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集成電路輔助設計范文1

20世紀末，電子設計技術獲得了飛速的發展，現代電子設計技術的核心已日趨轉向基于計算機的電子設計自動化技術，即EDA（ElectronicDesignAutomation）技術。EDA技術就是依賴功能強大的計算機，在EDA工具軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL（HardwareDescriptionLanguage）為系統邏輯描述手段完成的設計文件，自動地完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合、結構綜合（布局布線），以及邏輯優化和仿真測試，直至實現既定的電子線路系統功能。EDA技術在硬件實現方面融合了大規模集成電路制造技術，IC版圖設計技術、ASIC測試和封裝技術、FPGA/CPLD編程下載技術、自動測試技術等；在計算機輔助工程方面融合了計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）、計算機輔助工程（CAE）技術以及多種計算機語言的設計概念；而在現代電子學方面則容納了更多的內容，如電子線路設計理論、數字信號處理技術、數字系統建模和優化技術及長線技術理論等。

二、電子設計自動化技術的發展歷程

EDA技術的發展經歷了一個由淺到深的過程。20世紀70年代，隨著中小規模集成電路的開發應用，傳統的手工制圖設計印刷電路板和集成電路的方法已無法滿足設計精度和效率的要求，因此工程師們開始進行二維平面圖形的計算機輔助設計，以便把人們從繁雜、機械的版圖設計工作中解脫出來，這就產生了第一代EDA工具。到了80年代，為了適應電子產品在規模和制作上的需要，隨之出現了以計算機仿真和自動布線為核心技術的第二代EDA技術。其特點是以軟件工具為核心，通過這些軟件完成產品開發的設計、分析、生產、測試等各項工作。90年代后，EDA技術繼續發展，出現了以高級語言描述、系統級仿真和綜合技術為特征的第三代EDA技術。它的出現，極大地提高了系統設計的效率，使廣大的電子設計師開始實現“概念驅動工程”的夢想。設計師們擺脫了大量的輔助設計工作，而把精力集中于創造性的方案與概念構思上，從而極大地提高了設計效率，縮短了產品的研制周期。由此可見，EDA技術可以看做是電子CAD的高級階段。EDA工具的出現，給電子系統設計帶來了革命性的變化。隨著Intel公司Pentium處理器的推出，Xilinx等公司幾十萬門規模的FPGA的上市，以及大規模的芯片組和高速、高密度印刷電路板的應用，EDA技術在仿真、時序分析、集成電路自動測試、高速印刷電路板設計及操作平臺的擴展等方面都面臨著新的巨大的挑戰。這些問題實際上也是新一代EDA技術未來發展的趨勢。

三、電子設計自動化技術的優勢

在傳統的數字電子系統或IC設計中，手工設計占了較大的比例。一般先按電子系統的具體功能要求進行功能劃分，然后將每個電子模塊畫出真值表，用卡諾圖進行手工邏輯簡化，寫出布爾表達式，畫出相應的邏輯線路圖，再據此選擇元器件，設計電路板，最后進行實測與調試。手工設計方法主要有以下缺點：復雜電路的設計、調試十分困難；由于無法進行硬件系統功能仿真，如果某一過程存在錯誤，查找和修改十分不便；設計過程中產生大量文檔，不易管理；對于IC設計而言，設計實現過程與具體生產工藝直接相關，因此可移植性差；只有在設計出樣機或生產出芯片后才能進行實測。與之相比，EDA技術的優勢則顯而易見。

1.用HDL對數字電子系統進行抽象的行為與功能描述到具體的內部線路結構描述，從而可以在電子設計的各個階段、各個層次進行計算機模擬驗證，保證設計過程的正確性，可以大大降低設計成本，縮短設計周期。

2.EDA工具之所以能夠完成各種自動設計過程，關鍵是有各類庫的支持，如邏輯仿真時的模擬庫、邏輯綜合時的綜合庫、版圖綜合時的版圖庫、測試綜合時的測試庫等。

3.某些HDL語言也是文檔型的語言(如VHDL)，極大地簡化設計文檔的管理。

4.EDA技術中最為令人矚目的功能，即最具現代電子設計技術特征的功能是日益強大的邏輯設計仿真測試技術。這極大地提高了大規模系統電子設計的自動化程度。

5.傳統的電子設計方法至今沒有任何標準規范加以約束，因此，設計效率低，系統性能差，開發成本高，市場競爭能力小。EDA技術的設計語言是標準化的，不會由于設計對象的不同而改變；它的開發工具是規范化的，EDA軟件平臺支持任何標準化的設計語言；它的設計成果是通用性的，IP核具有規范的接口協議。良好的可移植與可測試性，為系統開發提供了可靠的保證。

6.EDA技術最大的優勢就是能將所有設計環節納入統一的自頂向下的設計方案中。

集成電路輔助設計范文2

關鍵詞：CAA CAD；增益；增益帶寬積；上限截止頻率

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）03-0119-02

隨著大規模集成電路和電子計算機的迅速發展，電子電路的分析與設計方法發生了重大改革，以計算機輔助分析與計算機輔助設計（簡稱CAA與CAD）為基礎的電子設計自動化技術已廣泛應用于集成電路與系統的設計之中。它改變了以定量估算和電路實驗為基礎的傳統設計方法，成為現代電子系統設計的關鍵技術之一。因此，將電子線路課程內容與CAA、CAD緊密結合起來是教學改革的需要。

