EDA技术的发展历程与FPGA应用技术及实践

EDA技术是在20世纪90年代初从计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）、计算机辅助测试（Computer Aided Test，CAT）和计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE）的概念中发展而来的。一般把EDA技术的发展分为CAD、CAE和ESDA（Electronic System Design Automation）3个阶段。

1.CAD阶段

CAD是EDA技术发展的早期阶段（20世纪60年代中期到20世纪80年代初期）。在这个阶段，人们开始利用计算机代替手工劳动。当时的计算机硬件功能有限，软件功能较弱，人们主要借助计算机对所设计的电路进行一些模拟和预测，辅助进行集成电路板图编辑、印制电路板（PCB）布局布线等简单的板图绘制类工作，但是设计各阶段的软件彼此独立，不利于快速设计，并且这些软件不具备系统级的仿真与综合，不利于复杂的系统设计。

2.CAE阶段

20世纪80年代初期到20世纪90年代初期，CAE在CAD工具逐步完善的基础上发展起来。这一时期，人们在设计方法学、设计工具集成化方面取得了长足的进步，可利用计算机作为单点设计工具，建立各种设计单元库，并开始用计算机将各种元件库以及许多单点工具，如原理图输入、编译链接、电路模拟、测试码生成、板图自动布局布线等集成在一起使用，大大提高了工作效率。

3.ESDA阶段

进入20世纪90年代后，微电子工艺有了惊人的发展，工艺水平已经达到深亚微米级，在一个芯片上已经可以集成上百万乃至上亿只晶体管，芯片速度达到了吉比特/秒量级。百万门以上的可编程逻辑器件陆续面世，对电子设计的工具提出了更高的要求，促进了EDA技术的形成。特别重要的是世界各EDA公司致力于推出兼容各种硬件实现方案和支持标准硬件描述语言的EDA工具软件，有效地将EDA技术推向成熟。

与早期的CAD相比，EDA的自动化程度更高、功能更完善、界面更友好，并且具有良好的数据开放性、互换性和兼容性。其基本特征如下：

（1）具有硬件电路的软件设计方式。(www.xing528.com)

设计输入可以是原理图、波形、VHDL语言，下载配置前的整个过程几乎不涉及任何硬件。硬件设计的修改工作也如同修改软件程序一样快捷方便，即通过软件方式的设计与测试，实现对特定功能硬件电路的设计，体现了硬件电路软件操作的新思路。

（2）自动化程度更高且直面产品设计。

EDA技术根据设计输入文件（HDL或电原理图），利用计算机自动进行逻辑编译、化简、综合、仿真、优化、布局、布线、适配以及下载编程、生成目标系统等操作，即将电子产品从电路功能仿真、性能分析、优化设计到结果测试的全过程在计算机上自动处理完成。

（3）集成化程度更高，可构建片上系统。

EDA设计方法又称为基于芯片的设计方法。随着大规模集成芯片的发展，更加复杂的数字系统芯片化设计和专用集成电路（ASIC）设计均已成为可能。

（4）目标系统可现场编程、在线升级。

（5）开发周期短，设计成本低，设计灵活度高。