EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

蔡驍

摘 要：Electronic Design Automation即EDA技術(shù)，其是指電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。EDA技術(shù)作為一種新型技術(shù)，具備較快的發(fā)展速度，其設(shè)計(jì)載體是可編程大規(guī)模邏輯器件，其主導(dǎo)的描述系統(tǒng)邏輯的語(yǔ)言是硬件表述語(yǔ)言，其設(shè)計(jì)工具是可編程大規(guī)模邏輯器件的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)，結(jié)合相關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件，自動(dòng)以軟件的形式在硬件系統(tǒng)中設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的一種新型技術(shù)。EDA技術(shù)能夠進(jìn)行邏輯優(yōu)化、邏輯分割、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯綜合、邏輯編譯、邏輯仿真、邏輯布局布線等，進(jìn)行相應(yīng)目標(biāo)芯片的編程下載、邏輯映射、適配編譯等工作，從而使專(zhuān)用集成芯片或者是集成電子系統(tǒng)最終形成。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)；應(yīng)用

EDA技術(shù)是于20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新型技術(shù)，已成為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)發(fā)展的新潮流，該項(xiàng)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)的工作平臺(tái)為基礎(chǔ)的，對(duì)職能化技術(shù)、計(jì)算機(jī)的相關(guān)技術(shù)與電子技術(shù)等一系列的科技技術(shù)進(jìn)行了綜合，實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品自動(dòng)化的設(shè)計(jì)。技術(shù)作為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)當(dāng)中的重要手段，其應(yīng)用的作用日漸凸顯，應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛，電子組件、通訊、信息等行業(yè)都要依靠技術(shù)。在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)當(dāng)中，技術(shù)具有核心性的作用，是不可替代的。

1.EDA技術(shù)的主要內(nèi)容

1.1大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷≒LD）

大規(guī)模可編程邏輯器件（PLD）是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型集成電路，其利用EDA技術(shù)為設(shè)計(jì)載體。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的有以下兩種：現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）；復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD），這兩者的出現(xiàn)在很大程度上加快了電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的步伐。下一代CPLD將呈現(xiàn)出以下四大發(fā)展趨勢(shì)：最先進(jìn)的ASIC生產(chǎn)工藝將被廣泛用于以FDGA為代表的可編程邏輯器件上；越來(lái)越多的高端FPGA產(chǎn)品將包含DSP或CPU等處理器內(nèi)核，從而FPGA將由傳統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)手段逐步過(guò)渡為系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)平臺(tái)；FPGA將包含功能越來(lái)越豐富的硬核（Hard IP Core），與傳統(tǒng)的ASIC進(jìn)一步融合，并通過(guò)結(jié)構(gòu)化ASIC技術(shù)加快占領(lǐng)部分ASIC市場(chǎng)；低成本FPGA的密度越來(lái)越高，價(jià)格越來(lái)越合理，將成為FPGA發(fā)展的中堅(jiān)力量。這四個(gè)發(fā)展趨勢(shì)可簡(jiǎn)稱(chēng)為先進(jìn)工藝、處理器內(nèi)核、硬核與結(jié)構(gòu)化ASIC、低成本器件。

1.2硬件描述語(yǔ)言（HDL）

HDL是以PLD為物理實(shí)現(xiàn)工具，對(duì)電子系統(tǒng)硬件的功能、特性進(jìn)行描述的一類(lèi)語(yǔ)言。目前，任何一種EDA工具都需要HDL，而較有影響力的HDL有：ABEL-HDL語(yǔ)言，VHDL語(yǔ)言等。ABEL-HDL語(yǔ)言：這是一種早期硬件描述語(yǔ)言。它可以在硬件設(shè)計(jì)中，方便準(zhǔn)確的描述該硬件的邏輯功能，但ABEL-HDL語(yǔ)言特性受支持程度不高。VHDL語(yǔ)言：全稱(chēng)為超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language），是當(dāng)今世界EDA技術(shù)的主用語(yǔ)言，由美國(guó)國(guó)防部于上世紀(jì)八十年代末研發(fā)成型。VHDL語(yǔ)言具有齊全的設(shè)計(jì)功能且易于共享，已成為標(biāo)準(zhǔn)的硬件描述語(yǔ)言。

