电子工程设计的EDA技术研究分析

陈 瑾

（徐州工程学院，江苏 徐州 221008）

电子工程设计的EDA技术研究分析

陈 瑾

（徐州工程学院，江苏 徐州 221008）

近些年来，随着信息技术不断发展，电子技术也随着发展。电子产品更新频率不断加快，实现了电子产品的高集成、大容量和小体积开发。EDA技术的发展，创新了电子工程设计行业，为电子工程设计发展明确了新方向。21世纪将是EDA技术的高速发展期，EDA技术将是对21世纪产生重大影响的十大技术之一。文章主要阐述EDA技术的发展概念、发展过程，明确了EDA技术特点，分析该技术的作用。

电子工程设计；EDA技术；电子技术

近些年来，随着电子技术日益发展、革新，应用逐渐实现了快速化和大容量发展，设计系统的数字化，由传统组合芯片转变为单片系统发展。可以说，EDA技术发展，实现了电子领域、电子系统开发的变革，是科技提高、发展的重要产物，对电子工程设计而言，EDA技术的研究、分析具有十分重要的现实意义。

1 EDA技术概述

EDA技术，实现了电子设计的自动化，CAM和CAE技术概念出现，逐渐产生了EDA技术，该技术以计算机为主要工具，集合拓扑逻辑结构、计算数学技术、数据库技术、数字优化技术、图形技术等学科，逐渐产生了最新理论结构，由微电子、信号处理分析、电路技术和信息技术的重要集合。现代化EDA技术特点较多，选择自顶向下方式设计程序，确保了设计方案整体性和优化性，加上该技术自动化程度较高，在电子工程设计时，可开展各类级别调试和仿真，对于电子工程设计者而言，可及时发现结构设计错误，防止设计工作浪费，防止细枝末节错误，在系统开发中能够投入更多精力，确保设计的高效率和低成本，缩短设计周期。同时，EDA技术能够并行操作，构建框架结构环境，可实现同步电子工程开发、设计。可以说，EDA是电子技术设计自动化，也就是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。该工具可以在电子产品的各个设计阶段发挥作用，使设计更复杂的电路和系统成为可能。

2 EDA技术的特点

首先，在现代EDA技术的运用，大多选择“Top-Down”程序进行设计，保证设计方案优化性、合理性，防止“Bottomup”的设计局部优化，避免整体结构缺陷。

其次，HDL技术的设计优点，可实现语言的公开利用，保证语言描述范围，确保设计和工艺无联系，保证现场、系统编程，确保设计保存更为便捷，可实现在线升级。

第三，自动化程度较高，在设计过程中，能够实现各级别仿真和调试，在早期结构设计时，设计者能够及时发现设计错误，防止设计工作重叠。另外，设计人员能够省略具体细节问题，在系统开发上能够集中精力，确保设计低成本和高效率。

3 EDA技术的发展

在电子工程设计领域，随着EDA技术出现到发展，主要分为3个历史发展时期：

首先，初级阶段。从1970年开始，EDA技术主要是采取CAD技术，集成电路具有小规模特点，在传统手工图设计时，因集成电路板、集成电路成本较大，周期较长，设计效率不高，主要依靠计算机技术进行设计印刷，选择CAD工具，可实现布图布线的二维设计和分析，代替了传统的高重复性工艺。

其次，发展阶段。从1980年开始，EDA技术逐渐发展完善，集成电路规模也随之增大，电子系统的复杂化，开展软件开发研究，实现CAD系统集成，强化了电路功能设计、结构设计，EDA技术逐渐延伸至半导体芯片设计。

第三，成熟阶段。EDA技术经过长时间发展，从1990年开始，微电子技术发展十分迅猛，一个芯片集成，就可达到几千万、上亿晶体管，对于该技术现状，对EDA技术要求也随之提高，促使EDA技术进一步发展。全球各大公司陆续研发EDA系统，开展大规模系统仿真，研究高级语言技术和综合技术。

4 EDA技术软件研究

首先，EWB软件。该软件技术是基于PC电子软件设计，具有集成化、仿真分析、原理图、接口设计、文件夹设计等几个特点。

其次，PROTEL软件。使用该技术，主要在PROTE199中广泛运用，立足电路原理图设计，采取印刷电路板设计和高层次设计技术。近些年来，EDA技术开发成为热门话题，得到迅速发展。在该领域，主要包含高层次模拟和硬件语言描述，是一种高层次综合技术。随着科学技术水平不断提高，EDA技术朝着更科学、更高层次设计技术逐渐发展。

5 EDA技术作用

首先，使用EDA技术，可验证电路设计，保证方案正确性。确定设计方案后，通过系统仿真、结构模拟，对设计方案可行性进行验证设计，保证系统环节传递函数能够实现。推广系统仿真技术，在非电专业系统设计时，可确定某种新构思和新理论设计方案。待仿真后，可模拟分析系统各电路结构，对电路性能指标实现性、结构设计正确性进行判定。

其次，使用EDA技术，可优化设计电路特性。对于元器件容差，加上工作环境温度变化，会影响电路稳定性。通过传统设计方法，难以全面分析这种影响，也难以完成整体优化设计。使用EDA技术，利用统计分析、温度分析功能，处于各种温度条件下，可分析电路特性，有利于最佳电路结构、系统稳定温度和最佳元件参数确定，保证电路优化设计。

