電子設計自動化EDA工具設計綜述

EDA技術是在電子CAD技術基礎上發展起來的計算機軟件系統，是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果，進行電子產品的自動設計。EDA技術是電子設計技術的核心。

利用EDA工具，電子設計師可以從概念、算法、協議等開始設計電子系統，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產品從電路設計、性能分析到設計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。

現在對EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機械、電子、通信、航空航天、化工、礦產、生物、醫學、軍事等各個領域，都有EDA的應用。目前EDA 技術已在各大公司、企事業單位和科研教學部門廣泛使用。

EDA 設計可分為系統級、電路級和物理實現級。

1、 EDA技術的發展過程和發展趨勢

EDA技術已有３０年的發展歷程，大致可分為三個階段。７０年代為計算機輔助設計（CAD）階段，人們開始用計算機輔助進行IC版圖編輯、PCB布局布線，取代了手工操作。８０年代為計算機輔助工程（CAE）階段。與CAD相比，CAE除了有純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設計和結構設計，并且通過電氣連接網絡表將兩者結合在一起，實現了工程設計。CAE的主要功能是：原理圖輸人，邏輯仿真，電路分析，自動布局布線，PCB后分析。９０年代為電子系統設計自動化（EDA）階段。

從目前的EDA技術來看，一體化工具和IP是發展方向。伴隨著設計復雜度的不斷提高，一體化的工具使用戶受益于一個統一的用戶界面，避免了在不同的工具間進行數據轉換等繁瑣的操作。利用這種一體化設計工具提供的統一庫和統一界面可以加速IC工程師的設計速度。IP的合理應用是加速產品設計流程的一個有效途徑。按照美國EDA聯盟(The EDA Consortium)2003年一季度的統計數據表明，IP產品的銷售額是全球EDA工業中增加最快的一個領域，較2002年同期增加了36%。IP復用是IC設計業中絕對的發展趨勢。同時，制造工藝進步也促進EDA工具的革新

在EDA軟件開發方面，目前主要集中在美國。如Synopsys和Cadence兩大EDA工具供應商。

EDA技術發展迅猛，完全可以用日新月異來描述。EDA技術的應用廣泛，現在已涉及到各行各業。EDA水平不斷提高，設計工具趨于完美的地步。

2、 EDA工具的類型

EDA工具按主要功能或主要應用場合，分為電路設計與仿真工具、PCB設計軟件、IC設計軟件、PLD設計工具及其它EDA軟件，。

電子電路設計與仿真工具

電子電路設計與仿真工具包括SPICE/PSPICE；EWB；Matlab；SystemView；MMICAD等。下面簡單介紹前三個軟件。

（1）SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是由美國加州大學推出的電路分析仿真軟件，是20世紀80年代世界上應用最廣的電路設計軟件，1998年被定為美國國家標準。1984年，美國MicroSim公司推出了基于SPICE的微機版PSPICE（Personal—SPICE）。現在用得較多的是PSPICE6.2，可以說在同類產品中，它是功能最為強大的模擬和數字電路混合仿真EDA軟件，在國內普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以進行各種各樣的電路仿真、激勵建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數據輸出、并在同一窗口內同時顯示模擬與數字的仿真結果。無論對哪種器件哪些電路進行仿真，都可以得到精確的仿真結果，并可以自行建立元器件及元器件庫。

（2）EWB(Electronic Workbench)軟件 是Interactive ImageTechnologies Ltd 在20世紀90年代初推出的電路仿真軟件。目前普遍使用的是EWB5.2，相對于其它EDA軟件，它是較小巧的軟件（只有16M）。但它對模數電路的混合仿真功能卻十分強大，幾乎100%地仿真出真實電路的結果，并且它在桌面上提供了萬用表、示波器、信號發生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數字信號發生器、邏輯轉換器和電壓表、電流表等儀器儀表。它的界面直觀，易學易用。它的很多功能模仿了SPICE的設計，但分析功能比PSPICE稍少一些。

（3）MATLAB產品族 它們的一大特性是有眾多的面向具體應用的工具箱和仿真塊，包含了完整的函數集用來對圖像信號處理、控制系統設計、神經網絡等特殊應用進行分析和設計。它具有數據采集、報告生成和MATLAB語言編程產生獨立C/C++代碼等功能。MATLAB產品族具有下列功能：數據分析；數值和符號計算；工程與科學繪圖；控制系統設計；數字圖像信號處理；財務工程；建模、仿真、原型開發；應用開發；圖形用戶界面設計等。MATLAB產品族被廣泛地應用于信號與圖像處理、控制系統設計、通訊系統仿真等諸多領域。開放式的結構使MATLAB產品族很容易針對特定的需求進行擴充，從而在不斷深化對問題的認識同時，提高自身的競爭力。