eda是什么技術(shù)

　　EDA是電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automatic）的簡稱。 EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計算機軟件系統(tǒng)，是指以計算機為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計。

　　利用EDA工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。

　　現(xiàn)在對EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個領(lǐng)域，都有EDA的應(yīng)用。目前EDA 技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用。例如在飛機制造過程中，從設(shè)計、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到EDA技術(shù)。通常所指的EDA技術(shù)，主要針對電子電路設(shè)計、PCB設(shè)計和IC設(shè)計。EDA 設(shè)計可分為系統(tǒng)級、電路級和物理實現(xiàn)級。

　　從EDA技術(shù)的幾個主要方面的內(nèi)容來看，可以理解為：EDA技術(shù)是以大規(guī)?？?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程邏輯器件為設(shè)計載體，以 硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達方式，以計算機、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)軟件及實驗開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計工具，通過有關(guān)的開發(fā)軟件，自動完成用軟件的方式設(shè)計電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的一門新技術(shù)。可以實現(xiàn)邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化，邏輯布局布線、邏輯仿真。完成對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒?。EDA技術(shù)是伴隨著計算機、集成電路、電子系統(tǒng)的設(shè)計發(fā)展起來的，至今已有30多年的歷程。

　　EDA是電子技術(shù)設(shè)計自動化，也就是能夠幫助人們設(shè)計電子電路或系統(tǒng)的軟件工具。該工具可以在電子產(chǎn)品的各個設(shè)計階段發(fā)揮作用，使設(shè)計更復(fù)雜的電路和系統(tǒng)成為可能。在原理圖設(shè)計階段，可以使用EDA中的仿真工具論證設(shè)計的正確性；在芯片設(shè)計階段，可以使用EDA中的芯片設(shè)計工具設(shè)計制作芯片的版圖：在電路板設(shè)計階段，可以使用EDA中電路板設(shè)計工具設(shè)計多層電路板。特別是支持硬件描述語言的EDA工具的出現(xiàn)，使復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計自動化成為可能，只要用硬件描述語言將數(shù)字系統(tǒng)的行為描述正確，就可以進行該數(shù)字系統(tǒng)的芯片設(shè)計與制造。有專家認(rèn)為，21世紀(jì)將是EDA技術(shù)的高速發(fā)展期，EDA技術(shù)將是對21世紀(jì)產(chǎn)生重大影響的十大技術(shù)之一。
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　　而在論壇里經(jīng)常能看到新手的經(jīng)典提問：我應(yīng)該學(xué)習(xí)哪種畫圖工具呀？哪種畫圖工具更強大？哪種畫圖工具更好用？網(wǎng)上關(guān)于各種工具功能介紹的資料多如牛毛，EDA工具本身又包含很多版本和獨立功能的工具，初學(xué)者難免無所適從。近些年，EDA公司進行了讓人眼花繚亂的整合兼并，大公司頻頻出手收購有潛力的小公司。市場集中度越來越高。Mentor和Cadence，我們常見的EDA設(shè)計工具很多都出自這兩家公司。除了這兩家大公司以外，Altium、Zuken還有CadSoft等公司的工具也經(jīng)常能見到。下面我們就來把每家公司的產(chǎn)品理清楚。Mentor公司的PCB設(shè)計工具可能是各個公司當(dāng)中最多也最復(fù)雜的。近幾年mentor公司也在不斷的優(yōu)化整合自身產(chǎn)品線，形成了逐漸清晰的產(chǎn)品系列。

　　一）PADS系列是收購原PowerPCB后的升級產(chǎn)品。其中原理圖工具是PADSlogic，PCB工具是PADSlayout，自動布線工具是PADSrouter，封裝庫制作工具是LPwizard.PADS系列工具的特點就是簡單易用，上手快，設(shè)計靈活，用戶的自由度非常高。在國內(nèi)中低端客戶中有很高的市場占有率。最貼心的是新版本的PADS系列工具推出了官方中文版，這在EDA工具中并不多見，充分看出了對中國市場的重視程度。其中要單獨強調(diào)的是封裝庫制作工具LPWizard，只要是標(biāo)準(zhǔn)的封裝，都能用這個工具自動生成封裝庫，不僅支持Mentor自己的工具，其他家的工具都支持的很好。強烈推薦，減少我們建庫錯誤的風(fēng)險。

　　二）Hyperlynx系列是Mentor公司知名的仿真工具系列。Hyperlynx本身包含很多部分，可以分別完成信號完整性，電源完整性，DRC檢查，熱仿真，和模擬仿真等不同的仿真需求。雖然可能和專業(yè)的仿真工具相比還有差距，但是運行速度快，使用簡單，結(jié)果也可以接受，在一般的使用條件下還是不錯的。