一、CAA、CAD工具

由于模擬電路在性能上的復雜性和電路結構的多樣性，對仿真工具的精度、可靠性、收斂性以及速度等方面都有相當高的要求。Pspice是國內外公認的模擬電路通用仿真工具。它采用數學模型和仿真算法，利用計算機的計算、存儲和圖形處理的高速和高效率，以電路理論為依據，無需任何實際元器件，用事先設計出的各種功能的應用程序，取代大量的儀器儀表。學生可以通過逼真的特性曲線更全面地理解書本上很抽象的概念，使課堂教學收到事半功倍的效果。在電路設計時，可以通過這些應用程序對電路進行各種分析、計算和效驗。它就相當于一個現代化的電子線路實驗室，可以對電子系統及VLSI的整個設計過程進行逼真的模擬。這不僅使設計達到高質量、高可靠性，而且降低了成本，縮短了開發周期。

二、實例分析

圖1為單管共發射極放大電路的原理圖。設晶體管的參數為：βF=100，RBB'=80Ω，CJC0=2.5PF，fT=400MHZ，VA=∞。

①調解偏置電壓VBB使ICQ≈1mA。②計算電路的上限截止頻率fH和增益帶寬積G?BW；③分別將RBB改為200Ω，將RS改為1KΩ，將CJC0改為9PF，其它參數不變，重復②中的計算；④設RS改為500Ω，AVS＞30，fH＞4MHZ。試設計電路元件參數。輸入網單文件如下：

A CE AMP；VS 1 0 AC 1；RS 1 2 200；C1 2 3 10U；RB 3 4 20K；VBB 4 0 0.92；Q1 5 3 0 MQ；RC 6 5 2K；VCC 6 0 12；.MODEL MQ NPN IS=1E-15 RB=80 CJC=2.5P TF=3.7E-10 BF=100；.OP；.DC VBB 0 2 0.01；*.AC DEC 10 0.1 100MEG；.PROBE；.END

運行結果分析：

①ICQ-VBB曲線如圖2所示。可以看出，當VBB=0.92V時，ICQ=1mA。VBB的數值可作為偏置電路設計的依據。

②電壓增益AVS的幅頻特性曲線如圖3中以符號標示的曲線所示，可得出中頻增益AVS≈70.4，fH≈6.21MHZ，因而G?BW=440.3MHZ。

③將RBB′由80Ω增加到200Ω，其它參數不變，其AVS的幅頻特性曲線如圖3中的符號■標示的曲線所示，AVS≈67.2，fH≈4.53MHZ，因而G?BW=304.3MHZ。中頻增益略有下降，上限截止頻率明顯降低。

④將RS由200Ω改為1KΩ時，其AVS的幅頻曲線如圖3中的以符號標示的曲線所示。AVS≈53.4，fH≈2.17MHZ，G?BW≈115.9MHZ。中頻增益、上限截止頻率及G?BW都明顯下降，可見RS對高頻響應特性影響較大。

⑤將CJC0由2.5PF增大到9PF時，AVS的幅頻特性曲線如圖3中的以符號標示的曲線所示。AVS≈70.4，fH≈1.8MHZ，G?BW≈127.4MHZ。即增大CJC0對中頻增益沒有影響，但卻使fH明顯下降。

⑥當RS=500Ω時，可通過減小RC（=1.2KΩ），而其它參數不變來滿足設計要求。AVS的幅頻特性曲線如圖4所示。可見，AVS≈38，fH≈5.13MHZ。

通過圖形曲線的分析結果，驗證了課本的基本理論，即，選擇RBB′、Cb′c小的晶體管，盡量減小信號源內阻RS（恒壓激勵）可以獲良好的高頻響應特性。此外，減小負載電阻Rc、提高晶體管的fT，可提高高頻特性。

可見，電子線路課程引進CAA、CAD技術，一方面可以使學生了解并掌握集成電路和電子系統計算機輔助分析與設計工具的功能，掌握現代電路設計技術與方法；另一方面，更深入地學習和理解電子線路課程中各章節內容的原理、特點及應用，提高分析問題和解決問題的能力，擴展知識面，為今后從事集成電路和系統設計時，能正確使用和設計模擬集成電路，更快地進入電子設計自動化領域，打下良好的基礎。

參考文獻：

[1][美]Donald A.Neamen.趙桂欽，卜艷萍，譯.電子電路分析與設計[M].北京：電子工業出版社，2008.

[2]Connelly J A，Choi P.Macromodeling with SPICE，Prentice-Hall，2005.

[3]Fenical L H. Pspice：A Tutorlal> Prentice-Hall，2002.

集成電路輔助設計范文3

關鍵詞：IP技術 模擬集成電路 流程

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-02

1 模擬集成電路設計的意義

當前以信息技術為代表的高新技術突飛猛進。以信息產業發展水平為主要特征的綜合國力競爭日趨激烈，集成電路（IC，Integrated circuit）作為當今信息時代的核心技術產品，其在國民經濟建設、國防建設以及人類日常生活的重要性已經不言

而喻。

集成電路技術的發展經歷了若干發展階段。20世紀50年代末發展起來的屬小規模集成電路（SSI），集成度僅100個元件；60年展的是中規模集成電路（MSI），集成度為1000個元件；70年代又發展了大規模集成電路，集成度大于1000個元件；70年代末進一步發展了超大規模集成電路（LSI），集成度在105個元件；80年代更進一步發展了特大規模集成電路，集成度比VLSI又提高了一個數量級，達到106個元件以上。這些飛躍主要集中在數字領域。

（1）自然界信號的處理：自然界的產生的信號，至少在宏觀上是模擬量。高品質麥克風接收樂隊聲音時輸出電壓幅值從幾微伏變化到幾百微伏。視頻照相機中的光電池的電流低達每毫秒幾個電子。地震儀傳感器產生的輸出電壓的范圍從地球微小振動時的幾微伏到強烈地震時的幾百毫伏。由于所有這些信號都必須在數字領域進行多方面的處理，所以我們看到，每個這樣的系統都要包含一個模一數轉換器（AD，C）。

