### FPGA简介资源与EDA技术概览
#### 一、EDA技术概述
EDA,全称Electronic Design Automation,中文译为电子设计自动化,是一项革命性的技术,它以计算机为平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术,旨在自动化电子产品的设计过程。这一技术在20世纪70年代兴起,至今已发展成为现代电子设计的核心。
#### 二、EDA技术的发展历程
##### 1. 早期电子CAD阶段
20世纪70年代,EDA技术处于萌芽期,主要表现为PCB布线设计、电路模拟、逻辑模拟、版图绘制等功能,计算机开始替代手工劳动,辅助完成繁重的计算和布线任务。此阶段的代表软件有早期的Protel版本Tango。
##### 2. 计算机辅助工程设计CAE阶段
随着技术进步,CAD发展至CAE阶段,不仅包含图形绘制,还增加了电路功能设计、结构设计和仿真等功能,并通过电气连接网络表整合这些功能,形成了统一的数据管理体系,标志着EDA技术的初步成熟。
##### 3. 电子设计自动化(EDA)阶段
进入90年代,微电子技术的突破性进展推动了可编程逻辑器件的飞速发展。VHDL、Verilog HDL等硬件描述语言的出现,以及高性能综合工具的应用,使得电子产品的设计从单功能转向系统级开发(SOC_System On a Chip),EDA技术迎来了质的飞跃。
#### 三、EDA工具分类与应用
根据主要功能或应用领域,EDA工具可以分为:
1. **电路设计与仿真工具**:如Protel、Mentor Graphics、Cadence、ORCAD、PCAD等,适用于原理图和PCB设计。
2. **PLD设计工具**:包括MaxplusII、Foundation、QuartusII、ISE、Synplify等,用于可编程逻辑器件的设计。
3. **IC设计工具**:如Cadence、Mentor Graphics、Synopsys,主要用于集成电路设计,偏向于物理级设计。
#### 四、FPGA与PLD设计流程
FPGA,即Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列,是一种可编程的集成电路,用户可以在制造完成后对它的内部连线和逻辑单元进行配置,从而实现不同的功能。PLD设计流程通常包括以下步骤:
1. **系统逻辑描述**:使用硬件描述语言如VHDL、Verilog HDL进行系统逻辑的描述。
2. **逻辑编译与综合**:将高级语言转换为具体的逻辑门电路。
3. **布局与布线**:确定逻辑元件的位置和信号路径。
4. **逻辑仿真**:验证设计的功能是否正确。
5. **适配编译**:针对特定的目标芯片进行编译。
6. **编程下载**:将设计结果下载到FPGA中,实现功能。
#### 五、传统设计方法与EDA设计方法的对比
传统设计方法依赖于手工和经验,受限于现有元器件,设计周期长,灵活性差,且调试困难。而EDA设计采用自上而下的设计思路,从整体到局部逐步细化,极大地提高了设计效率和精度,缩短了产品上市时间,降低了成本,增强了设计的灵活性和可维护性。
FPGA简介资源与EDA技术紧密相关,通过理解EDA技术的发展历程、工具分类和具体应用,可以深入把握FPGA设计的核心要素,为现代电子系统的设计提供强大的支持。