1、1EDA 技术论文考核材料论文题目: EDA 技术发展趋势与应用 论文类型： 综 述 型 姓 名: 学 号: 班 级: 电气 081 2010 年 12 月 31 日2EDA 技术发展趋势与应用【摘 要】:随着微电子技术和计算机技术的不断发展,在涉及通信、国防、航天、工业自动化、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,它已成为当今电子技术发展的前沿之一。本文首先介绍了EDA 技术的基本概念和发展历程, 然后从软件设计和硬件实现方面阐述了现代EDA技术的基本特征, 最后分析了EDA 技术在应用中的基本设计方法。指出EDA技术已成为当今电子技术发展的重要领域之一,较
2、系统地介绍了EDA技术的发展历史、发展趋势与特征,分析了EDA技术的应用现状。EDA技术已经成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。本文介绍了EDA 技术发展的基本现状,论述了EDA技术的用。EDA 技术是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新技术,最终形成集成电子系统或专用集成芯片。除了介绍EDA技术,以及该技术在实际生活生产中地位之外,还说明了EDA 技术与传统电子设计方法的差异,和硬件描述语言。【关键词】： EDA 技术；应用；发展趋势；设计工具1 概述EDA (Elect ronic Design Automation) 是指以计算机为工作平台, 融合应
3、用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成功的电子CAD通用软件包, 主要能辅助进行三方面的设计工作, 即IC 设计、电子电路设计和PCB 设计。EDA工具的出现,给电子系统设计带来了革命性的变化。随着INTEL公司Pentium 处理器的推出,ALTERA、XILINX 等公司几十万门乃至上百万门规模的FPGA 的上市,以及大规模的芯片组和高速、高密度印刷电路板的应用,EDA工程在功能仿真、时序分析、集成电路自动测试、高速印刷电路板设计及操作平台的扩展等方面都面临着新的巨大的挑战, 这些问题实际上也是新一代EDA技术未来发展的趋势。2 EDA 技术的发展趋势及应用电子产业瞬息万变,随
4、着新一代半导体工艺和设计方法的进步及新的应用领域和市场需求的变化,设计人员必须不断尝试新的EDA工具及解决方案。目前, EDA 产业正面临一个关键的转折点,必须随着客户、电子及IC设计产业的需求而3进行调整、改变与创新。(1) EDA发展生存必须适应市场趋势, 专注技术创新, 保持领先地位随着半导体工艺迈入纳米时代及设计复杂度的快速提升，设计公司面临许多设计挑战, 包括时序收敛、信号完整性、可制造性设计(DFM ) 及低功耗设计, 设计公司被迫寻找新的EDA设计工具以提升生产率, 进而应付当今市场的激烈竞争。先进的技术是EDA 公司的生命线, 必须持续投入内部研发, 以创新想法及新颖技术配合半
5、导体工艺及设计领域的要求开发最新的产品满足市场需求, 今后EDA 产品技术创新的重点将会在系统级验证及DFM 两大领域。为了增加在系统及验证市场的竞争力, EDA 工具主要供应商之一Cadence 收购了提供系统验证解决方案的关键供应商vsity 公司, 通过其主要的V PA (验证过程自动化) 产品, 提供了一个在统一的多语言基础架构上进行模拟、加速、仿真的解决方案, 可帮助客户显著提高产品质量和加快产品上市时间, 目前许多国际领先厂商及新兴设计公司都已开始全面采用这种新的方式。根据Dataquest 的资料显示, 在65nm 及90nrn 以下的IC 设计, 产品的成品率是影响设计及最终产
6、品竞争力的最大因素,DFM 工具因而受到高度重视。(2) 一体化工具和IP 是发展方向一体化的工具使用户受益于一个统一的用户界面, 避免了在不同的工具间进行数据转换等繁琐的操作。目前, Synop sys和Cadence 两大EDA 工具供应商分别推出了集成众多工具在内的一体化设计工具, 同时, 也在分别推出各自的标准数据库,以进一步简化设计流程。Galaxy 平台是Synop sys 近期推出的先进IC 设计平台, 整合了Synop sys 公司的许多工具, 覆盖了从设计编译、布局编译、物理编译、DFT 编译以及硅片制造的全部流程, 同时还在内部集成了向第三方开放的M ilkyw ay 数据
7、库, 将不同设计阶段中的数据、时序、计算以及种种约束条件协调起来。Galaxy 平台可以直接面向90nm 以及以下的设计, 新的模拟和混合信号设计工具并将其集成到Galaxy 平台中, Synop sys 已在提供模拟和混合信号的仿真和验证产品, 目前正着重在模拟电路的实现上,并已有利用EDA 工具进行模拟电路设计的能力。IP的合理应用是加速产品设计流程的一个有效途径。按照美国EDA 联盟(The EDA Conso rt ium) 2003 年一季度的统计数据表明, IP 产品的销售额是全球EDA 工业中增加最快的一个领域, 较2002 年同期增加了36%。IP应用是IC 设计业中绝对的发展