（2）數字通信：由于不同系統產生的二進制數據往往要傳輸很長的距離。一個高速的二進制數據流在通過一個很長的電纜后，信號會衰減和失真，為了改善通信質量，系統可以輸入多電平信號，而不是二進制信號。現代通信系統中廣泛采用多電平信號，這樣，在發射器中需要數一模轉換器（DAC）把組合的二進制數據轉換為多電平信號，而在接收器中需要使用模一數轉換器（ADC）以確定所傳輸的電平。

（3）磁盤驅動電子學計算機硬盤中的數據采用磁性原理以二進制形式存儲。然而，當數據被磁頭讀取并轉換為電信號時，為了進一步的處理，信號需要被放大、濾波和數字化。

（4）無線接收器：射頻接收器的天線接收到的信號，其幅度只有幾微伏，而中心頻率達到幾GHz。此外，信號伴隨很大的干擾，因此接收器在放大低電平信號時必須具有極小噪聲、工作在高頻并能抑制大的有害分量。這些都對模擬設計有很大的挑戰性。

（5）傳感器：機械的、電的和光學的傳感器在我們的生活中起著重要的作用。例如，視頻照相機裝有一個光敏二極管陣列，以將像點轉換為電流；超聲系統使用聲音傳感器產生一個與超聲波形幅度成一定比例的電壓。放大、濾波和A/D轉換在這些應用中都是基本的功能。

（6）微處理器和存儲器：大量模擬電路設計專家參與了現代的微處理器和存儲器的設計。許多涉及到大規模芯片內部或不同芯片之間的數據和時鐘的分布和時序的問題要求將高速信號作為模擬波形處理。而且芯片上信號間和電源間互連中的非理想性以及封裝寄生參數要求對模擬電路設計有一個完整的理解。半導體存儲器廣泛使用的高速/讀出放大器0也不可避免地要涉及到許多模擬技術。因此人們經常說高速數字電路設計實際上是模擬電路的

設計。

2 模擬集成電路設計流程概念

在集成電路工藝發展和市場需求的推動下，系統芯片SOC和IP技術越來越成為IC業界廣泛關注的焦點。隨著集成技術的不斷發展和集成度的迅速提高，集成電路芯片的設計工作越來越復雜，因而急需在設計方法和設計工具這兩方面有一個大的變革，這就是人們經常談論的設計革命。各種計算機輔助工具及設計方法學的誕生正是為了適應這樣的要求。

一方面，面市時間的壓力和新的工藝技術的發展允許更高的集成度，使得設計向更高的抽象層次發展，只有這樣才能解決設計復雜度越來越高的問題。數字集成電路的發展證明了這一點：它很快的從基于單元的設計發展到基于模塊、IP和IP復用的

設計。

另一方面，工藝尺寸的縮短使得設計向相反的方向發展：由于物理效應對電路的影響越來越大，這就要求在設計中考慮更低層次的細節問題。器件數目的增多、信號完整性、電子遷移和功耗分析等問題的出現使得設計日益復雜。

3 模擬集成電路設計流程

3.1 模擬集成電路設計系統環境

集成電路的設計由于必須通過計算機輔助完成整個過程，所以對軟件和硬件配置都有較高的要求。

（1）模擬集成電路設計EDA工具種類及其舉例

設計資料庫―Cadence Design Framework11

電路編輯軟件―Text editor/Schematic editor

電路模擬軟件―Spectre，HSPICE，Nanosim

版圖編輯軟件―Cadence virtuoso，Laker

物理驗證軟件―Diva，Dracula，Calibre，Hercules

（2）系統環境

工作站環境；Unix-Based作業系統；由于EDA軟件的運行和數據的保存需要穩定的計算機環境，所以集成電路的設計通常采用Unix-Based的作業系統，如圖1所示的工作站系統。現在的集成電路設計都是團隊協作完成的，甚至工程師們在不同的地點進行遠程協作設計。EDA軟件、工作站系統的資源合理配置和數據庫的有效管理將是集成電路設計得以完成的重要保障。

3.2 模擬集成電路設計流程概述

根據處理信號類型的不同，集成電路一般可以分為數字電路、模擬電路和數模混合集成電路，它們的設計方法和設計流程是不同的，在這部分和以后的章節中我們將著重講述模擬集成電路的設計方法和流程。模擬集成電路設計是一種創造性的過程，它通過電路來實現設計目標，與電路分析剛好相反。電路的分析是一個由電路作為起點去發現其特性的過程。電路的綜合或者設計則是從一套期望的性能參數開始去尋找一個令人滿意的電路，對于一個設計問題，解決方案可能不是唯一的，這樣就給予了設計者去創造的機會。

模擬集成電路設計包括若干個階段，設計模擬集成電路一般的過程。

（l）系統規格定義；（2）電路設計；（3）電路模擬；（4）版圖實現；（5）物理驗證；（6）參數提取后仿真；（7）可靠性分析；（8）芯片制造；（9）測試。

除了制造階段外，設計師應對其余各階段負責。設計流程從一個設計構思開始，明確設計要求和進行綜合設計。為了確認設計的正確性，設計師要應用模擬方法評估電路的性能。

這時可能要根據模擬結果對電路作進一步改進，反復進行綜合和模擬。一旦電路性能的模擬結果能滿足設計要求就進行另一個主要設計工作―電路的幾何描述（版圖設計）。版圖完成并經過物理驗證后需要將布局、布線形成的寄生效應考慮進去再次進行計算機模擬。如果模擬結果也滿足設計要求就可以進行制造了。

3.3 模擬集成電路設計流程分述

（1）系統規格定義

這個階段系統工程師把整個系統和其子系統看成是一個個只有輸入輸出關系的/黑盒子，不僅要對其中每一個進行功能定義，而且還要提出時序、功耗、面積、信噪比等性能參數的范圍要求。

