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EDA技术与应用 福州大学数学与计算机科学学院系统结构研究所赵彦敏 主要内容 EDA技术概述 EDA设计流程 可编程逻辑器件 硬件描述语言 一、EDA技术概述 1、EDA技术的涵义： EDA技术就是以计算机为工作平台，以EDA软件工具为开发环境、以硬件描述语言为设计语言、以ASIC、SOC为实现载体的电子产品自动化设计过程。 EDA软件：结合计算机图形学、计算方法学及人工智能等多项计算机应用科学的必威体育精装版成果而开发出的一整套电子CAD软件工具。 硬件描述语言：HDL。 一、EDA技术概述 ASIC：（application-specific integrated circuit），专用集成电路。是指为特定的用户、某种专门或特别的用途而设计、制造的LSI、VLSI电路。 SOC：（System on Chip，）片上系统。即在一个芯片上集成一个完整的电子系统。一个SOC系统常包括微处理器、存储控制器、存储器、接口与外围电路、数据通路等。 一、EDA技术概述 2 ASIC概述 ASIC： application-specific integrated circuit，专用集成电路。是指为特定的用户、某种专门或特别的用途而设计、制造的LSI、VLSI电路。 ASIC特点 较低价格，较高性能； 体积小、重量轻，功耗降低，速度提高，可靠性较高； 必威体育官网网址性较高。 一、EDA技术概述 ASIC设计方法 全定制法：指芯片的电路和版图均由用户完成设计，制造公司完成芯片制造。适合大批量产品： 优点：芯片利用率高、速度快、功耗低； 缺点：设计复杂、开发周期长。 半定制法：电路部分由用户设计，版图设计和底层制造采用标准化形式。是一种约束性设计方法，分成门阵列法和标准单元法。 优点：设计周期短，设计成本低； 缺点：芯片面积利用率低。 一、EDA技术概述 ASIC设计方法（续） 可编程逻辑器件法：制造公司提供商品化半成品芯片，用户采用编程技术设计电路现场，开发周期进一步缩短。 优点：设计周期最短； 缺点：成本较高、芯片利用率低。 一、EDA技术概述 3 SOC概述 SOC：System on Chip，片上系统。即在一个芯片上集成一个完整的电子系统。一个SOC系统常包括微处理器、存储控制器、存储器、接口与外围电路、数据通路等。 SOC设计中采用嵌入 IP（知识产权产品：指可以通过知识产权贸易在各设计公司间流通的完成特定功能的电路模块） 模块的方式。 一、EDA技术概述 SOC芯片结构 一、EDA技术概述 4 EDA技术的发展过程 三个阶段 计算机辅助设计（CAD）阶段（70年代）：主要用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代手工操作。 计算机辅助工程(CAE)阶段（80年代）。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。实现了工程设计功能。 电子系统设计自动化(EDA)阶段(90年代以后）：主要功能是用硬件描述语言HDL完成设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。 Ic 的设计汇集电路、器件、物理、工艺、算法、系统等不同技术领域的背景，是最尖端的技术之一 一、EDA技术概述 5、EDA产业发展情况 1947年，Bell实验室发明了晶体管,开辟了电子时代新纪元。 1958年9月12日，在Intel公司的创始人Robert Noyce的领导下，第一块集成电路诞生． 1965年，摩尔在一篇文章中指出，芯片中的晶体管和电阻器的数量每年会翻番。这就意味着，半导体的性能与容量将以指数级增长。1975年，摩尔又修正了摩尔定律，他认为，每隔24个月，晶体管的数量将翻番。 IC制造工艺：指IC内电路与电路之间的距离。距离越小，集成度越高。1995年以后IC制造工艺从0.5um、0.35um、0.25um、0.18um、0.15um、0.13um、90nm一直发展到目前必威体育精装版65nm，45nm、30nm。 晶圆厂的规模以晶圆（指半导体电路制作所用的硅晶片）的直径表示：晶圆：有6吋、8吋、12吋等，直径越大，代表技术越好。 过去50年，半导体技术和产业一直是世界经济发展的引擎之一。 集成电路产业划分: IC设计业、芯片制造业和封装测试业。 一、EDA技术概述 6、我国集成电路发展现状： 05年起我国成为世界最大的集成电路消费市场。近几年我国集成电路进出口一直处于逆差情况。2007年进口集成电路1287亿美元 ，出口集成电路238.8亿美元 。 我国IC行业起步于1965年，长期处于落后水平，90年代开始加速，2000年出台《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策 》（18号文）和 《集成电路产业研究与开发专项资金管理暂行办法》（132号文）后