2023年電子EDA技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)

2023年電子EDA技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(ElectronicDesignAutomation)的縮寫即是EDA.EDA技術(shù)是把計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在電子設(shè)計(jì)過(guò)程的一門技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化進(jìn)展，現(xiàn)今EDA技術(shù)已經(jīng)廣泛用于電子電路的設(shè)計(jì)仿真以及集成電路幅員設(shè)計(jì)、印刷電路板的設(shè)計(jì)和可編程器件的編程等工作中。EDA技術(shù)是一門綜合的學(xué)科，它代表了將來(lái)電子設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)展方向，打破了軟硬件之間的隔膜。

一、EDA的分類

我們依據(jù)計(jì)算機(jī)幫助技術(shù)介入程度的不同，將電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為以下三類：

1.人工的設(shè)計(jì)方法

此種設(shè)計(jì)方法從提出方案到驗(yàn)證方案等等均需要由人工來(lái)完成，并且方案的驗(yàn)證必需搭建實(shí)際的電路來(lái)完成驗(yàn)證。這種人工的設(shè)計(jì)方法缺陷在于：開銷特殊大，但是效率卻極低，并且周期比擬長(zhǎng)，還有一點(diǎn)就是現(xiàn)在的產(chǎn)品不是單單靠人工就能夠完成的。

2.計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)CAD

1970年以來(lái)，計(jì)算機(jī)開頭被應(yīng)用于Ic幅員設(shè)計(jì)以及PCB布局布線，后來(lái)進(jìn)展為可對(duì)電路功能和構(gòu)造進(jìn)展設(shè)計(jì)，并且在原來(lái)的根底上增加了規(guī)律仿真、自動(dòng)布局布線等等的功能?？梢赃@么說(shuō)CAD技術(shù)的應(yīng)用取得了可喜的成果。但我們也不能過(guò)于樂觀，由于各種各樣的軟件層出不窮，每一種設(shè)計(jì)軟件只能夠解決一局部的問(wèn)題，這就造成了軟件不能完全脫離人去設(shè)計(jì)，智能化程度不能夠滿意人們的需求。

3.EDA電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化

1990年以后是EDA時(shí)代的到來(lái)。伴隨著電子計(jì)算機(jī)的不斷進(jìn)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和電子產(chǎn)品的測(cè)試以及電子產(chǎn)品的制造等各環(huán)節(jié)當(dāng)中。由于電子產(chǎn)品的性能不斷提高以及周密度的增加，產(chǎn)品的更新所需要的時(shí)間越來(lái)越短。相應(yīng)的，電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和電子產(chǎn)品的測(cè)試以及電子產(chǎn)品的制造也必需跟上更新的步伐。同時(shí)EDA也是CAD向前進(jìn)展的必定產(chǎn)物，是電子設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。

二、EDA的根本特征

作為現(xiàn)今社會(huì)電子設(shè)計(jì)最前沿的技術(shù)，電子設(shè)計(jì)工程師可以通過(guò)EDA從協(xié)議、算法等等開頭對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)展設(shè)計(jì)，這樣可以使計(jì)算機(jī)完成大量的工作，并實(shí)現(xiàn)了從電路設(shè)計(jì)以及性能分析至設(shè)計(jì)出PCB幅員整個(gè)過(guò)程完全在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。EDA設(shè)計(jì)工程師采納從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，對(duì)功能方框圖進(jìn)展劃分以及對(duì)構(gòu)造進(jìn)展設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工程師對(duì)系統(tǒng)硬件功能的完成需要依靠EDA軟件和硬件描述語(yǔ)言。

