EDA技術即是電子設計自動化技術，它由PLD技術發(fā)展而來，可編程邏輯器件PLD的應用與集成規(guī)模的擴大為數(shù)字系統(tǒng)的設計帶來了極大的方便和靈活性，變革了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設計理念、過程、方法。通過對PLD技術不斷地改進提高，EDA技術應運而生。

EDA技術就是基于大規(guī)?？删幊唐骷模杂嬎銠C為工具，根據(jù)硬件描述語言HDL完成表達，實現(xiàn)對邏輯的編譯化簡、分割、布局、優(yōu)化等目標的一門新技術，借助EDA技術，操作者可以通過利用軟件來實現(xiàn)對硬件功能的一個描述，之后利用FPGA/CPLD才可得到最終設計結(jié)果。

EDA技術是一門綜合性學科，它打破了軟件和硬件間的壁壘，代表了電子設計技術和應用技術的發(fā)展方向。本文將帶大家一起來了解關于EDA技術的發(fā)展歷程、基本特點、作用、分類、常用軟件、應用以及發(fā)展趨勢。

EDA技術的發(fā)展歷程

1、初級階段：早期階段即是CAD（Computer Assist Design）階段，大致在20世紀70年代，當時中小規(guī)模集成電路已經(jīng)出現(xiàn)，傳統(tǒng)的手工制圖設計印刷電路板和集成電路的方法效率低、花費大、制造周期長。人們開始借助于計算機完成印制電路板-PCB設計，將產(chǎn)品設計過程中高重復性的繁雜勞動如布圖布線工作用二維平砸圖形編輯與分析的CAD工具代替，主要功能是交互圖形編輯，設計規(guī)則檢查，解決晶體管級版圖設計.PCB布局布線、門級電路模擬和測試。

2、發(fā)展階段：20世紀80年代是EDA技術的發(fā)展和完善階段，即進入到CAE（Computer Assist Engineering Design）階段。由于集成電路規(guī)模的逐步擴大和電子系統(tǒng)的日趨復雜，人們進一步開發(fā)設計軟件，將各個CAD工具集成為系統(tǒng)，從而加強了電路功能設計和結(jié)構(gòu)設計，該時期的EDA技術已經(jīng)延伸到半導體芯片的設汁，生產(chǎn)出可編程半導體芯片。

3、成熟階段：20世紀90年代以后微電子技術突飛猛進，一個芯片上可以集成幾百萬、幾千萬乃至上億個晶體管，這給EDA技術提出了更高的要求，也促進了EDA技術的大發(fā)展。各公司相繼開發(fā)出了大規(guī)模的EDA軟件系統(tǒng)，這時出現(xiàn)了以高級語言描述、系統(tǒng)級仿真和綜合技術為特征的EDA技術。

EDA技術的基本特點

EDA代表了當今電子設計技術的最新發(fā)展方向，電子設計工程師們可以利用EDA工具設計復雜電子系統(tǒng)，通過計算機來完成大量繁瑣的設計工作，即就是將電子產(chǎn)品從電路設計、性能分析到設計出IC版圖的整個過程都在計算機上自動處理完成。該技術具有以下一些特點：

1、自頂向下的設計方法。

“自頂向下”（Top- Down）是一種全新的設計方法，這種設計方法從設計的總體要求入手，自頂向下將整個系統(tǒng)設計劃分為不同的功能子模塊，即在頂層進行功能方劃分和結(jié)構(gòu)設計。這樣可以在方框圖一級就進行仿真和糾錯，并能用硬件描述語言對高層次的系統(tǒng)行為進行描述，從而在系統(tǒng)一級就能進行驗證，然后由EDA綜合工具完成到工藝庫的映射。由于設計的主要仿真和糾錯過程是在高層次上完成的，這種方法有利于在早期發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設計上的錯誤，從而避免設計工作中的浪費，同時也大大減少了邏輯功能仿真的工作量，提高了設計效率。

