1、集成电路的 EDA 技术。传统的集成电路设计方法是指 20 世纪 50-60 年代的手工设计时代。传统的集成电路设计方法的基本步骤是 1. 根据设计要求划分功能模块；2. 确定输入和输出的关系，画出真值表，写出逻辑表达式；4. 利用公式或卡诺图进行人工化简；5. 根据化简后的逻辑表达式画出电路原理图；6. 在面包板上进行实验，验证电路的正确性；7. 若无错误，再在透明薄膜上用贴图符号贴PCB 图；8. 检查后送制板厂制板；9. 对 PCB 板进行安装、调试，若有大的错误，修改设计，重复以上过程，重新制板。传统集成电路设计方法的特点是采用自下而上（Bottom Up）的设计方法，采用通用型逻辑器
2、件搭积木式的方式，在系统硬件设计的后期进行仿真和调试，主要设计文件是电路原理图。计算机出现后，人们可以借助计算机进行集成电路的辅助设计，这样就进入了 20 世纪 70-80 年代的 CAD（计算机辅助）时代，利用计算机及其图形设备帮助集成电路设计人员进行设计工作，大大减少了手工设计时代的工作量，提高了集成电路的设计效率。到了 80 年代后期，CAD 技术日渐成熟，集成电路的设计真正跨越到了 EDA（电子设计自动化）的现代设计方法时代。20 世纪 90 年代，国际上电子和计算机技术较先进的国家，一直在积极探索新的电子电路设计方法，并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革，取得了巨大成功。在电子技
3、术设计领域，可编程逻辑器件（如 CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了 EDA 技术的迅速发展。EDA 技术就是以计算机为工具，设计者在 EDA 软件平台上，用硬件描述语言 VHDL 完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA 技术的出现，极大地提高了电路设计的效
4、率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。EDA 技术为电子系统设计带来了很大的变化：设计效率提高，设计周期缩短；设计质量提高；设计成本降低；能更充分地发挥设计人员的创造性；设计成果的重用性大大提高，省去了不必要的重复劳动。现代的数字系统设计采用 PLD，利用 EDA 开发工具，通过芯片设计来实现系统功能。普遍使用自顶向下(TopDown)的设计方法，这里的“顶”就是指系统的功能；“向下”就是指将系统由大到小、由粗到精进行分解，直至可用基本模块实现。从传统设计方法到现代设计方法，集成电路设计技术有了长足的进步。传统的集成电路设计方法，从根据设计目标得到真值表，到最后完成系统后的测试与调试，所有的工
5、作均需人工完成。可以想象，随着数字集成电路的发展，从小规模集成电路（SSI）的小于 10 个逻辑门，到中规模集成电路（MSI）的几百个逻辑门，再到大规模集成电路的（LSI）几万门，最后甚至到超大规模集成电路（VLSI） ，甚大规模集成电路（ULSI）的几十万、几百万门电路，集成电路迅速的大规模化，使得传统设计方法根本无法完成得到真值表画出卡诺图等工作。它表现出了效率低下，一切手工完成，设计周期很长；容易出错；芯片种类多，数量大，受市场的限制；设计灵活性差；产品体积大等缺点。同时后续的电路调试和设计也需要很高的电路布局和布线的技巧，总而言之，这样的设计对于复杂数字系统来讲效率太低了。现代的设计方
6、法，自顶向下，可以实现具体任务的分工完成，并且用软件的方式设计硬件，从软件设计的硬件系统到硬件系统的转换是由 EDA 软件自动完成的，设计过程中可用软件进行各种仿真，现场可编程，在线升级，而且整个系统集成在一块儿很小的芯片上，体积小，功耗低，可靠性高，容易检查错误，便于修改，设计周期短、成功率很高，这些优点都是传统方法无法比拟的，大大提高了集成电路设计的效率。所以说从传统方法到现代方法，集成电路的设计有了一个很大的跨越。EDA 内容可编程逻辑器件可编程逻辑器件英文全称为：programmable logic device 即 PLD。PLD是做为一种通用集成电路产生的，他的逻辑功能按照用户对器
7、件编程来确定。一般的 PLD 的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要。这样就可以由设计人员自行编程而把一个数字系统“集成”在一片 PLD 上，而不必去请芯片制造厂商设计和制作专用的集成电路芯片了。可编程逻辑器件分类及功能。简单可编程逻辑器件有 PROM、PLA、PAL、GAL。PROM：与阵列固定，或阵列可编程的逻辑器件，最主要特征是只允许数据写入一次，如果数据输入错误只能报废。PLA： 与或阵列均可编程，在可编程逻辑器件中，它的灵活性最高。由于它 具有与或阵列均能编程的特点，在实现函数时，只需形成所需的乘机项，使这列规模比输入数相同的与阵列固定、或阵列可编程的 PROM 小得多。但是
8、目前PLA 的编程缺少高质量的支持软件和编程工具，且器件价格偏高，门的利用率不高，因而未得到广泛应用。PAL、GAL：与阵列可编程，或阵列固定的代表器件。这种结构中，或阵列固定若干个乘积项输出 。PAL 和 GAL 门阵列结构把 PROM 器件的成本低、速度高、编程容易以及 PLA 器件的灵活性等优点结合在一起，成为早起实现可编程ASIC 的主要器件复杂可编程逻辑器件的两种主要类型是现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD） 。 FPGA：提供了最高的逻辑密度、最丰富的特性和最高的性能。 现在最新的FPGA 器件，可提供八百万“系统门“（相对逻辑密度） 。 这些先进的器件还提
9、供诸如内建的硬连线处理器、大容量存储器、时钟管理系统等特性，并支持多种最新的超快速器件至器件信号技术。 FPGA 被应用于范围广泛的应用中，从数据处理和存储，以及到仪器仪表、电信和数字信号处理等。CPLD：提供的逻辑资源少得多， 最高约 1 万门。 但是，CPLD 提供了非常好的可预测性，因此对于关键的控制应用非常理想。 而且 CPLD 器件需要的功耗极低。可编程逻辑器件设计过程采用自顶向下(TopDown)的设计方法确定各个子系统后，就需要借助于EDA 软件进行系统设计实现。可编程逻辑器件软件设计平台可编程逻辑器件的软件平台，都是由 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。
