EDA/PLD中的EDA技术应用与发展之管窥

EDA技术主要是指面向专用集成电路设计的计算机技术，与传统的专用集成电路设计技术相比，其特点有： 　　①设计全程，包括电路系统描述、硬件设计、仿真测试、综合、调试、软件设计，直至硬件系统都由计算机完成； 　　②设计技术直接面向用户，即专用集成电路的被动使用都有同时也可能是专用集成电路的主动设计者； 　　③专用集成电路的实现有了更多的途径，即除传统的ASIC器件外，还能通过FPGA、CPLD、ispPAC、FPSC等可编程器件来实现，本文主要就后者，简要介绍EDA技术及其应用最新近的一些发展。 　　由于在电子系统设计领域中的明显优势，基于大规模可编程器件解决方案的EDA技术及其应用在近年中有了巨 EDA技术，全称为电子设计自动化（Electronic Design Automation），是一种利用计算机辅助设计软件和硬件平台来完成集成电路设计的技术。它在现代电子系统设计中扮演着至关重要的角色，显著提高了设计效率和准确性。相比于传统的设计方法，EDA技术有以下几个关键特点： 1. **全程计算机化**：EDA技术涵盖了电路设计的全过程，从概念构思、系统建模、逻辑设计、仿真验证、综合优化、布局布线、直至硬件系统测试和软件设计，全部由计算机辅助完成，极大地提升了设计的自动化程度。 2. **用户导向**：EDA技术使得用户不再仅仅是集成电路的使用者，他们也能成为设计者。设计工具的易用性和灵活性使得非专业背景的工程师也能参与到设计中，降低了设计门槛。 3. **多样化实现途径**：除了传统的ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）之外，EDA技术还支持通过FPGA（Field-Programmable Gate Array）、CPLD（Complex Programmable Logic Device）、ispPAC（Integrated Silicon Solution's Programmable Array Logic）和FPSC（Field-Programmable System Chip）等可编程逻辑器件实现定制化的集成电路设计，为设计师提供了更灵活的选择。 近年来，EDA技术的发展主要体现在以下几个方面： 1. **新器件**：随着技术的进步，出现了具备大规模逻辑门数、低功耗、模拟可编程和集成多种专用端口及功能模块的新一代FPGA和CPLD。例如，Altera的Stratix和Excalibur系列，Xilinx的Virtex-II Pro和Spartan-3系列，以及Lattice的ispMACH4000z系列，它们不仅在规模和性能上有所突破，而且在功耗控制和模拟集成方面取得了显著成就。 2. **新工具软件**：随着器件规模的增大，对设计工具的要求也在提高。Lattice的ispLEVER Advanced System和Xilinx的ISE6.1I等高级EDA工具提供了更全面的功能，如支持嵌入式系统开发、混合硬件描述语言、实时调试器等，以应对复杂的设计挑战。 3. **嵌入式系统设计**：随着片上系统（System-on-Chip，SoC）的发展，EDA工具也开始支持嵌入式处理器、DSP（Digital Signal Processing）系统的设计，如Lattice的ORT、ORSO系列和Altera的Stratix系列，内置了高速通信接口和高性能的处理核心。 4. **DSP系统设计**：为满足高速数据处理需求，EDA工具提供了专门针对DSP的优化功能，如Altera的Stratix系列包含了丰富的DSP模块，以提升信号处理能力。 5. **计算机处理器设计**：EDA工具不仅适用于硬件设计，也能够支持计算机处理器的设计和优化，为高性能计算提供强大支持。 6. **与ASIC市场的竞争技术**：随着FPGA和CPLD的性能提升，它们在某些领域对ASIC构成了竞争，EDA技术在其中起到了桥梁作用，帮助设计者在两者之间做出最佳选择。 EDA技术的持续发展和进步正在推动电子设计的革新，使得设计者能够更快、更有效地创造出功能更强大、性能更优越、能耗更低的电子产品，进一步推动了电子信息产业的快速发展。