EDA与FPGA.ppt

E D A 技术,主要内容,EDA的主要研究内容、范畴 EDA的典型设计方法 可编程逻辑器件的设计方法,主要内容,EDA的主要研究内容、范畴 EDA的典型设计方法 可编程逻辑器件的设计方法,微电子工业增长预测,GWP=Gross World Product 数据来源：A.R.Newton,EECS Depart.,U.C Berkeley,1997,Moore定律,The number of transistors per integrated circuit would double every 18 month.,这个论断是在第一块平面集成电路产生6年以后的1965做出的。 当时认为这个发展趋势将持续到1975年。 这个发展规律在目前仍是正确的。,Intel 微处理器的发展情况,Intel 微处理器的发展情况,数据来源：Intel，2002,2010年展望,单片集成度 10亿（1 billoin）门ASIC 640亿（64G）位的Memory 互连将对性能、功耗、可靠性等起决定作用 复杂的系统芯片（SOC）的广泛应用 IP及其复用技术,EDA技术,EDA： Electronic Design Automation(电子设计自动化)的缩写。,以计算机的硬件和软件作为基本平台 以计算机科学、微电子技术、应用电子技术、智能技术为基础 集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、优化理论,EDA技术发展,计算机辅助设计CAD （computer Assist Design）,计算机辅助工程设计CAE （computer Assist Engineering）,电子系统设计自动化EDA （Eletronic Design Automation）,掩膜,图形生成,版图,布局布线,逻辑,逻辑综合,功能,行为综合,行为,20世纪70年代 计算机辅助设计,20世纪80年代 计算机辅助工程,20世纪90年代 电子设计自动化,EDA技术发展,Gate 与工艺库相关的低级描述,Register 元件/标准单元互连 时序约束,Behavior 系统功能描述 时序/功耗/面积约束,Mask 物理布局布线描述,简化设计流程,EDA与电子系统设计,传统的电子系统设计： 搭积木式方法 数字系统由固定功能的集成电路构成 “自底向上(Bottom-up)”设计方法 元件种类和数量多，体积、功耗大、可靠性差，不易修改 EDA技术： 基于芯片的设计方法 大量使用可编程逻辑器件和EDA工具 “自顶向下（Top-down）”设计方法 设计灵活，元件种类和数量少，体积小、功耗低、可靠性高,EDA与电子系统设计,EDA技术一直滞后于制造工艺的发展； EDA技术将随着微电子技术、计算机技术的不断发展而发展； 向智能性更高、功能更强、高层综合的方向发展; 支持软、硬件协同设计； 设计验证变得很复杂。,EDA设计层次与研究范畴,电子工程设计与EDA,传统设计：底层 到 顶层 Down to Top EDA设计：顶层 到 底层 Top to Down,EDA主要应用范畴,EDA技术特征, 硬件采用工作站和PC机，UNIX操作系统，目前有向Linux系统过渡的趋势，普通的EDA软件以Windows为主。 IP模块化器件的设计和可重复利用功能。 EDA技术采用高级硬件语言描述硬件结构、参数和功能，具有系统级仿真和综合能力。在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。 (4)EDA工具一般由两部分组成，逻辑工具和物理工具。 (5)EDA的主要目标是设计PCB、PLD以及IC版图。,主要内容,EDA的主要研究内容、范畴 EDA典型设计方法 可编程逻辑器件的设计方法,EDA典型设计方法,行为描述法； IP设计与复用技术； ASIC设计方法； SOC（System on chip:系统芯片）设计方法； 软硬件协同设计方法等。,行为描述法,现代系统设计的目的：将行为描述的设计文件以极小的时间、最小的代价，转换成一个硬件实体。 行为描述是利用硬件描述语言（VHDL、Verilog HDL、System C）对硬件的行为进行描述，从而实现电路的最终功能。,IP设计与复用技术,IP核概念使得EDA技术呈现崭新的风貌。 IP器件的功能独立性和程序修改的方便性使得IP核可以重复利用，实现了知识产权的有偿使用，促进了产业分工，IP设计本身就是一个产业。 IP器件库的建立和IP复用技术的研究已经被列入国家的高技术发展计划。,ASIC设计方法,ASIC（Application Specific IC，专用集成电路）就是按照特定的使用目的设计的集成电路。常用的设计方法有： (1)全定制设计方法 (2)定制设计方法 (3)半定制设计方法 (4)硅编译法 (5)可编程逻辑器件法,SOC 系统芯片）,将系统的全部功能模块集成到单一半导体芯片上；,软硬件协同设计方法,什么是软硬件协同设计? 从一个给定的系统任务开始，通过有效地分析系统任务和所需要的资源，采用一系列的变换方法并且遵循特定的准则，自动生成符合系统功能要求的、符合实现代价约束的硬件和软件框架。 传统的协同设计：例：单片机系统 现代协同设计需要解决的问题：系统建模、协同综合、协同仿真和协同验证,SW/HW协同设计流程图,电子系统开发过程示意图,TOP-DOWN设计方法流程,主要内容,EDA的主要研究内容、范畴 EDA典型设计方法 可编程逻辑器件的设计方法,可编程逻辑器件,可编程逻辑器件PLD： 20世纪70年代发展起来的新型逻辑器件。它是一种通用型器件 大规模集成电路技术与CAD、CAM和CAT相结合的产物 带给数字系统设计方法革命性的变化,集成密度可分为低密度和高密度：,可编程逻辑器件分类,可编程逻辑器件的密度分类,可编程逻辑器件的基本结构,逻辑阵列块 输入输出块