簡述eda設計的流程
發布時間:2023-02-14 09:43 作者:電子工程師小李 點擊: 【 字體:大 中 小 】
簡述eda設計的流程?如果你對這個不了解,來看看!
FPGA開發的一般流程原來是這樣的,下面一起來看看本站小編電子工程師小李給大家精心整理的答案,希望對您有幫助
簡述eda設計的流程1
FPGA的設計流程就是利用EDA開發軟件和編程工具對FPGA芯片進行開發的過程。FPGA的開發流程一般如圖1-10所示,包括電路功能設計、設計輸入、功能仿真、綜合優化、綜合后仿真、實現、布線后仿真、板級仿真以及芯片編程與調試等主要步驟。
圖1-10 FPGA開發的一般流程
1.電路功能設計
在系統設計之前,首先要進行的是方案論證、系統設計和FPGA芯片選擇等準備工作。系統工程師根據任務要求,如系統的指標和復雜度,對工作速度和芯片本身的各種資源、成本等方面進行權衡,選擇合理的設計方案和合適的器件類型。一般都采用自頂向下的設計方法,把系統分成若干個基本單元,然后再把每個基本單元劃分為下一層次的基本單元,一直這樣做下去,直到可以直接使用EDA元件庫為止。
2.設計輸入
設計輸入是將所設計的系統或電路以開發軟件要求的某種形式表示出來,并輸入給EDA工具的過程。常用的方法為硬件描述語言(HDL)和原理圖輸入方法等。原理圖輸入方式是一種最直接的描述方式,在可編程芯片發展的早期應用比較廣泛,它將所需的器件從元件庫中調出來,畫成原理圖。這種方法雖然直觀且易于仿真,但效率很低,不易維護,不利于模塊構造和重用。其更主要的缺點是可移植性差,當芯片升級后,所有的原理圖都需要做一定的改動。目前,在實際開發中應用最廣的就是HDL語言輸入法,利用文本描述設計,可以分為普通HDL和行為HDL。普通HDL有ABEL、CUR等,支持邏輯方程、真值表和狀態機等表達方式,主要用于簡單的小型設計。而在中大型工程中,主要使用行為HDL,其主流語言是Verilog HDL和VHDL。這兩種語言都是美國電氣與電子工程師協會(IEEE)的標準,其共同的突出特點是語言與芯片工藝無關,利于自頂向下設計,便于模塊的劃分與移植,可移植性好,具有很強的邏輯描述和仿真功能,而且輸入效率很高。
3.功能仿真
功能仿真,也稱為前仿真,是在編譯之前對用戶所設計的電路進行邏輯功能驗證,此時的仿真沒有延遲信息,僅對初步的功能進行檢測。仿真前,要先利用波形編輯器和HDL等建立波形文件和測試向量(即將所關心的輸入信號組合成序列),仿真結果將會生成報告文件并輸出信號波形,從中便可以觀察各個節點信號的變化。如果發現錯誤,則返回修改邏輯設計。常用的工具有Model Tech公司ModelSim、Sysnopsys公司的VCS和Cadence公司的NC-Verilog及NC-VHDL等軟件。功能仿真雖然不是FPGA開發過程中的必需步驟,但卻是系統設計中最關鍵的一步。
4.綜合
所謂綜合就是將較高級抽象層次的描述轉化成較低層次的描述。綜合優化根據目標與要求優化生成的邏輯連接,使層次設計平面化,以便用FPGA布局布線軟件進行實現。就目前的層次來看,綜合優化是指將設計輸入編譯成由與門、或門、非門、RAM、觸發器等基本邏輯單元組成的邏輯連接網表,而并非真實的門級電路。真實具體的門級電路需要利用FPGA制造商的布局布線功能,根據綜合后生成的標準門級結構網表來產生。為了能轉換成標準的門級結構網表,HDL程序的編寫必須符合特定綜合器所要求的風格。由于門級結構、RTL級的HDL程序的綜合是很成熟的技術,所有的綜合器都可以支持這一級別的綜合。常用的綜合工具有Synplicity公司的Synplify/Synplify Pro軟件以及各個FPGA廠家自己推出的綜合開發工具。
5.綜合后仿真
綜合后仿真檢查綜合結果是否與原設計一致。在仿真時,把綜合生成的標準延時文件反標注到綜合仿真模型中,可估計門延時帶來的影響。但這一步驟不能估計線延時,因此估計結果和布線后的實際情況還有一定的差距,并不十分準確。目前的綜合工具較為成熟,一般的設計可以省略這一步,但如果在布局布線后發現電路結構和設計意圖不符,則需要回溯到綜合后仿真來確認問題所在。在功能仿真中介紹的軟件工具一般都支持綜合后仿真。
6.實現與布局布線
