EDA技术的应用及发展

张晓霞

（广州科技贸易职业学院，广东 广州 511442）

随着微电子技术的迅猛发展，现代电子产品的性能提高、集成度和精密度不断的增加，电子产品更新换代的节奏越来越快。采用传统的电子设计方法设计电路越来越困难，EDA技术提高了电路的设计效率和可靠性，减少了劳动强度，给电子系统设计带来了革命性的变化。

1 EDA技术

EDA是电子设计自动化（Electronics Design Automation）的缩写，EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理技术及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。

EDA技术的发展经历了三个阶段：①20世纪70年代，交互设计，解决晶体管级版图设计及PCB布局布线；②20世纪80年代初，功能包括逻辑图设计输入、仿真、自动布局布线和难，设计层次从版图级上升到原理图级，设计效率提高了10倍以上次；③20世纪80年代后期，增加了VHDL硬件描述语言输入、仿真和逻辑功能综合（RTL级），EDA技术从电路级上升到系统设计。

随着系统变得复杂和庞大，EDA系统设计工具的出现为系统设计师们提供了优越的环境和有力的保障。EDA技术与传统电子设计相比在产品设计理念、设计方式、系统硬件构成和知识产权等方面更具优势。图1对EDA设计与传统设计流程进行比较。

图1 传统电子设计与EDA设计流程的比较

EDA系统设计采用的是自上而下的设计方法，符合设计人员的设计思路，从功能描述开始，到物理实现。系统设计者逐步从使用硬件转向设计硬件、从单个电子产品开发转向系统电子产品开发。EDA技术集设计、仿真、测试于一体，配置了系统设计自动化的全部工具。系统设计者可以利用EDA工具在计算机上自动完成电子产品的电路设计、性能分析到设计印制电路板的整个过程。

传统电子设计采用自下向上的设计方法，设计者利用现有的IC通用器件构成系统最底层的电路模块，然后根据主系统的要求，组合成更大的功能块，自下而上组合成一个新的系统，直至完成整个目标系统的设计。相对复杂的电路系统的原理图可能是有几千张甚至上万张，这么多的原理图使阅读、修改和使用极为不方便。

2 EDA技术的应用

随着电子技术的发展，电子产品市场的需求，设计人员不断尝试新的EDA工具及解决方案。现在对EDA的概念或范畴用得很宽，EDA技术应于机械、通信、电子、航天、矿产等各个领域。

2.1 教学方面

电子技术的飞速发展，需要大量新技术和新设备的投入，同样需要掌握这些新技术的人才。几乎所有的高校电类专业都开设了EDA课程，让学生了解EDA技术的基本概念及原理，掌握HDL语言编写规范，掌握逻辑综合的理论及算法，能够从事简单电子系统的设计。学校通过EDA实验教学，加快了EDA人才培训的速度，建立了EDA技术人才基础，并为学生今后从事相关专业的工作奠定基础。

2.2 在科学研究和新产品开发方面

利用电路设计和仿真技术，利用虚拟仪器对产品测试，将CPLD和FPGA器件的开发应用到仪器设备中，有利于早期发现结构设计上的错误，避免设计工作的浪费，提高了设计效率和灵活性，缩短了产品的开发周期和提前产品的上市时间从而使产品占据市场竞争优势。

2.3 产品设计与制造方面

利用EDA工具大量的电子系统设计工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、系统极模拟及测试环境的仿真到设计出IC版图或PCB版图的事个过程在计算机上处理完成，而且在电子设备的研制与生产、PCB的制作、电路焊接等等方面有着重要的作用。

3 EDA技术的发展趋势

随着半导体技术、集成技术和计算机技术的迅猛发展，EDA技术给电子系统设计带来了革命性的变化。EDA工具及技术的进步与电子及半导体产业快速发展息息相关，目前，EDA产业正面临一个关键的转折点，必须随着客户、电子及IC设计产业的需求而进行调整、改变与创新。

3.1 IP技术

IP（Intellectual Property）即知识产权产品，在IC设计中，IP是指可以通过知识产权贸易在国际上各设计公司之间流通的完成特定功能的电路模块，IP作为设计者或设计单位的设计成果，应用于不同的产品设计中，做到成果的再利用。一般来说IP内核的生命周期要比IC的工艺周期长的多，IP复用技术的出现极大推动了SOC的开发，SOC也越来越依赖于IP复用技术。

3.2 适应市场趋势，专注技术创新

随着半导体工艺进入纳米时代，设计公司面临许多设计挑战，包括信号完整性、可制造性设计、时序收敛及低能耗设计，设计公司寻求新的EDA设计工具应对当今市场的激烈竞争。根据市场需求，EDA技术创新的重点放在系统验证及DFM两大领域。

3.3 加强客户合作，共赢

EDA供应商不应只提供EDA技术的工具，应该与其客户建立真正的伙伴关系，理解客户具体的垂直应用市场设计所面临的挑战，与客户共同解决这些设计问题，降低设计的风险，成为提高客户生产率的得力助手。

3.4 我国EDA技术的发展

随着我国半导体市场的迅速发展，政府重视EDA产业，积极招商引资，EDA市场已经逐渐成熟。EDA软件开发方面，主要集中在美国，日本、韩国都有ASIC设计工具，但不对外开放，各国也在努力开发相应的工具。中国也有IC设计软件，但功能不强。我国先后建立了同所设计中心，推动设计活动以应对亚太地区其他EDA市场竞争。

随着EDA技术的发展，EDA技术的广泛应用，电子产品的更新日新月异，EDA技术已成为现代电子设计的核心。我国的EDA市场日趋成熟，电子从业人员掌握及普通EDA技术，将对我国电子技术的发展具有深远意义。

[1]曹昕燕，于红莉.电子设计的新方法--EDA技术，长春大学学报，2004

[2]潘松.EDA技术应用与发展之管窥[J].电子世界，2004.