王立新

（中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆，400037）

0 引言

随着在21世纪信息技术及计算机技术的不断发展，我国的数字化电子信息产品也在不断的发展之中。集成电路技术及电子设计技术的不断发展是使电子产品在功能的增加同时价格变化不大的主要原因。现阶段，电子技术自动化是电子设计的核心技术，是现代电子设计系统中的重要手段，微细加工则是集成电路制造技术的重点技术，主流成产技术工艺在0.13μm 至0.25μm之间。

1 EDA技术概述

EDA全称Electric Design Automation又称电子设计自动化，EDA技术是电子技术在新时代发展潮流，是电子技术及仿真模拟工作的基础技术。在电子设计技术中以可编程逻辑器件在数字系统中的应用为电子设计工作带来了极大的灵活性，可编程逻辑器件在软件编程时重构器件的结构及工作方式，从而大大的提高了设计硬件的效率。PLD应用的结构原理、下载方式及集成规模等方面的具体的进步都在一定程度上推动了现代电子技术的革命的发展，它使得传统的数字系统设计方法、设计理念及设计过程等都发生了改变。随着PLD技术的不断完善及计算机技术的快速发展，EDA技术开始在电子设计领域中发光发热。EDA技术在计算机上的EDA工具软件平台完成设计文件时利用硬件描述语言来进行系统逻辑描述。EDA技术实现了设计者利用硬件描述语言及电子设计自动化软件等完成对系统硬件功能的设计工作，EDA技术可以自动的完成逻辑编译、逻辑分割及布局布线等功能从而使电子线路系统功能全部实现。

2 EDA技术的现状及发展

随着半导体工艺技术的不断发展，EDA技术也不断地推动着电子设计技术的发展。IC设计产业在不断高度发展的同时也面临着巨大的挑战，产品上市周期越来越短、成本越来越低等要求都迫使设计者在进行电子设计时选用更高效的EDA技术。设计者在设计的过程中必须全面的考虑问题，不仅要考虑硬件的物理特性对设计时序及功能可靠性等的影响，同时也要选用合适的设计术语及抽象形式等数据来描述设计。EDA技术不仅需要测试深验证亚微米技术的物理效应的能力同时也需要提供抽象设计的能力。

EDA技术的发展离不开计算机、电子系统设计及集成电路等，EDA技术的发展大致上可以分为计算机辅助阶段、计算机辅助工程设计阶段及电子设计自动化阶段这三个阶段。电子辅助阶段主要是在计算机辅助的前提下进行的电路原理图编辑，用PCB进行布线布局，从而使得设计师从传统的绘图工作中解放出来。计算机辅助工程设计阶段主要是解决电路设计中的电路检测等问题，CAE以逻辑模拟、故障仿真及定时分析等为核心，从而使得设计可以提前预知产品的相关性能及功能。电子设计自动化阶段主要是通过高级描述语言、综合技术及系统仿真等“自上而下”的完成设计前期的高层次设计。

3 EDA技术的要点分析

3.1 硬件描述语言

硬件描述语言是一种进行电子系统硬件设计的计算机语言，它通过软件编程来具体的描述电子系统中的电路结合、连接形式及逻辑功能等，硬件描述语言适应于设计大规模的电子系统。高速集成电路（VHDL）硬件描述语言于1985年美国国防部推出的目的是为了克服EDA产品不兼容问题，同时也可以进行多层次设计。IE EE以VHDL为硬件描述语言柄滩以覆盖之前的硬件描述语言的各种功能。IE EE是一种全方位的硬件描述语言，包括系统行为级、逻辑门级及寄存器传输等多个设计层次，同时也支持数据流、结构及行为等三种形式进行混合描述整个项目。VHDL硬件描述语言不仅移植性好，同时它的设计也方便了工艺间的转换，而且VHDL使得设计人员的主要工作是进行实现与调试系统功能。

3.2 ASIC设计

在集成电路的设计中加入ASIC芯片可以解决电子系统集成电路存在的功耗的、可靠性差及体积大等主要问题。随着现代电子产品市场的门槛不断提高，ASIC芯片分为全定制或半定制ASIC及可编程，因此在设计ASIC芯片时应该尽可能的是芯片获得最优的性能，从而达到高利用率、高速度及低耗能的目标。