（2）電路設計

根據設計要求，首先要選擇合適的工藝制程；然后合理的構架系統，例如并行的還是串行的，差分的還是單端的；依照架構來決定元件的組合，例如，電流鏡類型還是補償類型；根據交、直流參數決定晶體管工作偏置點和晶體管大小；依環境估計負載形態和負載值。由于模擬集成電路的復雜性和變化的多樣性，目前還沒有EDA廠商能夠提供完全解決模擬集成電路設計自動化的工具，此環節基本上通過手工計算來完成的。

（3）電路模擬

設計工程師必須確認設計是正確的，為此要基于晶體管模型，借助EDA工具進行電路性能的評估，分析。在這個階段要依據電路仿真結果來修改晶體管參數；依制程參數的變異來確定電路工作的區間和限制；驗證環境因素的變化對電路性能的影響；最后還要通過仿真結果指導下一步的版圖實現，例如，版圖對稱性要求，電源線的寬度。

（4）版圖實現

電路的設計及模擬決定電路的組成及相關參數，但并不能直接送往晶圓代工廠進行制作。設計工程師需提供集成電路的物理幾何描述稱為版圖。這個環節就是要把設計的電路轉換為圖形描述格式。模擬集成電路通常是以全定制方法進行手工的版圖設計。在設計過程中需要考慮設計規則、匹配性、噪聲、串擾、寄生效應、防門鎖等對電路性能和可制造性的影響。雖然現在出現了許多高級的全定制輔助設計方法，仍然無法保證手工設計對版圖布局和各種效應的考慮全面性。

（5）物理驗證

版圖的設計是否滿足晶圓代工廠的制造可靠性需求？從電路轉換到版圖是否引入了新的錯誤？物理驗證階段將通過設計規則檢查（DRC，Design Rule Cheek）和版圖網表與電路原理圖的比對（VLS，Layout Versus schematic）解決上述的兩類驗證問題。幾何規則檢查用于保證版圖在工藝上的可實現性。它以給定的設計規則為標準，對最小線寬、最小圖形間距、孔尺寸、柵和源漏區的最小交疊面積等工藝限制進行檢查。版圖網表與電路原理圖的比對用來保證版圖的設計與其電路設計的匹配。VLS工具從版圖中提取包含電氣連接屬性和尺寸大小的電路網表，然后與原理圖得到的網表進行比較，檢查兩者是否一致。

參考文獻

集成電路輔助設計范文4

關鍵詞：EDA技術；現代電子設計；應用

引言

EDA技術是上世紀90年代飛速發展起來的一項新型技術，是現代電子設計新的發展潮流，其是基于計算機工作平臺，綜合了計算機技術、電子技術、智能化技能等一系列技術達成電子產品的自動化設計。同時，EDA技術是當今信息化時展的必然趨勢，其應用日趨廣泛，涉及信息、通訊、半導體、電子零組件等多個行業，是現代電子設計的核心，在現代電子設計中發揮著至關重要的作用[1]。由此可見，對EDA技術在現代電子設計中的應用開展研究，有著十分重要的現實意義。

1 EDA技術概述

1.1 EDA技術

EDA（Electronics Design Automation），即電子設計自動化，EDA技術是現代電子技術的主要發展趨勢，在電子技術、仿真模擬工作中扮演著十分重要的角色。在電子設計技術中，將可編程邏輯器件應用于系統中可很大程度提高電子設計工作靈活性，可編程邏輯期間在軟件編程過程中重構器件的結構、運行方式，進一步使設計硬件靈活性得到顯著改善。可編程邏輯器件應用結構原理、運行方式等的不斷發展，使以往的數字系統設計理念、方法、過程等均實現了轉變，一定水平上促進了現代電子技術的革新。在可編程邏輯器件相關技術越來越成熟及計算機技術飛速發展背景下，EDA技術逐漸在電子設計領域中得到廣泛推廣。EDA技術基于計算機上的EDA工具軟件平臺實現設計文件過程中依托硬件描述語言開展系統邏輯描述。EDA技術幫助設計人員通過硬件描述語言、電子設計自動化等實現對系統硬件功能的設計工作，其可自動實現邏輯分割、邏輯編譯、布局布線等功能，進一步促進電子線路系統功能的全面達成[2]。

1.2 EDA技術發展

伴隨計算機技術、電子系統設計技術以及集成電路技術的不斷進步，為EDA技術發展創造了良好契機，EDA技術的發展、推廣，不僅顯著縮短了產品的開發周期，還極大水平改善了產品的性能及價格比。EDA技術發展，具體可劃分成四個階段：

（1）上世紀70年代――計算機輔助設計階段，這一發展階段主要體現于CAD技術方面，計算機輔助設計得到了一定的推廣。人們逐步以計算機作為輔助開展IC版圖編輯、PCB布局布線等工作，取代了過去的手工作業方式。于此階段手工繪圖方式得到了一定優化，進而在計算機輔助設計發展作用上得到了有效凸顯。

（2）80年代――計算機輔助工程階段，該階段是在上一階段基礎上引入一系列新型應用功能，在具備圖形繪制功能的同時，還增添了電路功能設計及結構設計，并且通過電氣連接網絡表實現了兩者的有效結合。計算機輔助工程主要功能包括：原理圖輸入、邏輯仿真、自動布局布線以及電路分析等。在這一系列功能應用上，通過將原理圖、邏輯圖等用以重要應用內容，實現了設計功能的進一步豐富。

（3）90年代――電子系統設計自動化階段，該階段電子設計自動化目標得以實現，可經由高級描述語言及系統識別仿真等優勢開展應用，極大水平改善了設計的效率。

（4）現代EAD技術即為將計算機作為工具，基于EDA軟件平臺，結合硬件描述語言實現的設計文件，可自動實現用軟件方式描述的電子系統到硬件系統的邏輯仿真、布局布線、邏輯綜合等，進而實現對相關目標芯片邏輯映射、適配編譯等操作[3]。

