第 1章概 述
EDA技术 实用教程
KX
康芯科技
KX
康芯科技
1.1 EDA技术及其发展现代电子设计技术的核心是 EDA(Electronic Design
Automation)技术。
EDA技术使得设计者的工作利用硬件描述语言和 EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。
EDA技术已是一门综合性学科。它融合多学科于一体，
又渗透于各学科之中，它代表了电子设计技术和应用技术的发展方向。
EDA技术的发展分为三个阶段
20世纪 70年代
20世纪 80年代
20世纪 90年代
KX
康芯科技
1.1 EDA技术及其发展进入 21世纪后 1,自主知识产权
2,仿真和设计九方面的发展
3,电子技术全方位纳入 EDA领域
4,学科的界限更加模糊、包容
5,更大规模的 FPGA和 CPLD器件
6,涵盖大规模电子系统及 IP核模块
7,软硬件 IP核得到进一步确认
8,SoC高效低成本设计技术的成熟
9,系统级、行为验证级硬件描述语言
KX
康芯科技
1.2 EDA技术实现目标作为 EDA技术最终实现目标的 ASIC，可以通过三种途径来完成
EDA技术
ASIC设计
FPGA/CPLD
可编程ASIC
设计混合
ASIC
设计门阵列（MPGA）
标准单元（CBIC）
全定制（ASIC）
ASIC设计数字ASIC
KX
康芯科技
1.2 EDA技术实现目标
1,超大规模可编程逻辑器件
FPGA和 CPLD是实现这一途径的主流器件，特点是直接面向用户，具有极大的灵活性和通用性，
2,半定制或全定制 ASIC
掩模 ASIC
门阵列 ASIC
标准单元 ASIC
全定制 ASIC 3,混合 ASIC
CPU,RAM,ROM、硬件加法器、乘法器、锁相环
KX
康芯科技
1.3 硬件描述语言 VHDL
硬件描述语言 HDL是 EDA技术的重要组成部分，常见的 HDL有：
VHDL
Verilog HDL
SystemVerilog
SystemC
VHDL语言具有很强的电路描述和建模能力,能从多个层次对数字系统进行建模和描述,从而大大简化了硬件设计任务,提高了设计效率和可靠性 。
KX
康芯科技
1.4 VHDL综合设计过程通常从高层次的行为描述开始，以最低层的结构描述结束，每个综合步骤都是上一层次的转换。
自然语言综合行为综合逻辑综合版图或结构综合综合器就是能够自动将一种设计表示形式向另一种设计表示形式转换的计算机程序，或协助进行手工转换的程序。
KX
康芯科技
C,ASM...
程序编译器和综合功能比较
VHDL/VERILOG.
程序为 ASIC设计提供的电路网表文件
（ a）软件语言设计目标流程
（ b）硬件语言设计目标流程
1.4 VHDL综合软件程序编译器
COMPILER
硬件描述语言综合器
SYNTHESIZER
CPU指令 /数据代码：
010010 100010 1100
KX
康芯科技
V
H
D
L
综合器运行流程
1.4 VHDL综合
KX
康芯科技
1.5 基于 VHDL的自顶向下设计方法自顶向下的设计流程,
1,设计说明书
2,建立V H D L 行为模型
3,V H D L 行为仿真
4,V H D L - R T L 级建模
5,前端功能仿真
6,逻辑综合
7,测试向量生成
8,功能仿真
9,结构综合
1 0,门级时序仿真
1 1,硬件测试
1 2,设计完成
KX
康芯科技
1.6 EDA与传统电子设计方法的比较手工设计方法缺点：
1)设计,调试十分困难 。
2)查找和修改十分不便 。
3)大量文档,不易管理 。
4)可移植性差 。
5)只有在设计出样机或生产出芯片后才能进行实测 。
EDA技术有很大不同：
1)采用硬件描述语言作为设计输入 。
2)库 (Library)的引入 。
3)设计文档的管理 。
4)强大的系统建模,电路仿真功能 。
5)具有自主知识产权 。
6)标准化,规范化及 IP核的可利用性 。
7)自顶向下设计方案 。
8)自动设计,仿真和测试技术 。
9)对设计者的硬件知识,经验要求低 。
10)高速性能好 （ 与以 CPU为主的电路系统相比 ） 。
11)纯硬件系统的高可靠性 。
KX
康芯科技
1.7 EDA的发展趋势
超大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高 。
对系统的集成度不断提出更高的要求 。
高性能的 EDA工具,其自动化和智能化程度不断提高,为嵌入式系统设计提供了功能强大的开发环境 。
计算机硬件平台性能大幅度提高,为复杂的 SoC设计提供了物理基础 。
系统集成芯片成为 IC
设计的发展方向
KX
康芯科技习 题
1-1 EDA技术与 ASIC设计和 FPGA开发有什么关系？
1-2 与软件描述语言相比,VHDL有什么特点？
1-3 什么是综合？ 有那些类型？ 综合在电子设计自动化中的地位是什么？
1-4 在 EDA技术中,自顶向下的设计方法的重要意义是什么？
1-5 IP在 EDA技术的应用和发展中的意义是什么？
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1.1 EDA技术及其发展现代电子设计技术的核心是 EDA(Electronic Design
Automation)技术。
EDA技术使得设计者的工作利用硬件描述语言和 EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。
EDA技术已是一门综合性学科。它融合多学科于一体，
又渗透于各学科之中，它代表了电子设计技术和应用技术的发展方向。