第三，使用EDA技术，可实现电路模拟测试。对于电子电路设计，在设计过程中，包含大量的特性分析、数据测试，由于受测试仪器精度、测试手段约束，存在较多测试问题，选择EDA技术，可实现功能的全部测试。

6 EDA技术实现步骤

如上文所述，在现代电子设计领域，EDA技术是技术发展的重要方向，主要是一种硬件HDL描述语言，对硬件电路功能、信号连接、定时关系的语言描述。因此，EDA技术具有较高的自动化程度，能够实现并行操作，具有较广的语言描述范围，可实现语言公开利用，促使整体设计方案的优化设计。对于EDA步骤的实现，主要包含如下方法：

首先，文本图编辑和原理图修改。通过图形编辑器，对文本、图形进行设计，可充分表达设计者的设计意图。

其次，编译。通过编译器，对设计描述进行拍错编译，通过设计描述，直接转换成特定的文本形式。

第三，综合。在该步骤中，可实现软件设计、硬件实现性的合二为一，由硬件电路代替软件设计，通过HDL综合器，促使网表文件生成。另外，以门级为出发点，可描述门电路结构。只要用硬件描述语言将数字系统的行为描述正确，就可以进行该数字系统的芯片设计与制造。

第四，行为仿真。通过设计描述网表文件，实现功能仿真，对设计描述和设计意图是否一致进行判定。

第五，适配。对于网表文件，利用布局布线适配器，针对某一目标器件进行逻辑映射操作，例如逻辑分割优化，布局布线，以及底层器件的优化配置，等到逻辑映射操作完成之后，EDA软件可形成多项结构，例如适配报告、下载文件。

第六，功能仿真。在该步骤中，仿真精度非常高，和真实情况十分接近。

第七，下载。如果上述6个步骤能够顺利实现，可将适配器文件下载，直接在目标芯片中转存。

7 电子工程设计中EDA技术的应用流程

近些年来，EDA技术在各领域不断深入，涉及医疗、生物、航天、通信等领域，然而，EDA技术在电子工程设计中的运用最为突出，通过EDA技术，利用虚拟仪器进行产品测试，保证技术支持。可以说，EDA技术的运用，主要是电路特性优化和电路设计仿真。EDA技术在电子工程设计中的运用，主要应用流程如下：

首先，源程序。在一般情况下，在电子工程设计时，主要是利用EDA器件软件，通过图形编辑器，展示文本、图形。不论是文本编辑器，或图形编辑器，均需依靠EDA工具编译、排错，方可实现文件格式转化，保证了逻辑综合分析。输入源程序之后，即可实现仿真器仿真。

其次，逻辑综合。输入源程序之后，利用VHDL格式转化，即可进入逻辑综合分析流程，利用综合器，在电路设计过程中，通过高级指令，实现高级向层次较低语言转化，即逻辑综合。在逻辑综合过程中，可将其看作电子设计的目标优化流程，输入文件到仿真器后，实现仿真操作，确保功效、结果一致性。

第三，时序仿真。逻辑综合适配后，进入到时序仿真环节，时序仿真是利用适配器、布线器，通过适当手段，将VHDL文件传输至仿真器内，逐渐开始部分仿真。因VHDL仿真器的使用，需考虑器件特性，在适配之后，时序仿真结果比较精确。

第四，仿真分析。明确了电子工程设计方案，通过结构模拟、系统仿真方法，对方案可行性、合理性进行研究分析。通过EDA技术，可实现系统函数传递，建立数学模型开展仿真分析。使用该系统仿真技术，可应用到其他非电专业设计中，在理论验证、方案构思中能够正确运用。

8 结语

综上所述，随着科学技术不断发展，现代技术逐渐革新，促使EDA技术领域朝着更高层次推广、开发，且成效非常显著。在本篇文章中，笔者详细分析、研究了EDA技术的基本信息。根据研究表明，在我国电子工程设计领域，EDA技术的运用是一种技术推动和变革，基于EDA技术的电子产品，其使用性能、专业化程度明显高于传统设计方案。因此，在电子工程设计领域，使用EDA技术，可明显提升工作效率，优化电子产品，拓展产品附加值，EDA技术发展方向的高层次自动化设计技术必将取得更辉煌的成绩。

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Research and analysis of EDA technology in electronic engineering design

Chen Jin
（Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, China）

In recent years, with the continuous development of information technology, electronic technology has been developing along with it. Updating frequency of electronic products has been continuously accelerated, which realizes the high integration, large capacity and small volume development of electronic products. Development of EDA technology makes electronic engineering design industry more innovative, and clear its new direction. 21st century will be a period of rapid development of EDA technology and EDA technology will be one of the ten major technologies having a significant impact on 21st century. The development concept and the EDA technology development process are expounded, the characteristics and effects of EDA technology are mainly analyzed in this paper.

electronic engineering design; EDA technology; electronic technology

陈瑾，（1979— ），女，江苏徐州，助理实验师；研究方向:电子技术软件工程。