EDA技术在现代电子设计中的应用研究

梁莉

摘 要：EDA技术在现代电子设计中的应用作用凸显，与EDA技术特征优势有着密切的联系。EDA技术大多是通过由上而下开展设计的，如此便能够有效消除以往设计中存在的不足，并显著提升设计效率。文章通过介绍EDA技术，分析EDA技术在现代电子设计中的应用作用及意义，对EDA技术的要点内容、EDA技术电子设计流程及EDA技术的应用展开探讨，旨在为如何促进电子技术设计有序发展研究适用提供一些思路。

关键词：EDA技术；现代电子设计；应用

引言

EDA技术是上世纪90年代飞速发展起来的一项新型技术，是现代电子设计新的发展潮流，其是基于计算机工作平台，综合了计算机技术、电子技术、智能化技能等一系列技术达成电子产品的自动化设计。同时，EDA技术是当今信息化时代发展的必然趋势，其应用日趋广泛，涉及信息、通讯、半导体、电子零组件等多个行业，是现代电子设计的核心，在现代电子设计中发挥着至关重要的作用[1]。由此可见，对EDA技术在现代电子设计中的应用开展研究，有着十分重要的现实意义。

1 EDA技术概述

1.1 EDA技术

EDA（Electronics Design Automation），即电子设计自动化，EDA技术是现代电子技术的主要发展趋势，在电子技术、仿真模拟工作中扮演着十分重要的角色。在电子设计技术中，将可编程逻辑器件应用于系统中可很大程度提高电子设计工作灵活性，可编程逻辑期间在软件编程过程中重构器件的结构、运行方式，进一步使设计硬件灵活性得到显著改善。可编程逻辑器件应用结构原理、运行方式等的不断发展，使以往的数字系统设计理念、方法、过程等均实现了转变，一定水平上促进了现代电子技术的革新。在可编程逻辑器件相关技术越来越成熟及计算机技术飞速发展背景下，EDA技术逐渐在电子设计领域中得到广泛推广。EDA技术基于计算机上的EDA工具软件平台实现设计文件过程中依托硬件描述语言开展系统逻辑描述。EDA技术帮助设计人员通过硬件描述语言、电子设计自动化等实现对系统硬件功能的设计工作，其可自动实现逻辑分割、逻辑编译、布局布线等功能，进一步促进电子线路系统功能的全面达成[2]。

1.2 EDA技术发展

伴随计算机技术、电子系统设计技术以及集成电路技术的不断进步，为EDA技术发展创造了良好契机，EDA技术的发展、推广，不仅显著缩短了产品的开发周期，还极大水平改善了产品的性能及价格比。EDA技术发展，具体可划分成四个阶段：

（1）上世纪70年代——计算机辅助设计阶段，这一发展阶段主要体现于CAD技术方面，计算机辅助设计得到了一定的推广。人们逐步以计算机作为辅助开展IC版图编辑、PCB布局布线等工作，取代了过去的手工作业方式。于此阶段手工绘图方式得到了一定优化，进而在计算机辅助设计发展作用上得到了有效凸显。

（2）80年代——计算机辅助工程阶段，该阶段是在上一阶段基础上引入一系列新型应用功能，在具备图形绘制功能的同时，还增添了电路功能设计及结构设计，并且通过电气连接网络表实现了两者的有效结合。计算机辅助工程主要功能包括：原理图输入、逻辑仿真、自动布局布线以及电路分析等。在这一系列功能应用上，通过将原理图、逻辑图等用以重要应用内容，实现了设计功能的进一步丰富。

（3）90年代——电子系统设计自动化阶段，该阶段电子设计自动化目标得以实现，可经由高级描述语言及系统识别仿真等优势开展应用，极大水平改善了设计的效率。

（4）现代EAD技术即为将计算机作为工具，基于EDA软件平台，结合硬件描述语言实现的设计文件，可自动实现用软件方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑仿真、布局布线、逻辑综合等，进而实现对相关目标芯片逻辑映射、适配编译等操作[3]。

