分享：電子EDA技術(shù)的基礎(chǔ)知識

導(dǎo)讀：：現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心就是EDA技術(shù)。EDA技術(shù)是一門綜合性學(xué)科，它打破了軟件和硬件間的壁壘，代表了電子設(shè)計技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展方向。本文將帶你一起來了解關(guān)于EDA的分類、基本特征、應(yīng)用、常用軟件以及發(fā)展前景。

電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫即是EDA.EDA技術(shù)是把計算機技術(shù)應(yīng)用在電子設(shè)計過程的一門技術(shù)，從而實現(xiàn)了電子設(shè)計的自動化進行，現(xiàn)今EDA技術(shù)已經(jīng)廣泛用于電子電路的設(shè)計仿真以及集成電路版圖設(shè)計、印刷電路板的設(shè)計和可編程器件的編程等工作中。EDA技術(shù)是一門綜合的學(xué)科，它代表了未來電子設(shè)計技術(shù)的發(fā)展方向，打破了軟硬件之間的隔閡。

一、EDA的分類

我們依據(jù)計算機輔助技術(shù)介入程度的不同，將電子系統(tǒng)設(shè)計分為以下三類：

1.人工的設(shè)計方法

此種設(shè)計方法從提出方案到驗證方案等等均需要由人工來完成，并且方案的驗證必須搭建實際的電路來完成驗證。這種人工的設(shè)計方法缺陷在于：開銷特別大，但是效率卻極低，并且周期比較長，還有一點就是現(xiàn)在的產(chǎn)品不是單單靠人工就能夠完成的。

2.計算機輔助設(shè)計CAD

1970年以來，計算機開始被應(yīng)用于Ic版圖設(shè)計以及PCB布局布線，后來發(fā)展為可對電路功能和結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并且在原來的基礎(chǔ)上增添了邏輯仿真、自動布局布線等等的功能?？梢赃@么說CAD技術(shù)的應(yīng)用取得了可喜的成果。但我們也不能過于樂觀，因為各種各樣的軟件層出不窮，每一種設(shè)計軟件只能夠解決一部分的問題，這就造成了軟件不能完全脫離人去設(shè)計，智能化程度不能夠滿足人們的需求。

3.EDA電子設(shè)計自動化

1990年以后是EDA時代的到來。伴隨著電子計算機的不斷發(fā)展，計算機系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于電子產(chǎn)品的設(shè)計和電子產(chǎn)品的測試以及電子產(chǎn)品的制造等各環(huán)節(jié)當(dāng)中。由于電子產(chǎn)品的性能不斷提高以及精密度的增加，產(chǎn)品的更新所需要的時間越來越短。相應(yīng)的，電子產(chǎn)品的設(shè)計和電子產(chǎn)品的測試以及電子產(chǎn)品的制造也必須跟上更新的步伐。同時EDA也是CAD向前發(fā)展的必然產(chǎn)物，是電子設(shè)計的核心內(nèi)容。

二、EDA的基本特征

作為現(xiàn)今社會電子設(shè)計最前沿的技術(shù)，電子設(shè)計工程師可以通過EDA從協(xié)議、算法等等開始對電子系統(tǒng)進行設(shè)計，這樣可以使計算機完成大量的工作，并實現(xiàn)了從電路設(shè)計以及性能分析至設(shè)計出PCB版圖整個過程完全在計算機上實現(xiàn)自動化處理。EDA設(shè)計工程師采用從系統(tǒng)設(shè)計入手，對功能方框圖進行劃分以及對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。設(shè)計工程師對系統(tǒng)硬件功能的完成需要依靠EDA軟件和硬件描述語言。

