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现代EDA技术及其发展 引言 随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展,在涉及通信、国防、航天、医学、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中,EDA技术的含量正以惊人的速度上升;电子类的高新技术项目的开发也逾益依赖于EDA技术的应用。即使是普通的电子产品的开发,EDA技术常常使一些原来的技术瓶颈得以轻松突破,从而使产品的开发周期大为缩短、性能价格比大幅提高。不言而喻,EDA技术将迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。 EDA技 术 即电子设计自动( Electronic DesignAutomation)技术,以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门技术。EDA技术是一种实现电子系统或电子产品自动化设计的技术,与电子技术、微电子技术的发展密切相关。同时它吸收了计算机科学领域的大多数必威体育精装版研究成果,以计算机作为基本工作平台,利用计算机图形学、拓扑逻辑学、计算数学以至人工智能学等多种计算机应用学科的必威体育精装版成果而开发出来的一整套电子CAD通用软件工具,是一种帮助电子设计工程师从事电子组件产品和系统设计的综合技术。EDA技术的出现,为电子系统设计带来了一场革命性的变化。没有EDA技术的支持,想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的。 EDA技术的主要内容 EDA技术涉及面很广,内容丰富,从教学和实用的角度看,主要应掌握如下四个方面的内容:1)大规模可编程逻辑器件;2)硬件描述语言;3)软件开发工具;4)实验开发系统。其中,大规模可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体,硬件描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段,软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动设计工具,实验开发系统则是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。大规模可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device,可编程逻辑器件)是一种由用户编程以实现某种逻辑功能的新型逻辑器件。FPGA和CPLD分别是现场可编程门阵列和复杂可编程逻辑器件的简称,两者的功能基本相同,只是实现原理略有不同,所以我们有时可以忽略这两者的区别,统称为可编程逻辑器件或CPLD/FPGA。PLD是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术,PLD能完成任何数字器件的功能。PLD如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法,或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统,通过软件仿真,我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后,还可以利用PLD的在线修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路。使用PLD来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,减少PCB面积,提高系统的可靠性。PLD的这些优点使得PLD技术在20世纪90年代以后得到飞速的发展,同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言(HDL)的进步。硬件描述语言(HDL)硬件描述语言(HDL)是相对于一般的计算机软件语言如C、Pascal而言的。HDL是用于设计硬件电子系统的计算机语言,它描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。HDL具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性,并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力,并在语言易读性和层次化结构化设计方面,表现了强大的生命力和应用潜力。用HDL进行电子系统设计的一个很大的优点是设计者可以专心致力于其功能的实现,而不需要对不影响功能的与工艺有关的因素花费过多的时间和精力。就FPGA/CPLD开发来说,比较常用和流行的HDL主要有VHDL、Verilog HDL、ABEL、AHDL、SystemVerilog和SystemC。其中VHDL、Verilog在现在EDA设计中使用最多,也拥有几乎所有的主流EDA工具的支持。而Sys-temVerilog和SystemC这两种HDL语言还处于完善过程中。现在,VHDL和Verilog作为IEEE的工业标准硬件描述语言,又得到众多EDA公司的支持,在电子工程领域,已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为,在新的世纪中,VHDL与Verilog HDL语言将承担起大部分的数字系统设计任务。 软件开发工具 这类软件一般由PLD/FPGA芯片厂家提供,基本都可以完成所有的设计输入(原理图或HDL),仿真,综合,布线,下载等工作。集成的PLD/FPGA开发环境供应商开发环境简介AlteraMAXPLUSIIAltera的MaxplusII曾经是最优秀的PLD开发平台之一,适合开发早期的中小规模PLD/FPGA使用者众多。目前Altera已经停止开发Ma