8、趋势, 全球三大IP供应商是ARM 、Rambus 和Synop sys三家公司, 重点开发了应用面广的PC I、U SB 等标准IP库。4(3)System Verilog 将成为下一代的描述语言描述语言一直是EDA 业中重要的一环,VHDL和Verilog目前是中国的主流设计语言。然而, 随着IC 复杂度的不断提高,从更高层次入手对系统进行描述是描述语言未来的发展方向。 “System V erilog 将最终取代VHDL。 ”这是Synop sys 公司主席兼CEO A art de Geus 博士对描述语言发展方向上的预测,在进一步解释这一预测时,指出多年来IC 设计中更关注的是仿真,
9、而目前验证在IC 的整个设计周期中已经占据了60% 甚至更多而目前验证在IC 的整个设计周期中已经占据了60% 甚至更多的时间, 而System V erilog可以有效地支持上述两者的需求,同时System V erilog 是与V erilog 完全兼容的。 “VHDL 还会在很长时间内存在, 但System V erilog 将取代它, 并为SystemC的发展铺平道路。 ”de Geus 表示目前全球V erilog 的增长率较VHDL 要快,以前是各占半壁江山, 而现在V erilog 约占六成。按照Synop sys 中国区总经理潘建岳的分析, 目前中国Verilog的用户占2/3
10、, 而VHDL 用户约占1/3。System V erilog 是V erilog 在增加了声明之后发展而来的。Geus 博士分别于1992 年、1995 年、1997 年、2000 年等时段提出了关注设计复用、时序收敛、信号完整性和可制造性设计的前瞻性预言, 呼吁业界重视这些问题, 这些预测都相继在几年后得到了印证, 相信他这次提出的System Verilog 推论也会在未来几年内得到证实。(4) EsL将撑起EDA产业复苏大旗电子系统级(ESL ) 设计工具有望回报给EDA 产业两位数的增长, 但仍然还存在重大的挑战。市场研究公司GartnerDataquest 的两位分析师Gary s
11、m ith 和Daya N adamuni 日前在美国加州举行的设计自动化研讨会(DAC ) 上如是表示。Sm ith称, 两人相当于“一个扮红脸, 一个扮白脸”, 而他就是那个扮白脸的人, 他要做的就是对EDA 产业进行“事实审视”( realitycheck )。sm ith 声称, EDA 商业模式一直是外包模式,“客户其实并不在乎你(EDA 供应商) 为设计流程带来多大的价值。 ”此外, 他还表示, 当今EDA 工具的价值由于“不可思议的愚蠢价格战”被低估。他指出, 2001 年购买半数EDA 工具的主流EDA用户正放弃IC 物理设计, 留给A S IC 供应商或顾问公司。这些设计师更
12、愿意在电子系统级(ESL ) 展开工作, 并在寄存器传输级(RTL ) 进行设计。N adamuni 认为, 软件挑战是ESL 身后的关键推动力。多处理器系统级芯片必须并行编程, EsL 的目标是单一高级别模型的协同软硬件设计。N adamuni 预计, 未来几年全球ESL 工具营收将显著增长, 将从如今的2 亿美元增加至2009 年时的16 亿美元, ESL 工具5营收将与RTL 工具持平。她表示,Dataquest 看好三种主要的EsL 方法学,分别围绕算法、处理器与存储器、控制逻辑。它们均包含行为级与架构级设计,分别面向不同的工具及供应商。(5) linux 提速进入EDA 领域随着ED
13、A 技术在全球范围内的飞速发展, 业界都在翘首以待基于Linux 环境的EDA 技术成为电路设计领域的主流。2004 年3 月9 日, 惠普中国有限公司主办的主题为“Linux 环境与EDA 技术应用研讨会”2004HP 亚太地区巡回展在北京举行。在会议中, HP负责EDA技术的相关人员介绍了当今最新的EDA技术发展情况,同时,与HP在此领域一直以来密切合作的软件厂商如Synop sys、Cadence, 以及M entor Graph ics 等公司也展示了各自的解决方案。“Linux 操作系统不仅仅在EDA 领域发展迅速, 其在全球其他行业的应用也将是前景光明。 ”HP 全球EDA 部经理
14、No rm Reini 给予了Linux 很高的评价。No rm Reini 在会上指出了Linux之所以将大有可为的原因: 首先, 由于Linux 费用很低, 源代码开放, 这使得EDA 软件的前期开发费用很低, 而且运行维护的成本也很低, 同时大大方便了工程师的设计工作。而L inux 工作站的费用也要比U nix 工作站便宜很多。此外,L inux 的成本大约是Unix 的510,但是效能并不比L inux 差, 甚至运行速度要更快一些。现在业界普遍的看法就是预计在未来的5 年内,L inux将成为EDA 的主角。可以预见,Linux 的普及只是时间问题。3. EDA 技术的应用现状现在