　　三）ExpeditionEnterPrise系列是Mentor公司的明星產(chǎn)品，簡稱EE.主要面對的是中高端客戶的需求。在多層板，推擠，自動布線等等方面都有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)水準(zhǔn)。其中原理圖工具主推Dxdesigner，PCB工具是ExpeditionPCB（很多人喜歡稱作WG，及workgroup）。Mentor還有一個Boardstation（EN）系列工具，現(xiàn)在很多功能都整合到了Expedition當(dāng)中。感覺Boardstation（EN）系列會慢慢退出歷史舞臺，被EE系列完全替代。另外在國內(nèi)使用的人數(shù)也很有限，參考資料和軟件都相當(dāng)難找。

　　Cadence公司的layout工具Allegro在業(yè)內(nèi)有很高的知名度，據(jù)說世界上百分之六十的電腦主板和百分之四十的手機主板都是用Allegro完成的。從一個側(cè)面能夠看出Allegro在高速PCB板設(shè)計中有很高的占有率。原來Cadence公司的原理圖設(shè)計工具DesignEntryHDL廣被詬病，但自從收購了OrCAD后，在原理圖方面的弱項得到了很好的彌補?，F(xiàn)在Cadence主推的設(shè)計流程就是OrCAD進行原理圖設(shè)計，Allegro（PCBEditor）進行PCBLayout.由于都是一家，兩個工具之間可以實現(xiàn)無縫鏈接，使用起來非常方便。Cadence的自動布線工具PCBRouter功能也很強大，在規(guī)則設(shè)置完善的情況下，布通率很高。曾經(jīng)看到過一塊由4顆Xilinx公司的高端FPGA芯片組成的復(fù)雜PCB板，就利用Cadence自身的自動布線工具完全布通，僅需要做少量的修改，深深震撼。針對不同的客戶Cadence公司通過不同的license授權(quán)，把軟件劃分為L，XL，GXL等不同的版本，包含不同的高級功能。要使用軟件的高級功能，就要有GXL版的授權(quán)。Allegro近幾年的勢頭很猛，很多大公司都紛紛轉(zhuǎn)向用Allegro進行PCB設(shè)計。一定程度上說Allegro成了事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。除了PCB設(shè)計工具以外，Cadence還配套有很強大的仿真工具，可以實現(xiàn)設(shè)計與仿真的同步。

　　Altium公司的前身就是在國內(nèi)知名度非常高的Protel.很多學(xué)校里的學(xué)生都還有Protel99SE這門基礎(chǔ)課。Protel最大的特點就是靈活，給了用戶最大的自由度，幾乎可以為所欲為。很多從DOS版本一直用過來的老工程師對Protel情有獨鐘。一些老工程師使用Protel都是直接畫PCB，因為原理圖都已經(jīng)爛熟于心了。這種不重視設(shè)計流程的設(shè)計方式雖然靈活，但是給后續(xù)工作交接，設(shè)計交流會帶來困難。從Protel99SE以后Altium公司對軟件進行了多次大規(guī)模的升級改進，目前的最新版本應(yīng)該是AltiumDesigner13（AD13）。AD軟件最大的特點就是整合，它把所有的功能整合到一個工具當(dāng)中，隨著軟件的更新，功能越來越強大，同時軟件的體積也越來越大的讓人難以接受了。不過一些功能很貼心，考慮到了用戶使用的方便。比如在網(wǎng)絡(luò)上實時的顯示網(wǎng)絡(luò)名稱，這個功能在其他工具的新版本軟件中都有借鑒?？梢哉fAD依然是容易上手的好用的PCB設(shè)計工具。

　　Zuken和CadSoft公司的產(chǎn)品在國內(nèi)市場占有率較小，在這里簡單介紹一下。Zuken是日本公司的產(chǎn)品，所以受到很多日企或者和日本有業(yè)務(wù)往來公司的歡迎。Zuken公司高端的設(shè)計工具是CR8000和CR5000.低端設(shè)計工具是CADSTAR.CadSoft公司的設(shè)計工具是Eagle.進入國內(nèi)市場較晚，在歐美有一定市場。雖然比較少見，但是Eagle有自身的一些特色。專注PCB設(shè)計，沒有花俏的功能。標(biāo)準(zhǔn)版支持6層板設(shè)計，專業(yè)版也只支持到16層板的設(shè)計。工具本身很小巧，運行速度快，價格也便宜。對歐美國家的小企業(yè)來說，是個很實惠的選擇。不過這一點在國內(nèi)似乎并沒有優(yōu)勢