2 EDA技术在现代电子设计中的应用作用及意义

2.1 EDA技术在现代电子设计中的应用作用

凭借EDA技术广泛的应用范围，将其应用于现代电子设计中，可起到一系列的作用。对于现代电子设计而言，相对流行的编程方式即为无线编程、在线编程，而EDA技术不仅能够充分适应电子设计的发展，还可促进达成无障碍编程，在编程过程中的保密性还能够得到有效保障。EDA技术还有着十分显著的可靠性，可有效解决电子设计中复位障碍、跑飞等问题。还可于集成、压缩功能应用情况下，完成对电子产品系统向某一芯片中的有效集成，如此可为设计管理实践带来极为便利，促进对电子设计风险控制工作的开展，还可使电子设计可靠性得到有效保障。除此之外，EDA技术在现代电子设计中的应用，还可收获极高的效率，可达成多任务同时运行的目的。在EDA技术应用实践中，可于多模块功能应用情况下，有效加快电子设计速度及改善電子设计效率水平，推动电子设计工作进一步朝信息市场化方向发展。另外，EDA技术还具备一定的适应性，通过对其高速、高效及大容量等特点的有效成效，积极促进电子设计的创新升级。EDA技术的一系列特征优势的凸显可积极促进现代电子设计的有序发展。

2.2 EDA技术在现代电子设计中的应用意义

电子技术是一项有着极强专业性的技术，现阶段用于电子技术设计中的软件多种多样，经由选取适用的应用软件，便可有效改善电子技术设计效率。EDA技术在现代电子设计中的应用有着十分重要的意义，EDA技术是将计算机用以主要平台，然后将一系列相关技术开展综合应用。对于现代电子设计而言，EDA技术是发展的新潮流，具备各式各样优势作用发挥，将其应用于现代电子设计中可收获诸多便利。伴随EDA技术的逐步发展进步，无不为现代电子设计带来新的转变，可有效改善全面电子技术设计效率水平，因此将EDA技术应用于电子技术设计中十分重要。

3 EDA技术的要点内容

ESDA可算得上是现代电子设计的最新发展方向，可将其理解为：设计人员依据自顶向下设计方法，对全面电子系统开展方案规划及功能划分，系统的关键电路通过一片或者几片特定集成电路（ASIC）达成，然后依托硬件描述语言开展系统行为级设计，最后经由适配器、综合其得到最终目标器件。该种设计方法可称之为高层次电子设计方法。

3.1 自顶向下设计方法

对于自顶向下设计方法而言，第一步要从系统设计展开，于顶层开展功能方框图划分及结构制定。于方框图一级开展仿真、纠错，同时选取硬件描述语言对高层次系统行为开展描述，于系统一级开展验证。紧接着选取综合优化工具得出对应门电路网表，网表相关的物理实现级既可以是印刷电路板，又可以是专用集成电路。设计的主要仿真、调试过程是于高层次上实现的，如此不仅可为尽早觉察结构设计中的错误提供便利，提高设计工作效率，还可减轻逻辑功能仿真的工作量，提升系统设计一次成功率[4]。

3.2 硬件描述语言

硬件描述语言指的是一类开展电子系统硬件设计的计算机语言，其借助软件编程来对电子系统中各项内容开展有效描述，诸如电子系统的连接形式、电路结合以及逻辑功能等。近年来，在大型电子系统设计中硬件描述语言得到广泛应用。上世纪80年代美国国防部研发出高速集成电路硬件描述语言，以作用于对EDA产品不兼容问题进行解决，此外还可作用于开展多层次设计。IEEE利用高速集成电路硬件描述语言对过去硬件描述语言一系列功能予以了覆盖。IEEE作为一类全方位的硬件描述语言，其涵盖了多个设计层次，诸如逻辑门级、系统行为级以及寄存器传输等，并且还支持多种不同形式对全面项目开展混合描述。高速集成电路硬件描述语言一方面具备极佳的移植性，一方面其的设计还为工艺间转换提供了极大便利，同时高速集成电路硬件描述语言使得设计人员主要工作转变为开展实现与调试系统功能。

3.3 ASIC设计

面对电子系统集成电路中存在的各式各样问题，包括可靠性不足、功耗大以及体积大等，可于集成电路设计过程中引入ASIC芯片开展解决。伴随现代电子产品市场需求的逐步严苛，ASIC芯片可划分成全定制ASIC、半定制ASIC以及可编程ASIC。在对全定制ASIC芯片进行设计过程中，设计人员要对芯片上全面晶体管几何图形、工艺规则予以界定，然后把设计成果转交给IC生产商掩膜制造，如此可最大限度的确保ASIC芯片获取最理想的性能，进一步实现高效、高利用率以及低能耗的目的。

