第1章 eda技术与数字系统设计

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1、2011-09-29参考教材作者：江国强编著ISBN号：978-7-121-04015-3出版日期：2007-04大规模可编程逻辑器件设计出版社：电子工业出版社李鸿强Email:lihongqiang@tjpu.edu.cn参考教材课程特点与要求课程特点作者：王金明编著理论与实践紧密结合理论与实践紧密结合ISBN号：7-121-01494-7设计方法与设计技术不断更新设计方法与设计技术不断更新出版日期：2005-09课程要求出版社：电子工业出版社（1）了解EDA技术的概貌及其发展（2）掌握Verilog、VHDL硬件设计语言（3）掌握常用的EDA工具软件（MAX+plusII、Qu

2、artusII等）第1章EDA技术与数字系统设计1.1EDA技术发展主要内容EDA（ElectronicDesignAutomation）◆◆输入输入（（designdesignentryentry）EDA即电子设计自动化。EDA技术的发展是以计算机科◆EDA技术的发展◆◆综合综合（（synthesis）学、微电子技术的发展为基础，并融合了众多学科的最新成◆EDA技术的特点◆适配（fitter）果发展起来的。◆TopTop--downdown设计◆◆仿真仿真（（Simulation）EDA就是立足于计算机工作平台而开发的用于电子系统◆◆可编程逻辑器件可编程逻辑器件（（PLD）◆◆编

3、程编程（（Program）辅助设计的方法和工具的总称。◆◆专用集成电路专用集成电路（（ASIC）◆◆集成的集成的CPLD/FPGA开发◆◆硬件描述语言硬件描述语言（（HDL）工具1．CAD(ComputerCAD(ComputerAidedAidedDesign)Design)阶段◆◆逻辑综合工具逻辑综合工具2．CAE(ComputerCAE(ComputerAidedAidedEngineering)Engineering)阶段◆◆仿真工具仿真工具3．EDA(ElectronicEDA(ElectronicDesignDesignAutomation)Automation)阶段◆

4、◆版图设计工具版图设计工具12011-09-291.CAD阶段（60年代中期～80年代初期）2.CAE阶段（80年代初期～90年代初期）第一阶段的特点是一些单独的工具软件，主要有PCB由于采用了统一数据管理技术，因而能够将各个工具集成（PrintedCircuitBoard）布线设计、电路模拟、逻辑模拟及为一个CAE（ComputerAidedEngineering）系统。按照设计版图的绘制等，通过计算机的使用，从而将设计人员从大量繁方法学制定的设计流程，可以实现从设计输入到版图输出的全琐重复的计算和绘图工作中解脱出来。程设计自动化。3.EDA阶段（20世纪90年代以来）硬件描述语

5、言HDL以高级语言描述、系统仿真和综合技术为特征的第三代(1)采用硬件描述语言HDL（HardwareEDA技术，不仅极大地提高了系统的设计效率，而且使设计人DescriptionLanguage）来描述10万门以上的设计，并员摆脱了大量的辅助性及基础性工作，将精力集中于创造性的形成了VHDL（VeryHighSpeedIntegratedCircuit方案与概念的构思上。HDL）和VerilogHDL两种标准硬件描述语言。22011-09-29高层综合系统仿真(2)高层综合（HLS，HighLevelSynthesis）的理论与方法取得较大进展，将EDA设计层次由RTL级提高到了

6、系统级(3)系统仿真（SystemSimulation）就是通过建立（又称行为级）。通过设计综合工具，可将电子系统的高层行实际系统模型并利用所见模型对实际系统进行实验研为描述转换到低层硬件描述和确定的物理实现。究的过程。利用Matlab/Simulink建立调幅电路模型EDA的发展趋势EDA与传统电子设计方法的比较系统集成芯片SOC成为发展方向，这一发展趋势表现在如EDA技术有很大不同：下几个方面：1)采用硬件描述语言作为设计输入。¾超大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高，深亚微米手工设计方法的缺点是：2)库(Library)的引入。(Deep-Submicron)工艺，如0.

7、18μm，0.13μm，60nm，45nm已1)复杂电路的设计、调试十分3)设计文档的管理。困难。4)强大的系统建模、电路仿真功能。经走向成熟，在一个芯片上完成的系统级的集成已成为可能。2)如果某一过程存在错误，查5)具有自主知识产权。¾市场对电子产品提出了更高的要求，如必须降低电子系统的找和修改十分不便。6)开发技术的标准化、规范化以及IP核成本，减小系统的体积等，从而对系统的集成度不断提出更高3)设计过程中产生大量文档，的可利用性。的要求。不易管理。7)适用于高效