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EDA技术应用与发展史.docx
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EDA 软件的发展史
历史与发展
EDA 是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,在 20 世纪
60 年代中期从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测
试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。
在电子设计自动化(英语:Electronic design automation,缩写:EDA)出现
之前,设计人员必须手工完成集成电路的设计、布线等工作,这是因为当时所谓
集成电路的复杂程度远不及现在。工业界开始使用几何学方法来制造用于电路光
绘(photoplotter)的胶带。到了 1970 年代中期,开发人应尝试将整个设计过程
自动化,而不仅仅满足于自动完成掩膜草图。第一个电路布线、布局工具研发成
功。设计自动化会议(Design Automation Conference)在这一时期被创立,旨在
促进电子设计自动化的发展。
电子设计自动化发展的下一个重要阶段以卡弗尔·米德(Carver Mead)和
琳·康维于 1980 年发表的论文《超大规模集成电路系统导论》(Introduction to VLSI
Systems)为标志。这一篇具有重大意义的论文提出了通过编程语言来进行芯片
设计的新思想。如果这一想法得到实现,芯片设计的复杂程度可以得到显著提升。
这主要得益于用来进行集成电路逻辑仿真、功能验证的工具的性能得到相当的改
善。随着计算机仿真技术的发展,设计项目可以在构建实际硬件电路之前进行仿
真,芯片布线布局对人工设计的要求降低,而且软件错误率不断降低。直至今日,
尽管所用的语言和工具仍然不断在发展,但是通过编程语言来设计、验证电路预
期行为,利用工具软件综合得到低抽象级物理设计的这种途径,仍然是数字集成
电路设计的基础。
从 1981 年开始,电子设计自动化逐渐开始商业化。1984 年的设计自动化会
议(Design Automation Conference)上还举办了第一个以电子设计自动化为主题
的销售展览。Gateway 设计自动化在 1986 年推出了一种硬件描述语言 Verilog,
这种语言在现在是最流行的高级抽象设计语言。1987 年,在美国国防部的资助
下,另一种硬件描述语言 VHDL 被创造出来。现代的电子设计自动化设计工具可
以识别、读取不同类型的硬件描述。根据这些语言规范产生的各种仿真系统迅速
被推出,使得设计人员可对设计的芯片进行直接仿真。后来,技术的发展更侧重
于逻辑综合。
目前的数字集成电路的设计都比较模块化(参见集成电路设计、设计收敛
(Design closure)和设计流(Design flow (EDA)))。半导体器件制造工艺需要标
准化的设计描述,高抽象级的描述将被编译为信息单元(cell)的形式。设计人
员在进行逻辑设计时尚无需考虑信息单元的具体硬件工艺。利用特定的集成电路
制造工艺来实现硬件电路,信息单元就会实施预定义的逻辑或其他电子功能。半
导体硬件厂商大多会为它们制造的元件提供“元件库”,并提供相应的标准化仿
真模型。相比数字的电子设计自动化工具,模拟系统的电子设计自动化工具大多
并非模块化的,这是因为模拟电路的功能更加复杂,而且不同部分的相互影响较
强,而且作用规律复杂,电子元件大多没有那么理想。Verilog AMS 就是一种用
于模拟电子设计的硬件描述语言。此文,设计人员可以使用硬件验证语言来完成
项目的验证工作目前最新的发展趋势是将集描述语言、验证语言集成为一体,典
型的例子有 SystemVerilog。
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