電子設(shè)計自動化EDA工具設(shè)計綜述

EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計算機軟件系統(tǒng)，是指以計算機為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計。EDA技術(shù)是電子設(shè)計技術(shù)的核心。

利用EDA工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。

現(xiàn)在對EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學、軍事等各個領(lǐng)域，都有EDA的應(yīng)用。目前EDA 技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學部門廣泛使用。

EDA 設(shè)計可分為系統(tǒng)級、電路級和物理實現(xiàn)級。

1、 EDA技術(shù)的發(fā)展過程和發(fā)展趨勢

EDA技術(shù)已有３０年的發(fā)展歷程，大致可分為三個階段。７０年代為計算機輔助設(shè)計（CAD）階段，人們開始用計算機輔助進行IC版圖編輯、PCB布局布線，取代了手工操作。８０年代為計算機輔助工程（CAE）階段。與CAD相比，CAE除了有純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起，實現(xiàn)了工程設(shè)計。CAE的主要功能是：原理圖輸人，邏輯仿真，電路分析，自動布局布線，PCB后分析。９０年代為電子系統(tǒng)設(shè)計自動化（EDA）階段。

從目前的EDA技術(shù)來看，一體化工具和IP是發(fā)展方向。伴隨著設(shè)計復(fù)雜度的不斷提高，一體化的工具使用戶受益于一個統(tǒng)一的用戶界面，避免了在不同的工具間進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等繁瑣的操作。利用這種一體化設(shè)計工具提供的統(tǒng)一庫和統(tǒng)一界面可以加速IC工程師的設(shè)計速度。IP的合理應(yīng)用是加速產(chǎn)品設(shè)計流程的一個有效途徑。按照美國EDA聯(lián)盟(The EDA Consortium)2003年一季度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，IP產(chǎn)品的銷售額是全球EDA工業(yè)中增加最快的一個領(lǐng)域，較2002年同期增加了36%。IP復(fù)用是IC設(shè)計業(yè)中絕對的發(fā)展趨勢。同時，制造工藝進步也促進EDA工具的革新

在EDA軟件開發(fā)方面，目前主要集中在美國。如Synopsys和Cadence兩大EDA工具供應(yīng)商。

EDA技術(shù)發(fā)展迅猛，完全可以用日新月異來描述。EDA技術(shù)的應(yīng)用廣泛，現(xiàn)在已涉及到各行各業(yè)。EDA水平不斷提高，設(shè)計工具趨于完美的地步。

2、 EDA工具的類型

EDA工具按主要功能或主要應(yīng)用場合，分為電路設(shè)計與仿真工具、PCB設(shè)計軟件、IC設(shè)計軟件、PLD設(shè)計工具及其它EDA軟件，。

電子電路設(shè)計與仿真工具

電子電路設(shè)計與仿真工具包括SPICE/PSPICE；EWB；Matlab；SystemView；MMICAD等。下面簡單介紹前三個軟件。

（1）SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是由美國加州大學推出的電路分析仿真軟件，是20世紀80年代世界上應(yīng)用最廣的電路設(shè)計軟件，1998年被定為美國國家標準。1984年，美國MicroSim公司推出了基于SPICE的微機版PSPICE（Personal—SPICE）?，F(xiàn)在用得較多的是PSPICE6.2，可以說在同類產(chǎn)品中，它是功能最為強大的模擬和數(shù)字電路混合仿真EDA軟件，在國內(nèi)普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以進行各種各樣的電路仿真、激勵建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數(shù)據(jù)輸出、并在同一窗口內(nèi)同時顯示模擬與數(shù)字的仿真結(jié)果。無論對哪種器件哪些電路進行仿真，都可以得到精確的仿真結(jié)果，并可以自行建立元器件及元器件庫。

（2）EWB(Electronic Workbench)軟件 是Interactive ImageTechnologies Ltd 在20世紀90年代初推出的電路仿真軟件。目前普遍使用的是EWB5.2，相對于其它EDA軟件，它是較小巧的軟件（只有16M）。但它對模數(shù)電路的混合仿真功能卻十分強大，幾乎100%地仿真出真實電路的結(jié)果，并且它在桌面上提供了萬用表、示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器和電壓表、電流表等儀器儀表。它的界面直觀，易學易用。它的很多功能模仿了SPICE的設(shè)計，但分析功能比PSPICE稍少一些。

（3）MATLAB產(chǎn)品族 它們的一大特性是有眾多的面向具體應(yīng)用的工具箱和仿真塊，包含了完整的函數(shù)集用來對圖像信號處理、控制系統(tǒng)設(shè)計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等特殊應(yīng)用進行分析和設(shè)計。它具有數(shù)據(jù)采集、報告生成和MATLAB語言編程產(chǎn)生獨立C/C++代碼等功能。MATLAB產(chǎn)品族具有下列功能：數(shù)據(jù)分析；數(shù)值和符號計算；工程與科學繪圖；控制系統(tǒng)設(shè)計；數(shù)字圖像信號處理；財務(wù)工程；建模、仿真、原型開發(fā)；應(yīng)用開發(fā)；圖形用戶界面設(shè)計等。MATLAB產(chǎn)品族被廣泛地應(yīng)用于信號與圖像處理、控制系統(tǒng)設(shè)計、通訊系統(tǒng)仿真等諸多領(lǐng)域。開放式的結(jié)構(gòu)使MATLAB產(chǎn)品族很容易針對特定的需求進行擴充，從而在不斷深化對問題的認識同時，提高自身的競爭力。