2 EDA技術在現代電子設計中的應用作用及意義

2.1 EDA技術在現代電子設計中的應用作用

憑借EDA技術廣泛的應用范圍，將其應用于現代電子設計中，可起到一系列的作用。對于現代電子設計而言，相對流行的編程方式即為無線編程、在線編程，而EDA技術不僅能夠充分適應電子設計的發展，還可促進達成無障礙編程，在編程過程中的保密性還能夠得到有效保障。EDA技術還有著十分顯著的可靠性，可有效解決電子設計中復位障礙、跑飛等問題。還可于集成、壓縮功能應用情況下，完成對電子產品系統向某一芯片中的有效集成，如此可為設計管理實踐帶來極為便利，促進對電子設計風險控制工作的開展，還可使電子設計可靠性得到有效保障。除此之外，EDA技術在現代電子設計中的應用，還可收獲極高的效率，可達成多任務同時運行的目的。在EDA技術應用實踐中，可于多模塊功能應用情況下，有效加快電子設計速度及改善子設計效率水平，推動電子設計工作進一步朝信息市場化方向發展。另外，EDA技術還具備一定的適應性，通過對其高速、高效及大容量等特點的有效成效，積極促進電子設計的創新升級。EDA技術的一系列特征優勢的凸顯可積極促進現代電子設計的有序發展。

2.2 EDA技術在現代電子設計中的應用意義

電子技術是一項有著極強專業性的技術，現階段用于電子技術設計中的軟件多種多樣，經由選取適用的應用軟件，便可有效改善電子技術設計效率。EDA技術在現代電子設計中的應用有著十分重要的意義，EDA技術是將計算機用以主要平臺，然后將一系列相關技術開展綜合應用。對于現代電子設計而言，EDA技術是發展的新潮流，具備各式各樣優勢作用發揮，將其應用于現代電子設計中可收獲諸多便利。伴隨EDA技術的逐步發展進步，無不為現代電子設計帶來新的轉變，可有效改善全面電子技術設計效率水平，因此將EDA技術應用于電子技術設計中十分重要。

3 EDA技術的要點內容

ESDA可算得上是現代電子設計的最新發展方向，可將其理解為：設計人員依據自頂向下設計方法，對全面電子系統開展方案規劃及功能劃分，系統的關鍵電路通過一片或者幾片特定集成電路（ASIC）達成，然后依托硬件描述語言開展系統行為級設計，最后經由適配器、綜合其得到最終目標器件。該種設計方法可稱之為高層次電子設計方法。

3.1 自頂向下設計方法

對于自頂向下設計方法而言，第一步要從系統設計展開，于頂層開展功能方框圖劃分及結構制定。于方框圖一級開展仿真、糾錯，同時選取硬件描述語言對高層次系統行為開展描述，于系統一級開展驗證。緊接著選取綜合優化工具得出對應門電路網表，網表相關的物理實現級既可以是印刷電路板，又可以是專用集成電路。設計的主要仿真、調試過程是于高層次上實現的，如此不僅可為盡早覺察結構設計中的錯誤提供便利，提高設計工作效率，還可減輕邏輯功能仿真的工作量，提升系統設計一次成功率[4]。

3.2 硬件描述語言

硬件描述語言指的是一類開展電子系統硬件設計的計算機語言，其借助軟件編程來對電子系統中各項內容開展有效描述，諸如電子系統的連接形式、電路結合以及邏輯功能等。近年來，在大型電子系統設計中硬件描述語言得到廣泛應用。上世紀80年代美國國防部研發出高速集成電路硬件描述語言，以作用于對EDA產品不兼容問題進行解決，此外還可作用于開展多層次設計。IEEE利用高速集成電路硬件描述語言對過去硬件描述語言一系列功能予以了覆蓋。IEEE作為一類全方位的硬件描述語言，其涵蓋了多個設計層次，諸如邏輯門級、系統行為級以及寄存器傳輸等，并且還支持多種不同形式對全面項目開展混合描述。高速集成電路硬件描述語言一方面具備極佳的移植性，一方面其的設計還為工藝間轉換提供了極大便利，同時高速集成電路硬件描述語言使得設計人員主要工作轉變為開展實現與調試系統功能。

3.3 ASIC設計

面對電子系統集成電路中存在的各式各樣問題，包括可靠性不足、功耗大以及體積大等，可于集成電路設計過程中引入ASIC芯片開展解決。伴隨現代電子產品市場需求的逐步嚴苛，ASIC芯片可劃分成全定制ASIC、半定制ASIC以及可編程ASIC。在對全定制ASIC芯片進行設計過程中，設計人員要對芯片上全面晶體管幾何圖形、工藝規則予以界定，然后把設計成果轉交給IC生產商掩膜制造，如此可最大限度的確保ASIC芯片獲取最理想的性能，進一步實現高效、高利用率以及低能耗的目的。

4 EDA技術電子設計流程

EDA技術是一項系統級的設計技術，是一類層次比較高的電子設計手段，該項應用技術基于概念驅動，確保電子設計工作人員在設計過程中無需對門級原理圖開展利用，工作人員在確立設計目標后便可應用EDA技術對電路予以描述，如此一方面可有效縮減電路西決的制約，一方面可有效強化設計人員設計創造水平[5]。EDA系統支持設計人員把概念構思、高層次描述輸入進計算機后，基于系統規則實現對電子產品的設計。就EDA技術電子設計流程而言，主要可劃分為系y劃分、圖形或者VHDL輸入、代碼級功能仿真、適配前時序仿真及ASIC實現等，具體而言：（1）電子設計通過文本或圖形編輯器對設計描述予以呈現，即為實現設計表述；（2）電子設計通過編譯器對設計開展錯排編譯，也就是輸入硬件描述語言程序；（3）設計人員對硬件、軟件開展溝通，為達成功能仿真提供便利，也就是綜合；（4）在仿真設計檢測滿意后，借助FPGA開展邏輯映射操作，即為編程下載，由此系統級設計便宣告結束。EDA技術電子設計流程，如圖1所示。