另一方面，電子設(shè)計(jì)的仿真和調(diào)試是在高層次上進(jìn)展完成的，這樣做的好處是便利在初期發(fā)覺一些錯(cuò)誤，主要是構(gòu)造設(shè)計(jì)上的，這樣可以有效地削減設(shè)計(jì)資源的鋪張，同時(shí)避開了做大量的規(guī)律功能仿真工作，使設(shè)計(jì)能夠取得一次性勝利。又由于電子產(chǎn)品日趨簡(jiǎn)單，集成度又顯著提高，現(xiàn)存的中小型規(guī)模的集成電路已經(jīng)不能夠滿意我們的要求，這就導(dǎo)致了電子電路設(shè)計(jì)由小規(guī)模芯片轉(zhuǎn)向了大規(guī)模甚至超大規(guī)模芯片，產(chǎn)生了具有高集成度和低功耗等功能的可編程ASIC器件。

三、EDA的應(yīng)用

隨著EDA技術(shù)的迅猛進(jìn)展，EDA技術(shù)主要在以下兩個(gè)方面發(fā)揮了巨大作用。首先，在科研方面的應(yīng)用：

主要是應(yīng)用仿真工具，比方PSPICE、VHDL等，利用這些工具進(jìn)展電路的.設(shè)計(jì)以及電路的仿真;還用虛擬儀器對(duì)產(chǎn)品進(jìn)展測(cè)試;在儀器中應(yīng)用CPLD/FPGA器件;從事一些ASIC或者PCB的設(shè)計(jì)等等，總之EDA技術(shù)在科研方面獲得了廣泛的應(yīng)用。取得了顯著地經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。其次，在教學(xué)方面的應(yīng)用：

可以這么說(shuō)幾乎設(shè)置有電子信息這個(gè)專業(yè)的院校，無(wú)論理工科還是文科類的高校，幾乎都設(shè)有EDA的課程，設(shè)置這門課程的目的在于，讓同學(xué)們了解EDA的原理，能夠?qū)W會(huì)利用HDL對(duì)系統(tǒng)規(guī)律進(jìn)展描述，同時(shí)把握用其進(jìn)展仿真試驗(yàn)的操作方法，到達(dá)無(wú)論是做畢業(yè)設(shè)計(jì)還是以后參與了工作，都能夠進(jìn)展簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)。為此我國(guó)每2年舉辦一次大學(xué)生電子設(shè)計(jì)的競(jìng)賽，這也是在考察學(xué)生的EDA技術(shù)水平，可以這么說(shuō)，EDA技術(shù)已經(jīng)是電子領(lǐng)域里不行或缺的一門技術(shù)。

四、EDA的常用軟件

EDA軟件許多，大體上分為PCB設(shè)計(jì)軟件、IC設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)以及仿真工具等，下面簡(jiǎn)潔介紹在我國(guó)應(yīng)用比擬多的幾個(gè)軟件。

1.電子電路設(shè)計(jì)以及仿真工具

電子電路設(shè)計(jì)以及仿真工具有：SPICE、EWB等等。

1)SPICE工具是由美國(guó)加州大學(xué)研發(fā)出的電路分析軟件，由于其廣泛的被使用，同時(shí)功能足夠強(qiáng)大，被認(rèn)為是國(guó)際上對(duì)電子電路性能模擬的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，具有文本輸入和電路原理圖的圖形輸入兩種功能。

2)EWB工具是加拿大InteractiveImageTechnologicLtd公司研發(fā)的電子電路仿真工具。這款軟件可以供應(yīng)多種類型的虛擬儀器，可以像操作實(shí)際儀器一樣對(duì)其進(jìn)展操作。并且軟件可以供應(yīng)的元器件種類繁多，器件比擬齊全，它在功能上仿照了SPICE,但是沒有SPICE那么多的分析功能。

2.PCB設(shè)計(jì)軟件

PCB設(shè)計(jì)軟件包括Protel、CadencePSD、OrCAD、PowerPCB等等，其中Protel在我國(guó)應(yīng)用最廣泛，它是由澳大利亞ProtelTechnology公司研發(fā)的電路板設(shè)計(jì)軟件。很多理工類高校都設(shè)有這么課程，而且電路公司幾乎沒有一個(gè)不使用它的，它能夠全方位的對(duì)電路進(jìn)展設(shè)計(jì)，并且Protel具有易于使用、界面友好等優(yōu)點(diǎn)，電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)是其最有代表性的功能。

五、EDA