2、可編程邏輯器件PLD

可編程邏輯器件是一種由用戶編程以實現(xiàn)某種電子電路功能的新型器件，PLD 可分為低密度和高密度兩種。其中低密度 PLD 器件的編程都需要專用的編程器，屬于半定制的專用集成電路器件，而高密度 PLD 就是EDA 技術中經(jīng)常用到的復雜可編程邏輯器件（CPLD）、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）以及在系統(tǒng)可編程邏輯器件（ISP-PLD）等，它們屬于全定制ASIC 芯片，編程時僅需以 JTAG 方式與計算機并口相連即可。

3、硬件描述語言

硬件描述語言（HDL- Hardware DescripTIon Language）是一種用于設計硬件電子系統(tǒng)的計算機高級語言，就是用軟件編程的方式來描述復雜電子系統(tǒng)的邏輯功能、電路結(jié)構(gòu)和連接形式。硬件描述語言是EDA技術的重要組成部分，是EDA設計開發(fā)中很重要的軟件工具。其中VHDL即超高速集成電路硬件描述語言，是電子設計中主流的硬件描述語言，用VHDL進行電子系統(tǒng)設計的一個優(yōu)點是使設計者可以專心致力于其功能的實現(xiàn)，而不需要對與工藝有關的因素上花費過多的時間和精力。

EDA技術的作用

1、驗證電路設計方案的正確性

設計方案確定之后，首先采用系統(tǒng)仿真或結(jié)構(gòu)模擬的方法驗證設計方案的可行性，這只要確定系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)（數(shù)學模型）便可實現(xiàn)。仿真之后對構(gòu)成系統(tǒng)的各電路結(jié)構(gòu)進行模擬分析，以判斷電路結(jié)構(gòu)設計的正確性及性能指標的可實現(xiàn)性。這種量化分析方法對于提高工程設計水平和產(chǎn)品質(zhì)量，具有重要的指導意義。

2、電路特性的優(yōu)化設計

元器件的容差和工作環(huán)境溫度將對電路的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)的設計方法很難對這種影響進行全面的分析，也就很難實現(xiàn)整體的優(yōu)化設計。EDA技術中的溫度分析和統(tǒng)計分析功能可以分析各種溫度條件下的電路特性，便于確定最佳元件參數(shù)、最佳電路結(jié)構(gòu)以及適當?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定裕度，真正做到優(yōu)化設計。

3、實現(xiàn)電路特性的模擬測試

電子電路設計過程中，大量的工作是數(shù)據(jù)測試和特性分析。但是受測試手段和儀器精度所限，測試問題很多。采用EDA技術后，可以方便地實現(xiàn)全功能測試。

EDA技術的分類

我們依據(jù)計算機輔助技術介入程度的不同，將電子系統(tǒng)設計分為以下三類：

1、人工的設計方法

此種設計方法從提出方案到驗證方案等等均需要由人工來完成，并且方案的驗證必須搭建實際的電路來完成驗證。這種人工的設計方法缺陷在于：開銷特別大，但是效率卻極低，并且周期比較長，還有一點就是現(xiàn)在的產(chǎn)品不是單單靠人工就能夠完成的。

2、計算機輔助設計CAD

1970年以來，計算機開始被應用于Ic版圖設計以及PCB布局布線，后來發(fā)展為可對電路功能和結(jié)構(gòu)進行設計，并且在原來的基礎上增添了邏輯仿真、自動布局布線等等的功能?？梢赃@么說CAD技術的應用取得了可喜的成果。但我們也不能過于樂觀，因為各種各樣的軟件層出不窮，每一種設計軟件只能夠解決一部分的問題，這就造成了軟件不能完全脫離人去設計，智能化程度不能夠滿足人們的需求。

3、EDA電子設計自動化

1990年以后是EDA時代的到來。伴隨著電子計算機的不斷發(fā)展，計算機系統(tǒng)被廣泛的應用于電子產(chǎn)品的設計和電子產(chǎn)品的測試以及電子產(chǎn)品的制造等各環(huán)節(jié)當中。由于電子產(chǎn)品的性能不斷提高以及精密度的增加，產(chǎn)品的更新所需要的時間越來越短。相應的，電子產(chǎn)品的設計和電子產(chǎn)品的測試以及電子產(chǎn)品的制造也必須跟上更新的步伐。同時EDA也是CAD向前發(fā)展的必然產(chǎn)物，是電子設計的核心內(nèi)容。