5 EDA技術的應用

近年來，EDA技術得到飛速發展，在諸多領域的電子系統設計工作得到廣泛推廣，包括通訊、教學、醫學、航天、國家計算機應用、工業生產等等，并發揮著十分重要的作用。

5.1 EDA技術在通訊中的應用

EDA技術在科研研究中的應用，主要借助電路仿真工具開展電路設計、仿真；借助虛擬設備開展產品調節試用；在儀器設備中應用FPGA器件開發。對于CDMA無線通信系統而言，全面無線基站、移動手機均于同一頻譜下運行，為了對各種呼叫進行區分，各部手機均有著一個特有的碼序列，CDMA基站唯有對多種觀點碼序列進行有效判定，方可對不同傳呼進程開展分辨，而此處的判定是經由匹配濾波器輸出呈現于輸入數據流中探測到的特定碼序列。FPGA可提供適用的濾波器設計，同時還具備DSP高級數據處理功能，所以FPGA在現代通訊領域中得到廣泛推廣。

5.2 EDA技術在生物醫學工程中的應用

EDA技術是電子設計的重要工具，不管是芯片設計，還是系統設計，倘若未有得到EDA工具的支持，均將無法實現。近年來，生物醫學工程領域對EDA技術進行了引入，該項技術一方面可促進對人體血壓、心率等生理信號展開更為準確的檢測，一方面可經由相關設計達成對生理信號的濾波、醫學圖像檢測等處理，使得生理信號更具臨床使用價值。所以，EDA技術在生物醫學工程領域有著十分可觀的發展前景。

5.3 EDA技術在產品設計、生產中的應用

無論是數字信號處理器、性能極佳的微處理器，還是電子電路、冰箱、電視機等，EDA技術不僅應用于前期計算機模擬仿真、產品調試，還應用于電子設備的研發、制造，電路板焊接等一系列環節，并在其中發揮著至關重要的作用。某種意義上而言，EDA技術已然轉變成電子工業領域中必不可少的一部分。

6 結束語

總而言之，EDA技術是當今信息化時展的必然趨勢，其應用日趨廣泛，涉及信息、通訊、半導體、電子零組件等多個行業，是現代電子設計的核心，在現代電子設計中發揮著至關重要的作用。伴隨EDA技術的日趨成熟，其將進一步推進電子產業及電子設計領域的技術變革，將進一步提升電子設計水平。鑒于此，相關人員務必要清楚認識EDA技術在現代電子設計中的應用作用及意義，強化EDA技術在現代電子設計中的科學合理應用，不斷鉆研研究、總結經驗，積極促進電子技術設計有序發展。

參考文獻

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[3]蔡潔華，路多，張紅，等.淺談 EDA技術發展背景及在電子線路設計中的應用[J].數字化用戶，2013（14）：215-216.

集成電路輔助設計范文5

關鍵詞：EDA技術 教學內容 教學方法 實踐教學

EDA（Electronic Design Automation，即電子設計自動化）技術的產生和發展是和計算機技術的的發展緊密相連的，是一門綜合了現代電子技術與計算機技術最新研究成果、以計算機為工作平臺，對電子線路、系統或芯片進行自動化設計與應用的計算機輔助設計技術。

在西方發達國家，EDA技術已在電子工業界得到廣泛應用，許多大學已將EDA融入教學并占有重要地位。目前在這方面的教學我們國家落后于發達國家十多年，電子課程體系及課程內容設置不夠合理，課程的教學內容還未能適應當前電子技術特別是電子設計技術的發展，因此以開展EDA教學為契機、和國際先進水平接軌，深入進行面向21世紀電子類課程體系、課程內容、教學方法和實踐教學的改革迫在眉睫。

一、EDA技術的發展概況

EDA技術隨著計算機、集成電路、電子系統設計的發展，經歷了一個由淺到深的過程。

二十世紀70年代，隨著中小規模集成電路的開發應用，傳統的手工制圖設計印制電路板和集成電路的方法已無法滿足設計精度和效率的要求，而計算機作為一種運算工具已在科研領域得到廣泛應用，因此這一時期的工程師開始利用計算機取代手工勞動，輔助設計印制電路板，以便解脫繁雜、機械的版圖設計工作，這就是EDA技術的雛形。

到了80年代，為了適應電子產品在規模和制作上的需要，隨著計算機技術的高速發展，應運出現了以計算機仿真和自動布線為核心技術的第二代EDA技術，其特點是以軟件工具為核心，通過這些軟件完成產品開發的設計、分析、仿真、測試等各項工作。

90年代后，EDA技術繼續發展，出現了以高級語言描述、系統級仿真和綜合技術為特征的第三代EDA技術，通常也稱為ESDA(Electronic System Design Automation)階段。在這個階段，人們開始追求貫徹整個設計過程的自動化，以從繁重的設計工作中徹底解放出來，把精力集中于創造性的方案與概念構思上，從而提高設計效率，縮短產品的研制周期。可以說這一階段才真正稱得上是EDA時期。

進入21世紀后，EDA技術得到了更大的發展，電子技術全方位進入EDA領域，軟硬件技術進一步融合，除了日益成熟的數字技術外，模擬電路系統硬件描述語言的表達和設計標準化，可編程模擬器件出現，軟件無線電技術正在崛起。

二、EDA技術發展促進電子專業教學內容的改革

傳統的電子專業教學內容是專業基礎課程（模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術等課程）加典型整機電路分析（電視機、音響、VCD等）。

