EDA论文EDA技术的了解及使用

MM xxxxxxxxxx 电子信息工程01班

摘 要：随着微电子技术和计算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、工业自动化、仪器仪表等领域工作中，ＥＤＡ技术的含量以惊人的速度上升，从而使它成为当今电子技术发展的前沿之一。由于在电子系统设计领域中的明显优势，基于大规模可编程器件解决方案的EDA技术及其应用在近年中有了巨大的发展，将电子设计技术再次推向又一崭新的历史阶段。以下论述介绍EDA技术工具的使用及其设计的优势等。 关键字：EDA 技术；特征与优势；EDA工具； 设计与仿真；

1 序言

EAD 技术是在电子 CAD 技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。利用 EDA 工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出 IC 版图或 PCB 版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

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。本文所指的EDA 技术，主要针对电子电路设计、PCB 设计和 IC 设计。EDA 设计可分为系统级、电路级和物理实现级。

2 EDA基本特征与优势

EDA工具主要进行三项辅助设计工作：集成电路（IC）设计、电子电路设计及印刷电路板（PCB）设计。

在EDA软件平台上，根据原理图或硬件描述语言HDL完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真、目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

EDA技术的基本特征：采用高级语言描述；具有系统级仿真和综合能力；具有开放式设计环境；具有丰富的元器件模型库。

EDA技术的优势：（1）采用硬件描述语言，便于复杂系统设计（2）强大的系统建模和电路仿真功能（3）具有自主知识产权（4）开发技术的标准化和规范化（5）全方位地利用计算机的自动设计、仿真和测试技术（6）对设计者的硬件知识和硬件经验要求低。

EDA设计的实现目标：1、印刷电路板设计；2、集成电路（IC或ASIC）设计；3、可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）设计；4、混合电路设计。

EDA设计整个综合过程就是将设计者在EDA平台上编辑输入的HDL文本、原理图或状态图形描述，依据给定的硬件结构组件和约束控制条件进行编译、优化、转换和综合，最终获得门级电路甚至更底层的电路描述网表文件。由此可见，综合器工作前，必须给定最后实现的硬件结构参数，它的功能就是将软件描述与给定的硬件结构用某种网表文件的方式对应起来，成为相应互的映射关系。

3 EDA工具

EDA工具在EDA技术应用中占据极其重要的位置，EDA的核心是利用计算机完成电子设计全过程自动化，因此，基于计算机环境的EDA软件的支持是必不可少的。EDA工具大致可以分为如下5个模块:设计输入编辑器；仿真器；HDL综合器；适配器（或布局布线器）；下载器。当然这种分类不是绝对的，现在往往把各EDA工具集成在一起，如MAX+PLUS Ⅱ 、Quartus Ⅱ等。

4 电子电路设计与仿真工具

（1）在FPGA中植入嵌入式系统处理器

目前最为常用的嵌入式系统大多采用了含有ARM的32位知识产权处理器核的器件。但是，这种将IP硬核植入FPGA的解决方案存在5种不够完美之处。但是如果利用软核嵌入式系统处理器就能有效地解决那五种不利因素。它们分别是Altera的Nios核与Xilinx的Micro Blaze。特别是前者。在开发工具的完备性方面、对常用的嵌入式操作系统支持方面，Nios都优于Micro Blaze。就成本而言，由于Nios是由Altera直接推出而非第三方产品，故用户通常无需支付知识产权费用，Nios的使用费仅仅是其占用的FPGA的逻辑资源费。因此，选用的FPGA越便宜，则Nios的使用费就越便宜。 （2）基于FPGA的DSP系统设计

在这去很长一段时间内，DSP处理器（如T1的TMS320系列）是DSP应用系统核心器件的唯一选择。尽管DSP处理器具有通过软件设计能适用于不同功能实现的灵活性，但面对当今迅速变化的DSP应用市场，特别是面对现代能信技术的发展，早已显得力不从心了。 现代大容量、高速度的FPGA的出现，克服了上述方案的诸多不足。在这些FPGA中，一般都内嵌有可配置的高速RAM、PLL、LVDS、LVTTL以及硬件乘法累加器等DSP模块。用FPGA来实现数字信号处理可以很好地解决并行性和速度问题，而且其灵活的可配置特性，使得FPGA构成的DSP系统非常易于修改、易于测试及硬件升级。 （3）计算机处理器设计

EDA技术与FPGA在通信领域中的成功已是众所周知的事实了，而对于一般的处理器的实现也已司空见惯。如利用硬件描述语言设计嵌入式系统处理器、各类CPU或单片机等，并以软核的形式在FPGA中实现。但利用FPGA实现高性能的处理器，乃至超级计算机处理器的功能，不能不说是一项崭新的尝试。目前，尽管基于EDA技术的计算机处理器的FPGA实现尚未进入全面的商业化开发阶段，但其研究和应用的成果却不得不令人深感FPGA在这一领域中的巨大潜力和广阔的市场。

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。

5 结论

我曾经用过试验板制作过一些设计出来的电路。但是有的时候，我会发现做出来的东西有很多的问题，因为很多细节问题在电路设计与仿真里是没法看出的。所以仅仅靠模拟仿真是没法做出理想的电路的。那么我们应该做的是多实践获得经验然后配合开发环境做出理想的设计。

参考文献

[1] 潘松，黄继业， EDA技术实用教程，科学出版社，2006

[2] 江国强，EDA技术与应用（第2版）， 图书出版社：电子工业出版社，2007 [3] 谭会生，高等学校电气信息类规划教材，湖南大学出版社，2004