EDA简绍.doc

  电子设计自动化技术及其发展
微电子技术的进步主要表现在大规模集成电路加工技术即半导体工艺技术的发展上,使得表征半导体工艺水平的线宽已经达到了60nm,并还在不断地缩小,而在硅片单位面积上,集成了更多的晶体管。集成电路设计正在不断地向超大规模、极低功耗和超高速的方向发展,专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的设计成本不断降低,在功能上,现代的集成电路已能够实现单片电子系统SOC(System On a Chip)。
现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动化技术,即EDA(Electronic Design Automation)技术。EDA技术就是依赖功能强大的计算机,在EDA工具软件平台上,对以硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真测试,直至实现既定的电子线路系统功能。EDA技术使得设计者的工作仅限于利用软件的方式,即利用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现,这是电子设计技术的一个巨大进步。
EDA技术在硬件实现方面融合了大规模集成电路制造技术、IC版图设计、ASIC测试和封装、FPGA(Field Programmable Gate Array)/plex Programmable Logic Device)编程下载和自动测试等技术;在计算机辅助工程方面融合了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、计算机辅助工程(CAE)技术以及多种计算机语言的设计概念;而在现代电子学方面则容纳了更多的内容,如电子线路设计理论、数字信号处理技术、数字系统建模和优化技术及长线技术理论等。因此,EDA技术为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性。正因为EDA技术丰富的内容以及与电子技术各学科领域的相关性,其发展的历程同大规模集成电路设计技术、计算机辅助工程、可编程逻辑器件,以及电子设计技术和工艺的发展是同步的。就过去近30年的电子技术的发展历程,可大致将EDA技术的发展分为3个阶段。
20世纪70年代,在集成电路制作方面,MOS工艺得到广泛的应用;可编程逻辑技术及其器件问世,计算机作为一种运算工具在科研领域得到广泛应用。而在后期,CAD的概念已见雏形,这一阶段人们开始利用计算机取代手工劳动,辅助进行集成电路版图编辑、PCB布局布线等工作。
20世纪80年代,集成电路设计进入了CMOS(互补场效应管)时代,复杂可编程逻辑器件进入商业应用,相应的辅助设计软件投入使用;而在80年代末,出现了FPGA;CAE和CAD技术的应用更为广泛,它们在PCB设计方面的原理图输入、自动布局布线及PCB分析,以及逻辑设计、逻辑仿真、布尔方程综合和化简等方面担任了重要的角色。特别是各种硬件描述语言的出现、应用和标准化方面的重大进步,为电子设计自动化必须解决的电路建模、标准文档及仿真测试奠定了基础。
进入20世纪90年代,随着硬件描述语言的标准化进一步确立,计算机辅助工程、辅助分析和辅助设计在电子技术领域获得更加广泛的应用。与此同时,电子技术在通信、计算机及家电产品生产中的市场需求和技术需求,极大