隨著計算機技術在各行各業的應用，電子專業正在經歷著從傳統的電子技術向現代電子技術的發展，現代電子技術的核心技術就是EDA技術。在電子專業的教學中，將EDA技術涉及的內容引入到教學過程中，改革電子專業的教學，是現代電子技術發展的需要。

目前國內外開展EDA教學內容一般有：

1．在模擬電子技術、數字電子技術等專業基礎課程中，增加EDA仿真方面的內容，讓學生掌握用EDA仿真軟件，比如流行的Multisim通用電路分析設計軟件，進行電路仿真測試、交直流分析、頻率響應分析、電路參數掃描分析、電路容差分析等。

2．將計算機輔助設計印制電路板板內容加入到教學中，由于EDA技術發展迅速，很多企業都推出了自己優秀的EDA軟件，如Protel、PowerPCB、Layout等，在教學中可以選擇比較通用的軟件開展教學，現在很多學校選擇使用Protel軟件輔助印制電路板設計。

3．增加一門課程講解EDA技術及應用，使學生熟悉并掌握現代大規模可編程邏輯器件的設計、仿真及開發應用技術，以跟蹤現代數字電子技術發展、應用潮流與趨勢，為他們畢業后能迅速適應專業工作需求打好扎實的技術基礎。世界上有許多公司如Altera公司、Xilinx公司、Lattice公司等致力于這方面的研究，生產出集成度越來越高的可編程邏輯芯片，同時推出了開發這些芯片所需要的EDA工具軟件。至于在教學中選擇哪家公司開發的EDA工具軟件和相應的可編程邏輯器件，則屬見仁見智的問題。但Altera公司作為世界上最大的CPLD/FPGA芯片生產廠家，其產品的類別是最多的，市場占有份額最大，一般可以選擇Altera公司開發的EDA集成工具軟件QuartusⅡ、芯片可采用10000門集成度的FLEX10K可編程芯片進行這門課程的教學。

三、EDA技術發展促進電子專業教學方法的改革

傳統的電子專業教學工具是一塊黑板加一支粉筆，教師在黑板上畫圖分析，往往是教師講得口干舌燥，學生卻是覺得抽象難懂，大大影響了學生對電子專業的興趣和學習。

現在將EDA技術在仿真方面的成就應用到電子專業的教學中，采用多媒體加仿真的方式進行講解和分析，可以大大提高課堂教學的效果。譬如講解放大電路部分，教師可以采用EDA仿真軟件如Multisim或其他的電路仿真軟件連接放大電路，然后運行，可以調用虛擬儀器示波器觀測電路的輸入輸出波形，在講課的過程中，學生就可以很直觀地看到輸入信號被放大了，根據輸入輸出波形還可以直接計算電路的放大倍數，然后再和理論計算的放大倍數進行比較。還可以改變電路的參數如基極電阻的大小，使放大電路工作到飽和或截止狀態，利用虛擬儀器觀察輸出信號的波形失真。再調用虛擬儀器萬用表測量三極管的基極、集電極、發射極的電壓，總結出電路工作在放大、截止、飽和時電路參數的變化情況。很顯然這樣的教學方法學生學起來直觀，感興趣，容易理解接受，教師教起來也得心應手。所以借助于多媒體技術運用EDA仿真軟件改進電子專業教學方法，可以使課堂教學更加形象生動。

四、EDA技術發展促進電子專業實踐教學的改革

在專業實踐教學方面，主要包括實驗和實訓。EDA技術的發展對這些實踐教學更是帶來了全面革新和極大沖擊。

傳統的實驗教學學生用分立元件在實驗板上搭接電路進行測試，后來很多高校采用實驗臺，學生只需要搭接積木一般將電路搭好進行測試就算完成了實驗。根據筆者多年的教學經驗，這種實驗方式由于元件、試驗臺本身等等問題，學生實驗往往很難做成功，教師疲于解決實驗中出現的低級故障如接觸不良、元件損壞等。這樣的實驗教學很難達到提高學生在實驗的過程中理解并掌握課堂上學過的理論知識、發現問題并解決問題的能力，很難讓學生有一個充分發揮其思維的空間。

隨著EDA技術的發展，特別是功能強大的EDA仿真軟件的推出（如Multisim電子仿真軟件），對于實驗，特別是驗證性實驗完全有條件利用計算機來進行以前必須用硬件才能完成的實驗，需要用硬件實現的實驗也可以先進行計算機仿真、模擬調試后再用硬件來實現。在電子專業的實驗教學中引入EDA仿真軟件可以提高實驗效率，增強實驗的趣味性和新穎性，學生在實驗過程中不用擔心元件被損壞，可以大膽地做實驗，充分發揮其思維空間。當然并不是說軟件能完全代替硬件，完全離開硬件的軟件仿真會讓學生的思維停留在軟件的階層，無法和硬件聯系起來，軟件仿真只是輔助我們分析設計電路，通過仿真理解這個電路的工作原理，最后還要再硬件搭接調試該電路，這樣在調試的過程中出現問題，就能自己思考、自己解決，從而提高學生的動手能力、分析問題解決問題的能力。

