EDA(Electronic Design Automation,電子設計自動化)是在計算機的輔助下完成電子產(chǎn)品設計方案的輸入、處理、仿真和下載的一種先進的硬件設計技術,是立足于計算機工作平臺開發(fā)出來的一整套先進的設計電子系統(tǒng)的軟件工具。在現(xiàn)代電子設計領域,隨著微電子技術的迅猛發(fā)展,無論是電路設計、系統(tǒng)設計還是芯片設計,其設計的復雜程度都在不斷地增加,而且電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐也越來越快。此時,僅僅依靠傳統(tǒng)的手工設計方法已經(jīng)不再滿足要求,而電子設計自動化(EDA)技術的發(fā)展給電子系統(tǒng)設計帶來了革命性的變化,大部分設計工作都可以在計算機上借助EDA工具來完成。
EDA技術主要具有以下應用特點:
用軟件的方式設計硬件:通過使用EDA工具,設計師可以在軟件環(huán)境中對硬件進行設計和優(yōu)化,而無需進行復雜的硬件編程。
系統(tǒng)可現(xiàn)場編程,在線升級:EDA技術允許設計師在已設計的硬件上現(xiàn)場編程和在線升級,從而增加了硬件的靈活性和可維護性。
可集成在一個芯片上,體積小、功耗低、可靠性高:通過使用EDA技術,設計師可以將多個硬件模塊集成在一個芯片上,從而實現(xiàn)更小的體積、更低的功耗和更高的可靠性。
從以前的“組合設計”轉(zhuǎn)向真正的“自由設計”:EDA技術可以使設計師更加自由地進行硬件設計,因為設計師可以在軟件環(huán)境中自由地調(diào)整和優(yōu)化硬件模塊。
設計的移植性好,效率高:由于EDA工具可以在不同硬件平臺之間移植設計,因此設計師可以在不同硬件平臺之間快速切換和優(yōu)化設計,從而提高設計效率。
非常適合分工協(xié)作:由于EDA技術可以多人同時協(xié)作,因此設計師可以在團隊中分工合作,從而提高設計效率和質(zhì)量。
EDA技術可以用軟件的方式設計硬件,主要通過以下步驟實現(xiàn):
用硬件描述語言(HDL)如Verilog或VHDL來描述硬件電路的功能。
通過EDA工具將硬件描述語言編譯成門級網(wǎng)表,即對應電路的邏輯連接關系。
通過自動布局布線工具將門級網(wǎng)表映射到特定工藝的芯片上,并生成可下載的文件。
將可下載文件通過編程器寫入芯片,實現(xiàn)硬件電路的設計。
在硬件描述語言中,開發(fā)人員可以描述電路的結(jié)構(gòu)、邏輯功能和連接關系等,通過編譯和映射工具將設計轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的硬件電路,從而實現(xiàn)用軟件設計硬件的目的。
此外,硬件描述語言還支持各種操作和行為,包括算術運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取i_發(fā)人員可以通過編寫腳本或程序來實現(xiàn)對硬件電路的控制和管理,實現(xiàn)更高級別的硬件設計。
需要注意的是,EDA技術的應用范圍非常廣泛,對于不同的應用場景和需求,開發(fā)人員需要采用不同的硬件描述語言和工具,并進行不同的設計和優(yōu)化。同時,由于硬件電路的復雜性和多樣性,EDA技術的應用也需要開發(fā)人員具備一定的硬件設計和編程經(jīng)驗。
EDA被廣泛應用于以下幾個方面:
芯片前端驗證:EDA工具可以用于驗證芯片設計的功能是否符合預期。例如,IC驗證工具,如Synopsys的VCS和Cadence的IRUN等,可以驗證代碼是否符合芯片的設計功能。
查看芯片前端設計代碼或仿真波形:通過EDA工具,可以查看和理解芯片前端設計代碼或仿真波形,幫助進行調(diào)試。
DFT設計:EDA工具也可以進行DFT(Design For Test)設計,例如使用Mentor公司的Tessent和Synopsys的DFT Compiler進行相關的設計和編譯工作。
后端布局布線設計:EDA工具有助于進行后端的布局布線設計。例如,ICC和Innovus分別是Synopsys和Cadence的工具,它們可以進行后端的布局布線設計。
形式驗證:EDA工具還可以用于芯片開發(fā)階段的形式驗證,例如使用Synopsys公司的Formality進行形式驗證。
靜態(tài)時序分析(STA):EDA工具中的PT(PrimeTime)是用來進行靜態(tài)時序分析的,STA是在芯片設計過程中進行時序分析和修正的重要步驟。
FPGA開發(fā):EDA工具也可以用于FPGA(Field Programmable Gate Array)開發(fā),這涉及到將硬件描述語言編譯成門級網(wǎng)表,并映射到特定的FPGA芯片上。
EDA技術在電子產(chǎn)品的設計、開發(fā)和制造過程中起著關鍵的作用,是現(xiàn)代電子設計的重要技術之一。