4 EDA技术电子设计流程

EDA技术是一项系统级的设计技术，是一类层次比较高的电子设计手段，该项应用技术基于概念驱动，确保电子设计工作人员在设计过程中无需对门级原理图开展利用，工作人员在确立设计目标后便可应用EDA技术对电路予以描述，如此一方面可有效缩减电路西决的制约，一方面可有效强化设计人员设计创造水平[5]。EDA系统支持设计人员把概念构思、高层次描述输入进计算机后，基于系统规则实现对电子产品的设计。就EDA技术电子设计流程而言，主要可划分为系統划分、图形或者VHDL输入、代码级功能仿真、适配前时序仿真及ASIC实现等，具体而言：（1）电子设计通过文本或图形编辑器对设计描述予以呈现，即为实现设计表述；（2）电子设计通过编译器对设计开展错排编译，也就是输入硬件描述语言程序；（3）设计人员对硬件、软件开展沟通，为达成功能仿真提供便利，也就是综合；（4）在仿真设计检测满意后，借助FPGA开展逻辑映射操作，即为编程下载，由此系统级设计便宣告结束。EDA技术电子设计流程，如图1所示。

5 EDA技术的应用

近年来，EDA技术得到飞速发展，在诸多领域的电子系统设计工作得到广泛推广，包括通讯、教学、医学、航天、国家计算机应用、工业生产等等，并发挥着十分重要的作用。

5.1 EDA技术在通讯中的应用

EDA技术在科研研究中的应用，主要借助电路仿真工具开展电路设计、仿真；借助虚拟设备开展产品调节试用；在仪器设备中应用FPGA器件开发。对于CDMA无线通信系统而言，全面无线基站、移动手机均于同一频谱下运行，为了对各种呼叫进行区分，各部手机均有着一个特有的码序列，CDMA基站唯有对多种观点码序列进行有效判定，方可对不同传呼进程开展分辨，而此处的判定是经由匹配滤波器输出呈现于输入数据流中探测到的特定码序列。FPGA可提供适用的滤波器设计，同时还具备DSP高级数据处理功能，所以FPGA在现代通讯领域中得到广泛推广。

5.2 EDA技术在生物医学工程中的应用

EDA技术是电子设计的重要工具，不管是芯片设计，还是系统设计，倘若未有得到EDA工具的支持，均将无法实现。近年来，生物医学工程领域对EDA技术进行了引入，该项技术一方面可促进对人体血压、心率等生理信号展开更为准确的检测，一方面可经由相关设计达成对生理信号的滤波、医学图像检测等处理，使得生理信号更具临床使用价值。所以，EDA技术在生物医学工程领域有着十分可观的发展前景。

5.3 EDA技术在产品设计、生产中的应用

无论是数字信号处理器、性能极佳的微处理器，还是电子电路、冰箱、电视机等，EDA技术不仅应用于前期计算机模拟仿真、产品调试，还应用于电子设备的研发、制造，电路板焊接等一系列环节，并在其中发挥着至关重要的作用。某种意义上而言，EDA技术已然转变成电子工业领域中必不可少的一部分。

6 结束语

总而言之，EDA技术是当今信息化时代发展的必然趋势，其应用日趋广泛，涉及信息、通讯、半导体、电子零组件等多个行业，是现代电子设计的核心，在现代电子设计中发挥着至关重要的作用。伴随EDA技术的日趋成熟，其将进一步推进电子产业及电子设计领域的技术变革，将进一步提升电子设计水平。鉴于此，相关人员务必要清楚认识EDA技术在现代电子设计中的应用作用及意义，强化EDA技术在现代电子设计中的科学合理应用，不断钻研研究、总结经验，积极促进电子技术设计有序发展。

参考文献

[1]李亚平，王亮亮. EDA技术及其在现代电子系统设计中的应用[J].山东师范大学学报（自然科学版），2007，22（3）：124-125.

[2]张劭昀，梁佳雯，郭海双.基于EDA技术的现代电子设计方法[J].电子世界，2014（16）：25-26.

[3]蔡洁华，路多，张红，等.浅谈 EDA技术发展背景及在电子线路设计中的应用[J].数字化用户，2013（14）：215-216.

[4]金赛赛，王华.EDA技术在现代电子领域的发展与应用[J].装备制造技术，2013（1）：198-199.

[5]郭庆杰，杨丰旭，安玉，等.EDA技术在电子设计中的运用分析[J].电子技术与软件工程，2016（18）：162-163.