傳統的實訓都是附屬于某門課程的實訓，如模擬電子技術實訓，數字電子技術實訓、單片機實訓等。隨著EDA技術的發展，對于實訓可以打破課程的局限，將EDA的內容用于實訓教學中，采用設計―仿真―制版―安裝―調試的方式完成電子技術實訓，實訓的內容根據前面幾個學期所學的內容進行整合，從易到難。比如在電子專業第三個學期進行電子技術實訓，設計的內容要求融合模擬電子技術、數字電子技術的知識，在設計的過程中學生可以在計算機上利用仿真軟件（如Multisim）進行軟件調試，一人一機，只有仿真調試成功電路才能進入下一個環節―制版。在這個環節學生可以利用EDA板級設計工具輔助印制電路板設計（如Protel軟件），將仿真調試成功的原理圖設計成印制電路板（PCB），PCB軟件設計成功后，再將其制作成印制電路板。這時教師可以根據學生設計的電路發給元件，學生進行安裝調試，由于已經用軟件仿真調試過電路，印制電路板也是自己設計制作出來的，在硬件調試中出現的問題，學生可以自己分析直到解決，大大提高他們的實踐能力，并且實訓的過程中要用到多門課程所學的內容，這樣經過實訓，學生就能將這些知識融會貫通用于實踐。

目前EDA技術發展已經能實現電子設計全自動化，設計者只需要采用硬件描述語言表述要設計的電子系統的功能，借助于功能強大的EDA工具（如QutersⅡ），將程序下載到可編程邏輯器件FPGA或CPLD中，就可以完成電子系統的硬件設計，實現用軟件的方法設計硬件。單片機技術在電子專業的教學中比較成熟，單片機控制功能更強大一些，但在邏輯功能方面稍欠缺，將單片機和FPGA/CPLD結合起來能完成高性能要求的電子系統。分析歷年歷屆全國電子設計競賽賽題，基本上都是要求設計具有一定智能化的電子系統，如果不使用現代電子設計手段，不使用單片機技術、EDA技術等現代電子設計技術基本是不可能完成的。所以作為高校的實訓要加強單片機、EDA技術的實訓，制作調試基于芯片級的電子系統，讓實訓和現代電子技術接軌，大膽地改革以往實訓的內容，這樣培養的人才才是社會所需要的。

結束語

EDA技術是電子設計領域的一場革命，給電子系統的設計帶來了革命性的變化，使得電子系統的設計方便高效。目前EDA技術正處于高速發展階段，每年都有新的EDA工具問世。我國的EDA技術處在發展階段，將EDA技術引入到高等學校的教學中，改革電子專業的教學，加強EDA的學習，提高學生使用EDA技術的能力，為我國的電子信息產業提供優秀的電子設計人才，是高等教育面臨的迫切任務。

參考文獻：

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［3］潘松，黃繼業.EDA技術實用教程(第二版)［M］.科學出版社，2005.2.

集成電路輔助設計范文6

注意事項：

1. 用鋼筆或圓珠筆將答案直接寫在答題紙上，寫在試題后面一律無效。

2. 試卷共10頁。

3. 答卷前將答題紙上密封線內的項目填寫清楚。

一、單項選擇題(共70小題，每題1分，共70分。在給出的選項中，只有一項是最準確的，請將你選擇的答案寫在答題紙上相應位置處)

1.依據計算機采用的主要電子元器件，當前計算機發展處在_________階段。

A.電子管 B.晶體管

C.大規模和超大規模集成電路 D.中小規模集成電路

2.計算機中表示信息的最小單位是______________

A.位 B.字節

C.字 D.字符

3.計算機的主要特點不包括__________________

A.運算速度快 B.計算精度高

C.顯示器尺寸大 D.程序控制自動運行

4.計算機在企業管理中的應用屬于_______________

A.科學計算 B.數據處理

C.計算機輔助設計 D.過程控制

5.“神舟七號”飛船應用計算機進行飛行狀態調整屬于_________

A.計算機輔助制造 B.計算機輔助設計

C.信息管理 D.實時控制

6.有關計算機程序的說法正確的是_____________

A.程序都在CPU中存儲并執行 B.程序由外存讀入內存后，在CPU中執行

C.程序在外存中存儲并執行 D.程序在內存中存儲，在外存中執行

7.計算機指令中的操作數部分指出的是_____________

A.數據的操作 B.數據的格式

C.數據或數據的地址 D.數據的編碼

8.計算機中選擇存儲器單元的信號是通過________總線傳輸。

A.控制 B.地址 C.數據 D.USB

9.某微機內存1G，指該微機有1GB的________

A.RAM B.ROM

C.RAM和ROM D.高速緩存

10.在主存儲器和CPU之間加高速緩存，目的是___________

A.解決CPU和主存之間的速度匹配問題

B.擴大主存儲器的容量

C.增加CPU中通用寄存器的數量

D.擴大主存儲器的容量和增加CPU中通用寄存器的數量

11.計算機系統由_________組成

A.計算機和外部設備 B.外部設備和程序

C.操作系統和應用程序 D.硬件系統和軟件系統

12.裸機是指沒有裝入____________的計算機。

A.應用軟件 B.CAD軟件 C.任何軟件 D.字處理軟件

13.在計算機中，外設與CPU__________

A.直接相連 B.經過接口相連

C.無連接標準 D.在生產時集成在一起

14.操作系統的主要功能不包括________

A.處理機管理 B.存儲器管理

C.設備管理 D.網站管理

15.提供用戶與計算機之間接口的是__________

A.應用軟件 B.操作系統

C.輸入設備 D.輸出設備

16.操作系統的英文縮寫為________

A.AO B.OA

C.OS D.OP

17.二進制數1001110110轉換成八進制數的結果為_________

A.4D6 B.1238

C.2326 D.4155

18.字符“A”、“a”、“2”、“9”中ASCH碼值的是___________

A.A B.a

C.2 D.9

19.我國頒布的最新漢字編碼標準是___________

A.GB1988 B.BG2312-80

C.BIG5 D.GB18030-2000

20.關于程序和軟件，說法正確的是__________

A.程序僅指軟件 B.軟件包括程序

C.程序包括軟件 D.軟件僅有程序

21.資源管理器中不能按___________方式排列圖標。

A.名稱 B.大小 C.類型 D.內容

22.Windows XP中，通過“用戶賬戶”組件不能進行________操作。