4 EDA技术在电子设计流程

EDA技术是系统级的设计方法，是一种层次相对较高的电子设计方式，EDA技术以概念为驱动从而使电子设计工作者在设计时无需利用门级原理图，电子设计工作者在确定设计目标之后就可以用EDA技术来表述电路，这样不仅可以减少电路细节的约束及限制，同时也可以使设计者的设计更具创造性。EDA系统在电子设计人员将概念构思及高层次的描述输入计算机之后在系统规则下完成对电子产品的设计。

EDA技术的电子设计工作流程大致包括系统划分、代码级功能仿真、VHDL 代码或图形的输入、送配前时序仿真及ASIC 实现部分。首先，电子设计借助文本或者图形编辑器呈现出设计描述，也就是实现设计表述。其次，电子设计借助编译器对设计进行错排编译，即输入HDL程序。然后，设计人员需要沟通软件和硬件设计，以便实施功能仿真，即综合。最后，在确认仿真设计无误时，通过FPGA或CPLD完成逻辑映射操作，即编程下载，系统级设计完成。基于EDA技术电子设计流程如图：

5 EDA技术的应用

EDA技术在电子工程设计中扮演着非常重要的角色，它的作用体现在不同的方面。首先，电子自动化技术可以验证电路设计方案的正确性，在进行电子设计时，待设计方案确定之后，会利用结构模拟或者系统仿真等方式来验证设计方案的正确性，在验证过程中系统中的各个环节的传递函数确定之后设计方案便可以实现。这种系统仿真技术推广到非电子专业的系统设计也会得到充分的发展。EDA技术在系统进行仿真之后的电路结构进行模拟分析，从而使得电路设计方案的可行性及正确性得到充分的保障。其次，电子自动化字数也可以对电路特性进行优化设计。电路的稳定性能受到元器件容差及工作环境温度等的影响。在传统设计过程中难以对电路的整体进行优化设计，也无法全面的分析电路稳定性的影响因素。EDA技术中的温度分析及统计分析等功能的应用则可以全面的分析电路特性影响因素，从而对电路特性进行整体的优化设计。最后，电子自动化技术也可以实现电路特性的全功能模拟测试。

6 以EDA技术为基础电子设计的注意事项

在利用EDA技术进行电子设计时，首先应充分的考虑电子电路延时的不确定性，以及在系统进行自动编译时会被冗余的电路简化，因此，在应用EDA技术时，应注意采用的反向器个数避为偶数，同时以并联的方式将反向器连接成延时电路。其次，在设计过程中输入的引脚不能处于置空状态，要保证有信号源来驱动引脚，及保持部分不用的引脚保持接地，同时，器件的电源应始终与地线引脚保持相连，彼此之间可以进行滤波及去耦。最后，在设计中药避免器件过于发热。

结束语：我国经济的进步带动着我国科学技术的不断发展，从而也使得了电子产品得到了飞速的发展。在现阶段的电子设计中，EDA技术是电子设计过程中的核心技术，是电子产品研制开发的源动力。随着EDA技术的不断深入发展，EDA技术将引发电子产业界及电子设计领域的技术革命变革，EDA技术的不断完善使得电子设计的水平在不断的提升。为了使电子系统朝着集成化及规模化等方向的发展，电子设计工程师应该充分的掌握EDA技术，以便开发出更多的高性能电子产品。

[1]潘松.电子设计自动化(EDA)技术及其应用(一)[J].电子与自动化,2000,01:51-54.

[2]魏娜,王慧莹.EDA技术在电子设计中的应用[J].黑龙江科学,2014,03:267.

[3]朱金明,黄理瑞.浅析电子设计中EDA技术的应用[J].数字技术与应用,2014,07:106.

[4]周莹.探讨EDA技术在电子设计中的应用[J].电子技术与软件工程,2013,19:200.

[5]徐献灵.EDA技术在现代电子设计中的应用[J].现代电子技术,2003,17:103-105.

[6]孙华锦.基于VHDL语言的电子设计自动化及其应用[D].西北工业大学,2001.

[7]宋泽明.基于VHDL语言的单片机设计[D].北京工业大学,2004.

[8]戴立江.基于EDA技术的FPGA应用研究[D].天津工业大学,2005.

[9]夏莉莉.探讨EDA技术在电子设计中的应用[J].中国科技信息,2012,11:107.

[10]朱永立.基于EDA技术的电子设计[J].电子测试,2013,14:32-33.

[11]陈波,尹成群,范寒柏.EDA技术在电子设计中的应用[J].电力情报,2002,01:71-73.

[12]曹昕燕,于红莉.电子设计的新方法——EDA技术[J].长春大学学报,2004,02:21-23.