另一方面，電子設(shè)計的仿真和調(diào)試是在高層次上進行完成的，這樣做的好處是方便在初期發(fā)現(xiàn)一些錯誤，主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計上的，這樣可以有效地減少設(shè)計資源的浪費，同時避免了做大量的邏輯功能仿真工作，使設(shè)計能夠取得一次性成功。又由于電子產(chǎn)品日趨復(fù)雜，集成度又顯著提高，現(xiàn)存的中小型規(guī)模的集成電路已經(jīng)不能夠滿足我們的要求，這就導(dǎo)致了電子電路設(shè)計由小規(guī)模芯片轉(zhuǎn)向了大規(guī)模甚至超大規(guī)模芯片，產(chǎn)生了具有高集成度和低功耗等功能的可編程ASIC器件。

三、EDA的應(yīng)用

隨著EDA技術(shù)的迅猛發(fā)展，EDA技術(shù)主要在以下兩個方面發(fā)揮了巨大作用。首先，在科研方面的應(yīng)用：

主要是應(yīng)用仿真工具，比如P S P I C E、VHDL等，利用這些工具進行電路的設(shè)計以及電路的仿真；還用虛擬儀器對產(chǎn)品進行測試；在儀器中應(yīng)用CPLD/FPGA器件；從事一些ASIC或者PCB的設(shè)計等等，總之EDA技術(shù)在科研方面獲得了廣泛的應(yīng)用。取得了顯著地經(jīng)濟和社會效益。其次，在教學(xué)方面的應(yīng)用：

可以這么說幾乎設(shè)置有電子信息這個專業(yè)的院校，無論理工科還是文科類的高校，幾乎都設(shè)有EDA的課程，設(shè)置這門課程的目的在于，讓同學(xué)們了解EDA的原理，能夠?qū)W會利用HDL對系統(tǒng)邏輯進行描述，同時掌握用其進行仿真實驗的操作方法，達到無論是做畢業(yè)設(shè)計還是以后參加了工作，都能夠進行簡單的設(shè)計。為此我國每2年舉辦一次大學(xué)生電子設(shè)計的競賽，這也是在考察學(xué)生的EDA技術(shù)水平，可以這么說，EDA技術(shù)已經(jīng)是電子領(lǐng)域里不可或缺的一門技術(shù)。

四、EDA的常用軟件

E D A軟件很多，大體上分為P C B設(shè)計軟件、IC設(shè)計、電路設(shè)計以及仿真工具等，下面簡單介紹在我國應(yīng)用比較多的幾個軟件。

1.電子電路設(shè)計以及仿真工具

電子電路設(shè)計以及仿真工具有：SPICE、EWB等等。

1）SPICE工具是由美國加州大學(xué)研發(fā)出的電路分析軟件，由于其廣泛的被使用，同時功能足夠強大，被認為是國際上對電子電路性能模擬的一個標(biāo)準，具有文本輸入和電路原理圖的圖形輸入兩種功能。

2）EWB工具是加拿大Interactive ImageTechnologic Ltd公司研發(fā)的電子電路仿真工具。這款軟件可以提供多種類型的虛擬儀器，可以像操作實際儀器一樣對其進行操作。并且軟件可以提供的元器件種類繁多，器件比較齊全，它在功能上模仿了SPICE,但是沒有SPICE那么多的分析功能。

2. PCB設(shè)計軟件

PCB設(shè)計軟件包括Protel、Cadence PSD、OrCAD、PowerPCB等等，其中Protel在我國應(yīng)用最廣泛，它是由澳大利亞Protel Technology公司研發(fā)的電路板設(shè)計軟件。許多理工類高校都設(shè)有這么課程，而且電路公司幾乎沒有一個不使用它的，它能夠全方位的對電路進行設(shè)計，并且Protel具有易于使用、界面友好等優(yōu)點，電路設(shè)計和PCB設(shè)計是其最有代表性的功能。

五、EDA的發(fā)展前景

21世紀后，大規(guī)模的FPGA、CPLD器件的涌出，使得EDA軟件持續(xù)更新，EDA技術(shù)取得了更大的發(fā)展。如果想?yún)⑴c世界范圍電子市場的競爭，提高競爭能力，那么EDA技術(shù)是需要熟練掌握的，只有這樣電子企業(yè)才能夠生存和發(fā)展下去。（作者：賴裕超）