1.4 EDA技术的优势
传统的数字电子系统或IC设计中,手工设计占了很大的比例。设计流程中,一般先按电子系统的具体功能要求进行功能划分,然后对每个子模块画出真值表,用卡诺图进行手工逻辑化简,写出布尔表达式,画出相应的逻辑线路图,再据此选择元器件,设计电路板,最后进行实测与调试。传统数字技术的手工设计方法的缺点是:
- 对复杂电路的设计、调试十分困难;
- 由于无法进行硬件系统仿真,如果某一过程存在错误,查找和修改十分不便;
- 设计过程中产生大量文档,不易管理;
- 对于IC设计而言,设计实现过程与具体生产工艺直接相关,因此可移植性差;
- 只有在设计出样机或生产出芯片后才能进行实测;
- 所能设计完成的系统规模通常很小,抗干扰能力差,工作速度也很低。
相比之下,EDA技术有很大不同:
(1)用HDL对数字系统进行抽象的行为与功能描述到具体的内部线路结构描述,从而可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟验证,保证设计过程的正确性,可以大大降低设计成本,缩短设计周期。
(2)EDA工具之所以能够完成各种自动设计过程,关键是有各类库的支持。如逻辑仿真时的模拟库、逻辑综合时的综合库、版图综合时的版图库、测试综合时的测试库等。这些库都是EDA公司与半导体生产厂商紧密合作、共同开发的。
(3)某些HDL本身也是文档型的语言(如Verilog),可极大地简化设计文档的管理。
(4)EDA技术中最为瞩目的功能,即最具现代电子设计技术特征的功能是日益强大的逻辑设计仿真测试技术。EDA仿真测试技术只需通过计算机就能对所设计的电子系统根据各种不同层次的系统性能特点完成一系列准确的测试与仿真操作。在完成实际系统的安装后,还能对系统上的目标器件进行所谓边界扫描测试,以及嵌入式逻辑分析仪的应用。这一切都极大地提高了大规模系统电子设计的自动化程度。
(5)无论传统的应用电子系统设计得如何完美,使用了多么先进的功能器件,都掩盖不了一个无情的事实,即该系统对于设计者来说,没有任何自主知识产权可言。因为系统中的关键性的器件往往并非出自设计者之手,这将导致该系统在许多情况下的应用直接受到限制。基于EDA技术的设计则不同,由于用HDL表达的成功的专用功能设计在实现目标方面有很大的可选性,它既可以用不同来源的通用FPGA/CPLD实现,也可以直接以ASIC来实现,设计者拥有完全的自主权,再无受制于人之虞。
(6)传统的电子设计方法自今没有任何标准规范加以约束,因此,设计效率低,系统性能差,规模小,开发成本高,市场竞争力小。相比之下,EDA技术的设计语言是标准化的,不会由于设计对象的不同而改变;它的开发工具是规范化的,EDA软件平台支持任何标准化的设计语言;它的设计成果是通用性的,IP核具有规范的接口协议。良好的可移植与可测试性,为系统开发提供了可靠的保证。
(7)从电子设计方法学来看,EDA技术最大的优势就是能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。
(8)EDA不但在整个设计流程上充分利用计算机的自动设计能力,而且在各个设计层次上利用计算机完成不同内容的仿真模拟,而且在系统板设计结束后仍可利用计算机对硬件系统进行完整的测试。