第1章 eda技术概述

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1、可编程CPLD技术2课程任务了解EDA的基本概念了解可编程器件的基本知识掌握一种EDA开发环境掌握一种硬件描述语言参考书目参考书目1.平时作业占10%；课堂练习占10%，将在教学过程中不定时举行；实验占10%。2.课程结束后的考试占70%。平时作业三分之一及以上未交、或五次及以上点名未到者，成绩不及格。成绩评定：考核方式第一章概述EDA及其发展历程ASIC及其设计流程EDA设计流程硬件描述语言(HDL)的诞生与发展知识点：掌握EDA设计流程，掌握ASIC分类。集成电路芯片的发展历史集成电路的发展分为了四个主要的阶段：1）在上世纪六十年代早期出现

2、了第一片集成电路，其集成的晶体管数量少于100个，该集成电路称为小规模集成电路（Small-ScaleIntegratedCircuit,SSI）。2）在上世纪六十年代后期出现了中规模集成电路（Medium-ScaleIntegratedCircuit,MSI）,其集成的晶体管数量达到几百个。3）在上世纪70年代中期，出现了大规模集成电路（Large-ScaleIntegratedCircuit,LSI），其集成的晶体管数量达到几千个。4）在上世纪80年代早期，出现了超大规模集成电路（Very-large-scale-integrated,VL

3、SI），其集成的晶体管的数量超过了100,000个。上世纪80年代后期，集成的晶体管数量超过了1,000,000个。上世纪90年代，集成的晶体管数量超过了10,000,000，而到了2004年，这一数量已经超过了100,000,000个。现在这一数量突破1,000,000,000个。EDA技术及其发展EDA技术ElectronicDesignAutomation是电子设计自动化的缩写。依赖功能强大的计算机为工具，完成数字系统的设计、逻辑编译、逻辑综合、结构综合（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。1.110EDA

4、技术主要内容（要素）1）大规模可编程逻辑器件2）硬件描述语言3）开发环境4）实验开发系统（下载、硬件验证）设计载体QuartusII8.1硬件验证VHDL语言70年代为计算机辅助设计（CAD）阶段人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工操作。80年代为计算机辅助工程（CAE）阶段CAE增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。CAE的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCB后分析。90年代为电子系统设计自动化（EDA）阶段为了满足千差万别的系统用户提出的

5、设计要求，最好的办法是由用户自己设计芯片，让他们把想设计的电路直接设计在自己的专用芯片上。EDA发展历程1.2EDA技术实现目标目标：是完成专用集成电路ASIC的设计和实现超大规模可编程逻辑器件FPGA(FieldProgrammableGateArray)CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)2.半定制或全定制ASIC掩模ASIC门阵列ASIC标准单元ASIC全定制芯片3.混合ASICCPU、RAM、ROM、硬件加法器、乘法器、锁相环ASICApplicationSpecificIntegratedCircu

6、its定义：将某种特定应用电路或电路系统用集成电路的设计方法制造到一片半导体芯片上的技术称为ASIC技术。特点：体积小，成本低，性能优，可靠性高，保密性强，产品综合性能和竞争力好。1.8ASIC及其设计流程P15ASIC设计简介（P15）全定制ASIC全定制ASIC是一种基于晶体管级的、手工设计版图的制造方法。适宜于模拟电路，数模混合电路以及对其它特性有特殊要求的场合；或者在没有现成元件库的场合。特点：面积利用率高，性能较好，功率较低，有利于降低设计成本，提高芯片的集成度和工作速度，以及降低功耗；设计周期长，容易出错。全定制设计要求：※一般由专

7、业微电子IC设计人员完成；※常规设计可以借鉴以往的设计，部分器件需要根据电特性单独设计；※布局、布线、排版组合等均需要反覆斟酌调整，按最佳尺寸、最合理布局、最短连线、最便捷引脚等设计原则设计版图。※版图设计与工艺相关，要充分了解工艺规范，根据工艺参数和工艺要求合理设计版图和工艺。在现在的IC设计中，整个电路均采用全定制设计的现象越来越少。半定制设计方法：门阵列法：预先设计和制作好各种规模的母片，其内部成行成列，并等间距地排列着基本单元的阵列。除金属连线及引线孔以外的各层版图图形均固定不变，只剩下一层或两层金属铝连线及孔的掩膜需要根据用户电路的不

8、同而定制。标准单元法：必须预建完善的版图单元库，库中包括以物理版图级表达的各种电路元件和电路模块标准单元，以供用户调用以设计不同的芯片。基于标准单元的