EDA技術的常用軟件

E DA軟件很多，大體上分為P C B設計軟件、IC設計、電路設計以及仿真工具等，下面簡單介紹在我國應用比較多的幾個軟件。

1、電子電路設計以及仿真工具

電子電路設計以及仿真工具有：SPICE、EWB等等。

1）SPICE工具是由美國加州大學研發(fā)出的電路分析軟件，由于其廣泛的被使用，同時功能足夠強大，被認為是國際上對電子電路性能模擬的一個標準，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InteracTIve ImageTechnologic Ltd公司研發(fā)的電子電路仿真工具。這款軟件可以提供多種類型的虛擬儀器，可以像操作實際儀器一樣對其進行操作。并且軟件可以提供的元器件種類繁多，器件比較齊全，它在功能上模仿了SPICE，但是沒有SPICE那么多的分析功能。

2、PCB設計軟件

PCB設計軟件包括Protel、Cadence PSD、OrCAD、PowerPCB等等，其中Protel在我國應用最廣泛，它是由澳大利亞Protel Technology公司研發(fā)的電路板設計軟件。許多理工類高校都設有這么課程，而且電路公司幾乎沒有一個不使用它的，它能夠全方位的對電路進行設計，并且Protel具有易于使用、界面友好等優(yōu)點，電路設計和PCB設計是其最有代表性的功能。

EDA技術的應用

隨著EDA技術的迅猛發(fā)展，EDA技術主要在以下兩個方面發(fā)揮了巨大作用。首先，在科研方面的應用：

主要是應用仿真工具，比如P S P I C E、VHDL等，利用這些工具進行電路的設計以及電路的仿真；還用虛擬儀器對產(chǎn)品進行測試；在儀器中應用CPLD/FPGA器件；從事一些ASIC或者PCB的設計等等，總之EDA技術在科研方面獲得了廣泛的應用。取得了顯著地經(jīng)濟和社會效益。其次，在教學方面的應用：

可以這么說幾乎設置有電子信息這個專業(yè)的院校，無論理工科還是文科類的高校，幾乎都設有EDA的課程，設置這門課程的目的在于，讓同學們了解EDA的原理，能夠?qū)W會利用HDL對系統(tǒng)邏輯進行描述，同時掌握用其進行仿真實驗的操作方法，達到無論是做畢業(yè)設計還是以后參加了工作，都能夠進行簡單的設計。為此我國每2年舉辦一次大學生電子設計的競賽，這也是在考察學生的EDA技術水平，可以這么說，EDA技術已經(jīng)是電子領域里不可或缺的一門技術。

EDA技術的發(fā)展趨勢

隨著科技水平的提高，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代日新月異，而EDA技術作為各類電子產(chǎn)品研發(fā)的源動力，自然而然成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計的核心。

進入21世紀以來，電子技術已經(jīng)全方位納入到EDA領域，EDA技術使得電子領域各學科之間的界限愈加模糊，相互間互為包容，其發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：EDA技術要生存就必須適應市場發(fā)展趨勢，要專注于技術創(chuàng)新，而EDA產(chǎn)品技術創(chuàng)新的重點將體現(xiàn)在系統(tǒng)級驗證及可制造性設計（DFM ）兩大領域；使電子設計成果將以自主知識產(chǎn)權（IP）的方式得以明確表達和確認，IP的合理應用是產(chǎn)品設計流程得以加速的一個有效途徑。一體化的設計工具平臺使用戶受益于統(tǒng)一的用戶界面，避免了在不同的工具之間進行數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換等繁瑣的操作過程；描述語言一直是EDA業(yè)中重要的一環(huán)，然而隨著IC復雜度的不斷提高，從更高層次入手對系統(tǒng)進行描述是描述語言未來的發(fā)展方向；隨著EDA技術在全世界范圍內(nèi)的飛速發(fā)展，使得基于Linux環(huán)境的EDA技術將成為電路設計領域的主流。

EDA技術應用廣泛，如今已涉及到各行各業(yè)，EDA技術水平也在不斷提高，設計工具趨于完美，EDA市場也日趨成熟。