EDA技术实用教程 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 朱娜 张金保 王志强 李建利 第1章绪论.pptx

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1、第1章绪论1.1EDA技术概论EDA技术是指以大规模可编程逻辑器件为设计载体，由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，自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译，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，直至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的一门新技术，或称为IES/ASIC自动设计技术1.1.1EDA技术及发展EDA技术的发展，大致经历了以下3个重要阶段（1）第一代EDA

2、工具20世纪70年代，第一代EDA工具产生了，它的典型代表是风靡一时的TANGO软件。第一代EDA工具也称为CAD（计算机辅助设计，ComputerAidedDesign）（2）第二代EDA工具20世纪80年代，第二代EDA工具产生了，它主要以计算机仿真和自动布局布线技术为核心，同时产生了CAM（计算机辅助制造，ComputerAidedManufacturing）、CAT（计算机辅助测试，ComputerAidedTest）和CAE（计算机辅助工程，ComputerAidedEngineering）等新概念。第二代EDA工具的应用软件主要有数

3、字电路分析、模拟电路分析、印刷电路板、现场可编程门阵列的布局布线等，它们以软件工具为核心，即针对产品开发分为设计分析、生产测试等多个独立的软件包，每个软件只能完成其中的一项工作，通过顺序循环完成设计的全过程。第二代EDA工具的最大缺点就是不能进行系统级的仿真和综合（3）第三代EDA工具20世纪90年代后期，各大EDA厂商开始推出以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为核心技术的第三代EDA工具，目前设计人员使用的EDA工具都属于第三代EDA工具的范畴之内。第三代EDA工具以逻辑综合、硬件行为仿真、参数分析和测试为重点，提供了门类齐全和满足系统设计

4、需要的全部开发工具，例如描述设计意图的设计输入工具、具有逻辑综合和设计优化能力的设计工具以及验证设计和评估性能的仿真工具。第三代EDA工具的主要特征是自动化程度大大提高EDA设计技术的发展趋势主要体现在以下几个方面（1）EDA工具的PC平台化（2）EDA设计技术朝着ESDA和CE方向发展（3）EDA工具应该具有编译选择能力1.1.2EDA技术应用EDA技术的主要组成1）大规模可编程逻辑器件可编程逻辑器件(简称PLD)是一种由用户编程以实现某种逻辑功能的新型逻辑器件。主要有现场可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray，简

5、称FPGA）和复杂可编程逻辑器件（ComplexProgrammableLogicDevice，简称CPLD）。国际上生产FPGA／CPLD的主流公司主要有Xilinx、Altera、Actel和Lattice公司。（1）Xilinx公司的FPGA器件有：SpartanFPGA系列、VirtexFPGA系列、CoolRunner、XC9500XL等；（2）Altera公司的FPGA器件有：Classic、MAX、FLEX、APEX、ACEX、APEXII、Cyclone1/2/3/4、MAXII、Stratix1/2/3/4/6系列等；（3）A

6、ctel是反熔丝PLD技术的领导者，它们公司的器件主要有：低功耗Flash型：LGOO系列、ProASIC3系列；混合信号：Fusion系列；耐辐射器件：RTAX-S系列、RTSX-SU系列；反熔丝器件：Axcelerator、SX-A、eX、MX系列。（4）Lattice公司的ISP—PLD器件有：ispLS1系列、MachXO系列、MACH4000系列、LatticeSC/MFPGA系列、LatticeECP3FPGA系列。2）硬件描述语言(HDL)硬件描述语言，就是用于描述设计系统的逻辑功能，实现该功能的算法、电路结构及约束条件等，常用的

7、硬件描述语言有VHDL、Verilog、SystemVerilog、SystemC3）软件开发工具目前在国内比较流行的EDA的软件工具有Altera公司的MAX+plusII和QuartusII、Xilinx公司的ISE、Actel公司的Libero。这三个软件的基本功能相同，主要差别在于面向的目标器件不一样。1.2PLD及FPGA/CPLD产品概述可编程逻辑器件：ProgrammableLogicDevices，简称PLDPLD是大规模集成电路技术发展的产物，是一种半定制的集成电路，结合EDA技术可以快速、方便的构建数字系统。1.2.1PLD

8、技术及发展最早的可编程逻辑器件出现在20世纪70年代初，主要是可编程只读存储器(PROM)和可编程逻辑阵列（PLA）20世纪70年代末AMD公司对PL