EDA技术的发展分为三个阶段
20世纪 70年代
20世纪 80年代
20世纪 90年代
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1.1 EDA技术及其发展进入 21世纪后 1,自主知识产权
2,仿真和设计九方面的发展
3,电子技术全方位纳入 EDA领域
4,学科的界限更加模糊、包容
5,更大规模的 FPGA和 CPLD器件
6,涵盖大规模电子系统及 IP核模块
7,软硬件 IP核得到进一步确认
8,SoC高效低成本设计技术的成熟
9,系统级、行为验证级硬件描述语言
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1.2 EDA技术实现目标作为 EDA技术最终实现目标的 ASIC，可以通过三种途径来完成
EDA技术
ASIC设计
FPGA/CPLD
可编程ASIC
设计混合
ASIC
设计门阵列（MPGA）
标准单元（CBIC）
全定制（ASIC）
ASIC设计数字ASIC
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1.2 EDA技术实现目标
1,超大规模可编程逻辑器件
FPGA和 CPLD是实现这一途径的主流器件，特点是直接面向用户，具有极大的灵活性和通用性，
2,半定制或全定制 ASIC
掩模 ASIC
门阵列 ASIC
标准单元 ASIC
全定制 ASIC 3,混合 ASIC
CPU,RAM,ROM、硬件加法器、乘法器、锁相环
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1.3 硬件描述语言 VHDL
硬件描述语言 HDL是 EDA技术的重要组成部分，常见的 HDL有：
VHDL
Verilog HDL
SystemVerilog
SystemC
VHDL语言具有很强的电路描述和建模能力,能从多个层次对数字系统进行建模和描述,从而大大简化了硬件设计任务,提高了设计效率和可靠性 。
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1.4 VHDL综合设计过程通常从高层次的行为描述开始，以最低层的结构描述结束，每个综合步骤都是上一层次的转换。
自然语言综合行为综合逻辑综合版图或结构综合综合器就是能够自动将一种设计表示形式向另一种设计表示形式转换的计算机程序，或协助进行手工转换的程序。
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C,ASM...
程序编译器和综合功能比较
VHDL/VERILOG.
程序为 ASIC设计提供的电路网表文件
（ a）软件语言设计目标流程
（ b）硬件语言设计目标流程
1.4 VHDL综合软件程序编译器
COMPILER
硬件描述语言综合器
SYNTHESIZER
CPU指令 /数据代码：
010010 100010 1100
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综合器运行流程
1.4 VHDL综合
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1.5 基于 VHDL的自顶向下设计方法自顶向下的设计流程,
1,设计说明书
2,建立V H D L 行为模型
3,V H D L 行为仿真
4,V H D L - R T L 级建模
5,前端功能仿真
6,逻辑综合
7,测试向量生成
8,功能仿真
9,结构综合
1 0,门级时序仿真
1 1,硬件测试
1 2,设计完成
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康芯科技
1.6 EDA与传统电子设计方法的比较手工设计方法缺点：
1)设计,调试十分困难 。
2)查找和修改十分不便 。
3)大量文档,不易管理 。
4)可移植性差 。
5)只有在设计出样机或生产出芯片后才能进行实测 。
EDA技术有很大不同：
1)采用硬件描述语言作为设计输入 。
2)库 (Library)的引入 。
3)设计文档的管理 。
4)强大的系统建模,电路仿真功能 。
5)具有自主知识产权 。
6)标准化,规范化及 IP核的可利用性 。
7)自顶向下设计方案 。
8)自动设计,仿真和测试技术 。
9)对设计者的硬件知识,经验要求低 。
10)高速性能好 （ 与以 CPU为主的电路系统相比 ） 。
11)纯硬件系统的高可靠性 。
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1.7 EDA的发展趋势
超大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高 。
对系统的集成度不断提出更高的要求 。
高性能的 EDA工具,其自动化和智能化程度不断提高,为嵌入式系统设计提供了功能强大的开发环境 。
计算机硬件平台性能大幅度提高,为复杂的 SoC设计提供了物理基础 。
系统集成芯片成为 IC
设计的发展方向
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康芯科技习 题
1-1 EDA技术与 ASIC设计和 FPGA开发有什么关系？
1-2 与软件描述语言相比,VHDL有什么特点？
1-3 什么是综合？ 有那些类型？ 综合在电子设计自动化中的地位是什么？
1-4 在 EDA技术中,自顶向下的设计方法的重要意义是什么？
1-5 IP在 EDA技术的应用和发展中的意义是什么？
