一 EDA技術的涵義

EDA是電子設計自動化（Electronice Design Automation）的英文縮寫。 EDA技術就是以大規(guī)模可編程邏輯器件為設計載體， 依賴計算機在EDA工具軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL為系統邏輯描述手段完成的設計文件，自動地完成邏輯編譯。邏輯化簡。邏輯分割。邏輯綜合。布局布線，以及邏輯優(yōu)化和仿真測試，最終形成集成電子系統或專用集成芯片的一門新技術。

二 EDA技術的發(fā)展回顧

EDA技術伴隨著計算機。集成電路。電子系統設計的發(fā)展，經歷了三個發(fā)展階段。

1.計算機輔助設計，簡稱CAD.20世紀70年代，集成電路制作方面MOS工藝已得到廣泛的應用。可編程邏輯技術及其器件已經問世，計算機作為一種運算工具已在科研領域得到廣泛的應用。人們開始用計算機進行IC版圖編輯和H@I布局布線&取代了手工操作。

2.計算機輔助工程階段，簡稱CAE.80年代為CAE階段，此時的EDA工具可以完成原理圖輸入。邏輯綜合。邏輯仿真。電路分析。自動布局布線。盡管EDA技術取得了巨大的成功，但是從設計輸入到設計輸出的各個軟件工具都是互相獨立的，互不兼容，影響設計環(huán)節(jié)的銜接。而且軟件界面千差萬別，學習使用困難。

3.電子設計自動化簡稱EDA進入20世紀90年代，隨著計算機輔助工程。輔助分析和輔助設計在電子技術領域獲得更加廣泛的應用，與此同時電子技術在通信。計算機及家電產品生產中的市場需求和技術需求，極大地推動了全新的電子設計自動化技術的應用和發(fā)展。這時的EDA工具不僅具有電子設計的能力，而且能夠提供獨立于工藝和廠家的系統設計能力，具有高級抽象的設計構思手段。

三。基于VHDL的自頂向下的設計方法

硬件描述語言是一種用于電子系統硬件設計的計算機高級語言，它采用軟件的方法來描述電子系統的邏輯功能。電路結構和連接關系。 VHDL是作為電子設計主流硬件的描述語言，它的英文全名是（very high speedintegerated dircuit）Hardware Descripition Language. VHDL不僅可以作為系統模擬的建模工具;而且可以作為電路系統的設計工具，可以利用軟件工具將VHDL源代碼自動地轉化為文本方式表達的基本邏輯元件連接圖，即網表文件， VHDL具有很強的電路描述能力，能從多個層次對數字系統進行建模和描述，從而大大簡化了硬件設計任務，提高了設計效率和可靠性。 VHDL支持各種模式的設計方法，使設計者可以專心致志于其功能的實現，而不需要對不影響功能的與工藝有關的因素花費過多的時間和精力。

傳統的電子設計技術通常是自下而上的設計方法，即首先確定系統的最底層的電路模塊或元件的結構和功能，然后根據主系統的功能要求&將他們組合成更大的功能模塊，使他們的結構和功能滿足高層次系統的要求。依次流程，逐步向上遞推，直到完成整個目標系統的設計。由于設計只能采用系統仿真儀。邏輯分析儀和示波儀進行仿真和調試。因此，只有在系統設計完成以后才能進行仿真和調試。系統存在的問題只有在設計后期才能發(fā)現。

一旦考慮不周，往往需要全部重新設計，使設計周期大大增加。在EDA技術應用中，采用自上而下的設計方法，即從系統總體出發(fā)，自上而下地逐步將設計內容細化，最后完成系統設計。它包括如下設計階段：

1）根據系統對硬件的要求，詳細編制技術規(guī)格書，并根據技術規(guī)格書，對系統的功能進行細化，合理地劃分功能模塊，并畫出系統的功能框圖。

2）建立VHDL行為描述模型，這是對整個系統的數學建模過程。

3） VHDL行為仿真。這一階段主要通過VHDL仿真器對頂層的設計進行仿真，用來檢查設計原理是否正確。如果存在錯誤，則返回上層重新修改。

4）RTL描述方式。由于采用VHDL行為描述的設計很難與具體邏輯元器件實現一一對應關系。所以，必須將VHDL行為描述轉化為RTL描述.RTL描述是用VHDL中可綜合子集中的語句完成的，即可以最終實現模擬器的描述。

5）RTL描述的仿真。在這一階段對RTL描述級模型進行仿真。

6）邏輯綜合。使用邏輯綜合工具將RTL描述轉化為邏輯元件表示的文件（門級網絡表）。結合具體的目標硬件環(huán)境進行標準單元調用。布局布線和約束條件優(yōu)化配置。同時生VHDL格式的時序仿真文件等。

7）門級時序仿真。門級仿真，在計算機上了解更接近硬件目標器件工作的功能時序。這些仿真成功后就可以將設計提供給生產工序了。

8）硬件測試。對完成的硬件系統進行檢查和測試。與傳統的設計方法相比，采用自上而下的設計方法具有以下特點：

1）設計仿真貫穿設計的各個層次，便于在設計的早期發(fā)現設計存在的問題，從而大大降低設計的難度，縮短了設計周期，降低了生產成本。

2）設計的源程序是最終的設計文件，便于保存。閱讀方便。可繼承性好。

3）由于EDA技術用硬件描述語言表達的成功的專用功能設計實現目標方面有很大的可選性，它即可以用不同來源的通用FPGA/CPLD實現，也可以直接以ASIC來實現，設計者擁有完全的自主權。

四。結論

隨著科技的進步&電子產品的更新日新月異，EDA技術作為電子產品開發(fā)研制的源動力，已成為現代電子設計的核心。所以發(fā)展EDA技術將是電子設計領域和電子產業(yè)界的一場重大的技術革命，同時也對電子專業(yè)課程的教學和科研提出了更深更高的要求。掌握和普及EDA技術，將對我國電子技術的發(fā)展具有深遠的意義。
? ? ? ? 責任編輯：tzh