸入為主，形式單一，不適應大規(guī)模電子系統(tǒng)設計。BACK上一頁下一頁66/343．EDA階段系統(tǒng)設計關鍵是可編程器件設計。以邏輯綜合、硬件行為仿真、參數分析和測試為主要特點，設計輸入形式多樣，出現了用硬件描述語言（HDL）描述設計輸入方法。EDA工具是一個開放式完整集成設計環(huán)境，應包含電氣原理圖與硬件描述語言輸入、自動布局布線PCB設計、混合型電路仿真、PLD設計與下載等功效。不一樣EDA工具之間應該含有良好接口特征，從而能夠資源共享。

上一頁下一頁77/34二、EDA技術發(fā)展前景可編程模擬器件和數?；旌掀骷焖侔l(fā)展；

可編程邏輯器件集成度、工作電壓、時鐘效率等快速提升；

EDA技術應用范圍快速擴大。上一頁下一頁88/34當前主要應用在：微控制器技術（Microcontroller）、專用集成電路芯片設計（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC）數字信號處理(DigitalSignalProcess-ing，DSP)。在當前，利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計最終目標是完成專用集成電路芯片（ASIC）設計與實現。BACK上一頁下一頁99/34第二節(jié)EDA技術組成要素1．大規(guī)模可編程器件2．硬件描述語言3．軟件開發(fā)環(huán)境4．試驗開發(fā)環(huán)境上一頁下一頁1010/341．大規(guī)?？删幊唐骷?/p>

—電子系統(tǒng)設計載體；可編程器件：由用戶編程以實現某種電子電路功效器件?？删幊唐骷删幊踢壿嬈骷≒LD）（ProgrammableLogicDevice）可編程模擬器件（PAC）（ProgrammableAnalogCircuit）上一頁下一頁1111/341212/34PLD低密度PLD高密度PLD可編程陣列邏輯(PAL）通用陣列邏輯（GAL）復雜可編程邏輯器件（CPLD）現場可編程門陣列（FPGA）在系統(tǒng)可編程邏輯器件（isp-PLD）PAC在系統(tǒng)可編程模擬器件（isp-PAC）BACK上一頁下一頁1313/342．硬件描述語言

—電子系統(tǒng)設計主要表示伎倆電子設計自動化（EDA）技術要求用硬件描述語言（HardwareDescriptionLanguage，HDL

）來進行硬件行為（信號連接關系、定時關系）和功效（邏輯功效）描述。

常見HDL語言：VHDL語言、VerilogHDL語言等。上一頁下一頁1414/341515/34HDL語言特點：（1）含有較強電路描述能力；（2）易于傳遞、修改、保留、重復

利用設計；（3）易于層次化和結構化設計；（4）與詳細硬件電路設計平臺無關。BACK上一頁下一頁1616/343．軟件開發(fā)環(huán)境

—電子系統(tǒng)設計軟件平臺MAX＋PlusII和QuartusII

Altera企業(yè)產品，業(yè)界最易學易用EDA軟件，FPGA/CPLD開發(fā)集成環(huán)境，支持Altera企業(yè)大多數FPGA/CPLD器件。ispEXPERT——LatticeFoundation——XilinxPAC-Designer——LatticeBACK上一頁下一頁1717/341818/341919/342020/344．試驗開發(fā)系統(tǒng)

—電子系統(tǒng)設計下載與硬件驗證工具提供FPGA/CPLD芯片下載電路及EDA試驗、開發(fā)環(huán)境外圍資源，以供硬件驗證用。普通包含：（1）試驗開發(fā)所需各類基本信號發(fā)生模塊（時鐘、脈沖、電平等）（2）通用數字式和掃描驅動類型接口（3）模擬器件及接口（4）監(jiān)控程序模塊（5）目標芯片適配座，以及FPGA/CPLD目標芯片和編程下載電路等。上一頁下一頁BACK2121/342222/342323/342424/342525/342626/34第三節(jié)EDA軟件系統(tǒng)組成EDA軟件系統(tǒng)基本結構大致包含：EDA軟件系統(tǒng)設計輸入模塊設計數據庫模塊分析驗證模塊綜合仿真模塊布局布線模塊上一頁下一頁2727/34一、設計輸入模塊接收用戶不一樣設計輸入表示方式（原理圖輸入、波形輸入、層次輸入、HDL輸入等），并進行語義正確性和語法規(guī)范性檢驗。然后將用戶設計描述數據轉換為EDA軟件系統(tǒng)內部數據格式（即網表文件，如EDIF文件），存入設計數據庫，方便于其它模塊調用。設計輸入模塊普通包含對應于各種設計輸入方式編輯器和分析器。上一頁下一頁2828/34二、設計輸入數據庫保留系統(tǒng)庫單元以及用戶設計描述數據（網表文件）。三、分析驗證模塊進行模擬驗證、設計規(guī)則檢驗、故障診療等。上一頁下一頁2929/34四、綜合仿真模塊所謂綜合，就是將用行為和功效層次表示電子系統(tǒng)轉換為低層次便于詳細實現模塊組合裝配而成過程。也就是把軟件設計HDL描述與硬件結構掛鉤，是實現軟件轉化為硬件關鍵，是文字描述與硬件實現之間一座橋梁。

所謂仿真，就是利用EDA工具對綜合后結果進行模擬測試過程。上一頁下一頁3030/34五、布局布線模塊實現由邏輯設計到物理實現映射，與物理實現方式親密相關。其功效是將綜合產生網表文件配置于制訂目標器件，也稱為適配器。上一頁下一頁BACK3131/34第四節(jié)基