淺談電子設(shè)計(jì)自動化（EDA）的優(yōu)點(diǎn)以及意義

在傳統(tǒng)的數(shù)字電子系統(tǒng)或IC設(shè)計(jì)中，手工設(shè)計(jì)占了較大的比例。一般先按電子系統(tǒng)的具體功能要求進(jìn)行功能劃分，然后將每個電子模塊畫出真值表，用卡諾圖進(jìn)行手工邏輯簡化，寫出布爾表達(dá)式，畫出相應(yīng)的邏輯線路圖，再據(jù)此選擇元器件，設(shè)計(jì)電路板，最后進(jìn)行實(shí)測與調(diào)試。

手工設(shè)計(jì)方法主要有以下缺點(diǎn)：復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試十分困難;由于無法進(jìn)行硬件系統(tǒng)功能仿真，如果某一過程存在錯誤，查找和修改十分不便;設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生大量文檔，不易管理;對于IC設(shè)計(jì)而言，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程與具體生產(chǎn)工藝直接相關(guān)，因此可移植性差;只有在設(shè)計(jì)出樣機(jī)或生產(chǎn)出芯片后才能進(jìn)行實(shí)測。與之相比，EDA技術(shù)的優(yōu)勢則顯而易見。

1.用HDL對數(shù)字電子系統(tǒng)進(jìn)行抽象的行為與功能描述到具體的內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)描述，從而可以在電子設(shè)計(jì)的各個階段、各個層次進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬驗(yàn)證，保證設(shè)計(jì)過程的正確性，可以大大降低設(shè)計(jì)成本，縮短設(shè)計(jì)周期。

2.EDA工具之所以能夠完成各種自動設(shè)計(jì)過程，關(guān)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(shè)計(jì)文檔的管理。

4.EDA技術(shù)中最為令人矚目的功能，即最具現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)特征的功能是日益強(qiáng)大的邏輯設(shè)計(jì)仿真測試技術(shù)。這極大地提高了大規(guī)模系統(tǒng)電子設(shè)計(jì)的自動化程度。

5.傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)方法至今沒有任何標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范加以約束，因此，設(shè)計(jì)效率低，系統(tǒng)性能差，開發(fā)成本高，市場競爭能力小。EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)語言是標(biāo)準(zhǔn)化的，不會由于設(shè)計(jì)對象的不同而改變;它的開發(fā)工具是規(guī)范化的，EDA軟件平臺支持任何標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)語言;它的設(shè)計(jì)成果是通用性的，IP核具有規(guī)范的接口協(xié)議。良好的可移植與可測試性，為系統(tǒng)開發(fā)提供了可靠的保證。

6.EDA技術(shù)最大的優(yōu)勢就是能將所有設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)納入統(tǒng)一的自頂向下的設(shè)計(jì)方案中。

7.EDA不但在整個設(shè)計(jì)流程上充分利用計(jì)算機(jī)的自動設(shè)計(jì)能力，在各個設(shè)計(jì)層次上利用計(jì)算機(jī)完成不同內(nèi)容的仿真模擬，而且在系統(tǒng)板設(shè)計(jì)結(jié)束后仍可利用計(jì)算機(jī)對硬件系統(tǒng)進(jìn)行完整的測試。而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，如單片機(jī)仿真器的使用僅僅只能在最后完成的系統(tǒng)上進(jìn)行局部的軟件仿真調(diào)試，在整個設(shè)計(jì)的中間過程是無能為力的。四、電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)的展望目前，現(xiàn)代集成電路技術(shù)的發(fā)展使以現(xiàn)場可編程門陣列為代表的大容量可編程邏輯器件的等效門數(shù)迅速提高，其規(guī)模直逼標(biāo)準(zhǔn)門陣列，達(dá)到了系統(tǒng)集成的水平。特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著CPLD、FPGA等現(xiàn)場可編程邏輯器件的逐漸興起，VHDL、Verilog等通用性好、移植性強(qiáng)的硬件描述語言的普及，ASIC技術(shù)的不斷完善，EDA技術(shù)在現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)和微電子技術(shù)應(yīng)用中起著越來越重要的作用。從通常意義上來說，現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)再也離不開EDA技術(shù)的幫助了。

電子設(shè)計(jì)自動化的意義

子元器件發(fā)展史其實(shí)就是一部濃縮的電子發(fā)展史。電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來的新興技術(shù)，二十世紀(jì)發(fā)展最迅速，應(yīng)用最廣泛，成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志。?????第一代電子產(chǎn)品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一只半導(dǎo)體三極管，它以小巧、輕便、省電、壽命長等特點(diǎn)，很快地被各國應(yīng)用起來，在很大范圍內(nèi)?取代了電子管。五十年代末期，世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路，它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上，使電子產(chǎn)品向更小型化發(fā)展。集成電路從小規(guī)模集?成電路迅速發(fā)展到大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路，從而使電子產(chǎn)品向著高效能低消耗、高精度、高穩(wěn)定、智能化的方向發(fā)展。由于，電子計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷的四?個階段恰好能夠充分說明電子技術(shù)發(fā)展的四個階段的特性，所以下面就從電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個時代來說明電子技術(shù)發(fā)展的四個階段的特點(diǎn)。

我國電子元件的產(chǎn)量已占全球的近39%以上。產(chǎn)量居世界第一的產(chǎn)品有：電容器、電阻器、電聲器件、磁性材料、壓電石英晶體、微特電機(jī)、電子變壓器、印制電路板。

伴隨我國電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，珠江三角洲、長江三角洲、環(huán)渤海灣地區(qū)、部分中西部地區(qū)四大電子信息產(chǎn)業(yè)基地初步形成。這些地區(qū)的電子信息企業(yè)集中，產(chǎn)業(yè)鏈較完整，具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模和配套能力。

我國電子材料和元器件產(chǎn)業(yè)存在一些主要問題：中低檔產(chǎn)品過剩，高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口;缺乏核心技術(shù)，產(chǎn)品利潤較低;企業(yè)規(guī)模較小，技術(shù)開發(fā)投入不足。

光電子器件組裝的自動化技術(shù)將是降低光電子器件成本的關(guān)鍵。手工組裝是限制光電子器件的成本進(jìn)一步下降的主要因素。自動化組裝可以降低人力成本、提高產(chǎn)?量和節(jié)約生產(chǎn)場地，因此光電子器件組裝的自動化技術(shù)的研究將是降低光電子器件成本的關(guān)鍵。由于光電子器件自動化組裝的精度在亞微米量級，自動化組裝生產(chǎn)一?直被認(rèn)為是很困難的事，但近來有很大突破。國外的學(xué)術(shù)期刊已多次報道在VCSEL、新型光學(xué)準(zhǔn)直器件和自對準(zhǔn)等技術(shù)進(jìn)步基礎(chǔ)上，光器件自動化組裝實(shí)現(xiàn)的突?破，同時專門針對自動化組裝的光電子器件設(shè)計(jì)也正在興起。2002年OFC展覽會上有十多家自動封裝、自動熔接設(shè)備廠商參展，熔接、對準(zhǔn)、壓焊等許多過去?認(rèn)為只能由人工操作的工藝現(xiàn)在都能由機(jī)械手進(jìn)行。據(jù)ElectroniCast預(yù)測，到2005年自動化組裝與測試設(shè)備的銷量將達(dá)17.1億美元，光電子?器件產(chǎn)值中的70%~80%將由全自動或半自動化組裝生產(chǎn)，?可以說自動化生產(chǎn)線的出現(xiàn)是光電子行業(yè)開始走向成熟的標(biāo)志和發(fā)展的必然。