? ? ? ?下面我們用一個表格對幾種工具做一個直觀的比較。

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　　這些工具中，PCB（PrintedCircuitBoard）設(shè)計軟件經(jīng)過多年的發(fā)展、不斷地修改和完善，或優(yōu)存劣汰、或收購兼并、或強強聯(lián)合，現(xiàn)在只剩下Cadence和Mentor兩家公司獨大。Cadence公司的推出的SPB（SiliconPackageBoard）系列，原理圖工具采用OrcadCIS或ConceptHDL，PCBLayout采用的是Allegro。

　　Mentor公司有三個系列的PCB設(shè)計工具，分別是：MentorEN系列，即MentorBoardStation；MentorWG系列，即MentorExpedition；還有PADS系列，即PowerPCB。

　　另外，Altium公司的Protel、DXP、AD也有不少高校用戶。

　EDA的應(yīng)用

　　EDA在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計與制造等各方面都發(fā)揮著巨大的作用。在教學(xué)方面，幾乎所有理工科（特別是電子信息）類的高校都開設(shè)了EDA課程。主要是讓學(xué)生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語言編寫規(guī)范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用EDA工具進行電子電路課程的實驗驗證并從事簡單系統(tǒng)的設(shè)計。一般學(xué)習(xí)電路仿真工具（如multiSIM、PSPICE）和PLD開發(fā)工具（如Altera/Xilinx的器件結(jié)構(gòu)及開發(fā)系統(tǒng)），為今后工作打下基礎(chǔ)。

　　科研方面主要利用電路仿真工具（multiSIM或PSPICE）進行電路設(shè)計與仿真；利用虛擬儀器進行產(chǎn)品測試；將CPLD/FPGA器件實際應(yīng)用到儀器設(shè)備中；從事PCB設(shè)計和ASIC設(shè)計等。

　　在產(chǎn)品設(shè)計與制造方面，包括計算機仿真，產(chǎn)品開發(fā)中的EDA工具應(yīng)用、系統(tǒng)級模擬及測試環(huán)境的仿真，生產(chǎn)流水線的EDA技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品測試等各個環(huán)節(jié)。如PCB的制作、電子設(shè)備的研制與生產(chǎn)、電路板的焊接、ASIC的制作過程等。

　　從應(yīng)用領(lǐng)域來看，EDA技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，如上文所說，包括在機械、電子、通信、航空航航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個領(lǐng)域，都有EDA應(yīng)用。另外，EDA軟件的功能日益強大，原來功能比較單一的軟件，現(xiàn)在增加了很多新用途。如AutoCAD軟件可用于機械及建筑設(shè)計，也擴展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機的模型、電影特技等領(lǐng)域。

　　雖然EDA技術(shù)是電子設(shè)計技術(shù)的核心，但工具就是工具而已。硬件設(shè)計的目的是設(shè)計出滿足要求的硬件產(chǎn)品。無論以上哪種工具都能實現(xiàn)這個目的，工具在這一點上沒有本質(zhì)區(qū)別。真正的區(qū)別是使用工具的人。工具只是我們的武器，我們學(xué)習(xí)的重點不應(yīng)該放在工具本身，無論選擇哪種工具熟練使用就好。更多的時間我們還是要用來學(xué)習(xí)如何去做一個合格的設(shè)計。通過比較幾家公司的工具，我們能清楚的看出各種工具的特點，給我們的學(xué)習(xí)做一個參考。如果你是一個電子愛好者或者初學(xué)設(shè)計的學(xué)生，那么無所謂哪種工具，首要的一點肯定是上手簡單，使用方便。如果你的目標(biāo)是把電路設(shè)計作為自身后續(xù)的職業(yè)發(fā)展方向，那么選擇一種市場占有率高，功能強大的工具是很有必要的。畢竟學(xué)習(xí)工具的另一個目的還有交流，如果你使用的工具大家都不會用，那交流起來也會存在困難。

　　從目前的EDA技術(shù)來看，其發(fā)展趨勢是政府重視、使用普及、應(yīng)用廣泛、工具多樣、軟件功能強大。

　　中國EDA市場已漸趨成熟，不過大部分設(shè)計工程師面向的是PCB制板和小型ASIC領(lǐng)域，僅有小部分（約11%）的設(shè)計人員開發(fā)復(fù)雜的片上系統(tǒng)器件。為了與***和美國的設(shè)計工程師形成更有力的競爭，中國的設(shè)計隊伍有必要引進和學(xué)習(xí)一些最新的EDA技術(shù)。