15、EDA 技术发展迅猛, 应用比较广泛, 包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域都有EDA 的应用。目前, EDA 技术已在产品设计与制造、教学和科研部门广泛使用, 发挥着巨大的作用。在产品设计与制造方面, EDA 技术可实现前期的计算机仿真、系统级模拟及测试环境的仿真、PCB 的制作、电路板的焊接、ASIC 的设计等。在教学方面, 高校电子类专业的实践教学中, 几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA 课程。主要是让学生了解EDA 的基本原理和基本概念, 掌握描述系统逻辑的方法, 使用凹ID/ 5PGA 器件进行电子电路课程的模拟仿真实验, 并在
16、作毕业设计时从事简单电子系统的设计, 既使实验设备或设计出的电子系统具有高可靠性, 又经济、快速, 容易实现,修改便利,同时可大大提高学生的实践动手能力、创新能力和计算机应用能力,为今后工作打下基础。具有代表性的是全国每两年举办一次大学生电子设计竞赛活动。在科研和新产品开发中,5PGA 可直6接应用于小批量产品的芯片或作为大批量产品的芯片前期开发。传统机电产品的升级换代和技术改造,5PGA 的应用可提高传统产品的性能, 缩小体积, 提高技术含量和产品的附加值。它主要利用电路仿真工具(EWB或PSPICE、VLOL 等)进行电路设计与仿真; 利用虚拟仪器进行产品调试; 将O)LI)/ FPGA器
17、件的开发应用到仪器设备中。例如在CDMA无线通信系统中, 所有移动手机和无线基站都工作在相同的频谱,为区别不同的呼叫, 每个手机有一个唯一的码序列, CDMA 基站必须能判别这些不同观点的码序列才能分辨出不同的传呼进程;这一判别是通过匹配滤波器的输出显示在输人数据流中探调到特定的码序列;FPGA 能提供良好的滤波器设计, 而且能完成DSP 高级数据处理功能, 因而FPGA 在现代通信领域方面获得广泛应用。在产品设计与制造方面, 从高性能的微处理器、数字信号处理器,一直到彩电、音响和电子玩具电路等, EDA 技术不单是应用于前期的计算机模拟仿真、产品调试, 而且也在电子设备的研制与生产、电路板的
18、焊接等方面有着重要的作用。可以说电子EDA技术已经成为电子工业领域不可缺少的技术支持。4. 结语21 世纪将是EDA 技术的高速发展阶段。随着科技的进步,电子产品的更新日新月异, EDA 技术作为电子产品开发研制的源动力,已成为现代电子设计的核心, 每年都有新的EDA 工具问世。然而, EDA 技术在我国尚未普及, 应用的水平长期落后于发达国家。因此, 作为高等院校有关专业的学生和广大的电子工程师了解和掌握这一先进技术已势在必行, 这不仅是提高设计效率的需要, 更是我国电子工业在市场上生存、竞争与发展的需求。掌握和普及这一全新的技术, 将对我国电子技术的发展具有深远的意义。随着科技的进步,电子
19、产品的更新日新月异, EDA 技术作为电子产品开发研制的源动力, 已成为现代电子设计的核心。所以发展EDA 技术将是电子设计领域和电子产业界的一场重大的技术革命,同时也对电子专业课程的教学和科研提出了更深更高的要求。掌握和普及EDA技术,将对我国电子技术的发展具有深远的意义。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 技术的含量越来越高, EDA 技术常使一些原来的技术瓶颈得以轻松突破。7参考文献1潘松 电子设计自动化技术M. 上海: 上海科学技术文献出版社, 1999(12)2许其贞 虚拟
20、仪器的现状与展望 J 电子技术, 2000( 10) 3王锁平, 龚建荣. EDA 技术及发展趋势J . 电子世界,2002 (12) 4周兴汉,潘文裕,雷道振. EDA 工具的发展及使用J . 计算机与现代化,1999 年第 2 期.5 赵世强,许杰. 电子电路 EDA 技术M . 西安:西安电子科技大学出版社,2001.6 侯继红,李向东. EDA 实用技术教程M . 北京:中国电力出版社,2004.7刘宝琴,ALTERA 可编程逻辑器件及其应用 M . 北京: 清华大学出版社,1995.8 焦素敏.EDA 应用技术.北京: 清华大学出版社, 2005 年.9 崔建明.电工电子 EDA 仿真技术.高等教育出版社.10杜玉远EDA设计快速入门圆电子世界，2004,(1):2411曾繁泰. EDA 的过去、现在和未来J . 计算机世界,1999 , (4) .8评分表（文献综述）评分项目 满分 评价 得分论文是否按要求进行排版 10 分论文语句是否通顺，用词是否准确。 10 分论文结构论文结构是否合理，组织是否条理有序，重点突出。 20 分是否紧扣综述题目。 15 分内容是否全面。 30 分论文内容综述内容是否反映了最新的发展动态。 15 分评价教师签名：年 月 日
