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《數(shù)字電路與系統(tǒng)設計課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第8章電子設計自動化8.1EDA概述8.2硬件描述語言VerilogHDL初步8.4MAX+plusⅡ開發(fā)系統(tǒng)8.1EDA概述EDA就是以計算機為工作平臺、以EDA軟件工具為開發(fā)環(huán)境、以硬件描述語言為設計語言、以ASIC為實現(xiàn)載體的電子產(chǎn)品自動化設計過程，它包括半導體工藝設計自動化、可編程邏輯器件設計自動化、電子系統(tǒng)設計自動化、印刷電路板PCB（PrintedCircuitBoard）設計自動化、仿真測試、故障診斷以及形式驗證自動化。需要說明的是，這里所講的是狹義的EDA，沒有包括模擬電路的設計自動化。EDA作為一門嶄新的學科，它的知識體系結構為：①現(xiàn)代電子設計理論；②可編程邏
2、輯器件原理、結構及應用；③硬件描述語言；④EDA工具的開發(fā)和應用；⑤EDA設計方法論；⑥EDA的應用及實踐。8.1.1EDA的發(fā)展概況集成電路技術的發(fā)展不斷地給EDA技術提出新的要求，對EDA技術的發(fā)展起了巨大的推動作用。從20世紀60年代中期開始，人們就不斷地開發(fā)出各種計算機輔助設計工具來幫助設計人員進行集成電路和電子系統(tǒng)的設計。近40年來，EDA技術大致經(jīng)歷了計算機輔助設計CAD（ComputerAidedDesign）、計算機輔助工程CAE（ComputerAidedEngineering）和電子系統(tǒng)設計自動化ESDA（ElectronicSystemDesignA
3、utomation）三個發(fā)展階段。1．CAD階段（20世紀60年代中期～20世紀80年代初期）20世紀70年代，隨著中、小規(guī)模集成電路的開發(fā)和應用，傳統(tǒng)的手工制圖設計印刷電路板和集成電路的方法已無法滿足設計精度和效率的要求，于是工程師們開始進行二維平面圖形的計算機輔助設計，這樣就產(chǎn)生了第一代EDA工具，設計者也從繁雜、機械的計算、布局和布線工作中解放了出來。但在EDA發(fā)展的初始階段，EDA工具的供應商只有幾家，產(chǎn)品幾乎全部面向PCB設計、電路模擬或IC版圖設計。例如，目前常用的PCB布線軟件Protel的早期版本Tango、用于電路模擬的SPICE軟件以及后來產(chǎn)品化的IC版圖編
4、輯與設計規(guī)則檢查系統(tǒng)等軟件，都是這個時期的產(chǎn)品。20世紀80年代初，隨著集成電路規(guī)模的增大，EDA技術有了較快的發(fā)展。更多的軟件公司，如當時的Mentor公司、DaisySystems及LogicSystem公司等進入EDA領域，開始提供帶電路圖編輯工具和邏輯模擬工具的EDA軟件，主要解決了設計實現(xiàn)之前的功能檢驗問題。總的來講，這一階段的EDA水平還很低，對設計工作的支持十分有限，主要存在兩個方面的問題需要解決：①EDA軟件的功能單一、相互獨立。這個時期的EDA工具軟件都是分別針對設計流程中的某個階段開發(fā)的，一個軟件只能完成其中的一部分工作，所以設計者不得不在設計流程的不同階段
5、分別使用不同的EDA軟件包。然而，由于不同的公司開發(fā)的EDA工具之間的兼容性較差，為了使設計流程前一級軟件的輸出結果能夠被后一級軟件接受，就需要人工處理或再運行另外的轉換軟件，這往往很繁瑣，勢必影響設計的速度。②對于復雜電子系統(tǒng)的設計，不能提供系統(tǒng)級的仿真和綜合，所以設計中的錯誤往往只能在產(chǎn)品開發(fā)的后期才能被發(fā)現(xiàn)，這時再進行修改十分困難。2．CAE階段（20世紀80年代初期～20世紀90年代初期）這個階段在集成電路與電子系統(tǒng)設計方法學以及設計工具集成化方面取得了許多成果。各種設計工具，如原理圖輸入、編譯與連接、邏輯模擬、邏輯綜合、測試碼生成、版圖自動布局以及各種單元庫均已齊全。
6、不同功能的設計工具之間的兼容性得到了很大改善，那些不走兼容道路、想獨樹一幟的CAD工具受到了用戶的抵制，逐漸被淘汰。EDA軟件設計者采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理技術，把多個不同功能的設計軟件結合成一個集成設計環(huán)境。按照設計方法學制定的設計流程，在一個集成設計環(huán)境中就能實現(xiàn)由寄存器傳輸級RTL（RegisterTransfersLevel）開始，從設計輸入到版圖輸出的全程設計自動化。在這個階段，基于門陣列和標準單元庫設計的半定制ASIC得到了極大的發(fā)展，將電子系統(tǒng)設計推入了ASIC時代。但是，大部分從原理圖出發(fā)的CAE工具仍然不能適應復雜電子系統(tǒng)的要求，而且具體化的元件圖形制約著優(yōu)化設計。3．E
7、SDA階段（20世紀90年代以來）20世紀90年代以來，集成電路技術以驚人的速度發(fā)展，其工藝水平已經(jīng)達到深亞微米級，一個芯片上可以集成數(shù)百萬甚至上千萬只晶體管，工作頻率可達GHz。這不僅為片上系統(tǒng)SOC（SystemOnChip）的實現(xiàn)提供了可能，同時也給EDA技術提出了更高的要求，促進了EDA技術的發(fā)展。在這一階段，出現(xiàn)了以硬件描述語言、系統(tǒng)級仿真和綜合技術為基本特征的第三代EDA技術，它使設計師們擺脫了大量的具體設計工作，而把精力集中于創(chuàng)造性的方案與概念構思上，