1.3軟件開(kāi)發(fā)工具

EDA軟件在EDA領(lǐng)域占有很重要的位置，按其工作領(lǐng)域與主要功能可分為電子電路設(shè)計(jì)工具、仿真工具、PCB設(shè)計(jì)軟件、IC設(shè)計(jì)軟件、PLD設(shè)計(jì)工具等，其中IC設(shè)計(jì)工具與PLD設(shè)計(jì)工具代表了當(dāng)今電子設(shè)計(jì)的發(fā)展水平。IC設(shè)計(jì)工具自問(wèn)世以來(lái)，發(fā)展迅速，其本身已發(fā)展到ASIC芯片設(shè)計(jì)階段。PLD是一種由用戶(hù)以自身需要為起點(diǎn)構(gòu)造邏輯功能的電路。目前小型簡(jiǎn)單的PLD工具，一般由生產(chǎn)廠家提供，而大型復(fù)雜的，則需要軟件設(shè)計(jì)公司聯(lián)合推出。

2.EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值

目前，EDA技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，其在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的實(shí)踐應(yīng)用，發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用?，F(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的編程方式一般以在線編程和無(wú)線編程為主，而EDA技術(shù)不僅能夠滿足設(shè)計(jì)工作的實(shí)際需求，同時(shí)還可真正實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙編程。實(shí)踐過(guò)程中，具有良好的保密性和可靠性，可從根本上解決復(fù)位障礙問(wèn)題。在壓縮和集成功能的應(yīng)用環(huán)境下，能夠?qū)Ξa(chǎn)品系統(tǒng)中的芯片進(jìn)行有效集成，以此為后續(xù)的管理工作提供便利條件，更加有助于風(fēng)險(xiǎn)防控工作的順利開(kāi)展，保證了電子設(shè)計(jì)的可靠性。另外EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效率也比較高，其可實(shí)現(xiàn)多種任務(wù)的同步運(yùn)行。在多模塊功能的應(yīng)用環(huán)境中，可提升設(shè)計(jì)水平，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，以此推動(dòng)電子設(shè)計(jì)工作朝著市場(chǎng)化、信息化的方向發(fā)展。

3.EDA技術(shù)在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用

EDA技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)當(dāng)中發(fā)揮著一系列作用?，F(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)當(dāng)中，在線編程和無(wú)線編程是應(yīng)用較廣的方式，EDA技術(shù)不但可以充分滿足電子設(shè)計(jì)發(fā)展的需要，還能促進(jìn)無(wú)障礙的編程的達(dá)成，編程的過(guò)程當(dāng)中可以有效保障保密性。EDA技術(shù)可靠性十分顯著，當(dāng)電子設(shè)計(jì)出現(xiàn)跑飛、障礙等問(wèn)題時(shí)，該技術(shù)能夠有效地解決。還能在應(yīng)用壓縮功能與集成功能的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)計(jì)的產(chǎn)品系統(tǒng)朝某一芯片有效的集成，這樣為設(shè)計(jì)管理的實(shí)踐帶來(lái)了極大的便利，有利于控制電子設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)，有效保證設(shè)計(jì)的可靠性。此外，該技術(shù)在電子設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用也有很高效率，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行。

EDA技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，能夠用于多模塊功能，使電子設(shè)計(jì)的速度得到又下的較快，同時(shí)改善了電子設(shè)計(jì)的水平及效率，推動(dòng)了電子設(shè)計(jì)向市場(chǎng)化的發(fā)展。此外，EDA技術(shù)還有很強(qiáng)適應(yīng)性，利用對(duì)該技術(shù)高效、高速和大容量的特點(diǎn)的有效性，在促進(jìn)電子的設(shè)計(jì)創(chuàng)新和升級(jí)方面發(fā)揮著巨大作用。EDA技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)和特征，極大的促進(jìn)了現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)與相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

4.結(jié)語(yǔ)

總而言之，在電子設(shè)計(jì)行業(yè)中，EDA技術(shù)屬于一個(gè)偉大的變革，當(dāng)今恰恰處在迅速發(fā)展的時(shí)期，每一年都會(huì)出現(xiàn)一些新型的EDA工具，而國(guó)內(nèi)應(yīng)用EDA技術(shù)的能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如一些發(fā)達(dá)國(guó)家。為此無(wú)論是作為高校電子類(lèi)的學(xué)生、還是電子硬件工程師，都務(wù)必學(xué)習(xí)和掌握EDA技術(shù)，從而能夠開(kāi)發(fā)CPLD/FPGA。只有如此，才可以在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。

參考文獻(xiàn)：

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