實現是將綜合生成的邏輯網表配置到具體的FPGA芯片上,布局布線是其中最重要的過程。布局是指將邏輯網表中的硬件原語和底層單元合理地配置到芯片內部的固有硬件結構上,這往往需要在速度最優和面積最優之間進行選擇。布線是指根據布局的拓撲結構,利用芯片內部的各種連線資源,合理正確地連接各個元件。目前,FPGA的結構非常復雜,特別是在有時序約束條件時,需要利用時序驅動的引擎進行布局布線。布線結束后,軟件工具會自動生成報告,提供有關設計中各部分資源的使用情況。由于只有FPGA芯片生產商對芯片結構最為了解,所以布局布線必須采用芯片開發商提供的工具。
7.時序仿真與驗證
時序仿真,也稱為后仿真,是指將布局布線的延時信息反標注到設計網表中來檢測有無時序違規(即不滿足時序約束條件或器件固有的時序規則,如建立時間、保持時間等)現象。時序仿真包含的延遲信息最全,也最精確,能較好地反映芯片的實際工作情況。由于不同芯片的內部延時不一樣,不同的布局布線方案也給延時帶來不同的影響。因此在布局布線后,通過對系統和各個模塊進行時序仿真,分析其時序關系,估計系統性能,以及檢查和消除競爭冒險是非常有必要的。在功能仿真中介紹的軟件工具一般都支持綜合后仿真。
8.板級仿真與驗證
板級仿真主要應用于高速電路設計中,對高速系統的信號完整性、電磁干擾等特征進行分析,一般都用第三方工具進行仿真和驗證。
9.芯片編程與調試
設計的最后一步就是芯片編程與調試。芯片編程是指產生使用的數據文件(位數據流文件,Bitstream Generation),然后將編程數據下載到FPGA芯片中。其中,芯片編程需要滿足一定的條件,如編程電壓、編程時序和編程算法等方面。邏輯分析儀(Logic Analyzer,LA)是FPGA設計的主要調試工具,但需要引出大量的測試引腳,且其價格昂貴。目前,主流的FPGA芯片生產商都提供了內嵌的在線邏輯分析儀(如Xilinx ISE中的ChipScope、Altera QuartusII中的SignalTapII以及SignalProb)來解決上述矛盾,它們只需要占用芯片少量的邏輯資源,具有很高的實用價值。
簡述eda設計的流程2
前兩天工信部集成電路產教聯盟做了一次華大九天的Aether在線直播培訓,我們拿到了培訓資料和教育版的工具,現在分享在EETOP論壇,有模擬設計需要的自取。
鏈接:http://bbs.eetop.cn/thread-880276-1-1.html
資料截屏:
《模擬設計全流程套件-設計指導》,共234頁
《模擬設計全流程套件-實驗指導》,共73頁
如果有需要可以登錄論壇下載
(第一次注冊需要在電腦端進行)
http://bbs.eetop.cn/thread-880276-1-1.html
推薦海量芯片知識寶庫--EETOP論壇: http://bbs.eetop.cn
簡述eda設計的流程3
一、EDA是基礎電路設計的基石
EDA(Electronic Design Automation,電子設計自動化)是指利用計算機軟件完成大規模集成 電路的設計、仿真、驗證等流程的設計方式,融合了圖形學、計算數學、微電子學,拓撲邏輯學、 材料學及人工智能等技術。EDA 軟件作為集成電路領域的上游基礎工具,貫穿于集成電路設計、制造、封測等環節,是集成電路產業的戰略基礎支柱之一。
EDA 主要對現代集成電路設計和制造環節形成支撐。一個完整的集成電路設計和制造流程主要包括工藝平臺開發、集成電路設計和集成電路制造三個階段,而這三個階段均需要對應的 EDA 工具作為支撐,包括用于支撐工藝平臺開發和集成電路制造兩個階段的制造類 EDA 工具以及支撐集成電路設計階段的設計類 EDA 工具。同時,EDA 是連接設計和制造兩個環節的紐帶和橋梁,如集成電路設計企業需通過加載晶圓廠提供的特定工藝平臺的 PDK(或 IP 和標準單元庫),獲取電路設計所需的必要信息和數據,進而開展設計工作,而 PDK 生成及驗證環節是需要 EDA 支撐的。
二、EDA工具分類
根據 EDA 工具使用階段可以分為集成電路制造類 EDA 工具和集成電路設計類 EDA 工具兩個主要大類。制造類 EDA 工具主要用于集成電路制造的工藝平臺開發階段及晶圓生產階段,以此可進一步劃分為兩類 EDA;設計類 EDA 工具主要用于集成電路的設計階段,按電路類型進一步劃分為數字集成電路 EDA 和模擬集成電路 EDA 兩大類。
三、EDA工具主要供應商
EDA 是高壁壘行業,需要種類繁多的軟硬件工具配合從而形成完善的工具鏈,同時要求與先進工藝緊密結合以持續迭代,這就要求大量、持續的研發投入。EDA 海外三巨頭(新思科技Synopsys、楷登電子 Cadence 以及西門子Siemens EDA)通過“內生+外延”的方式打造了功能強大、種類齊全的產品矩陣,競爭優勢明顯,約占全球市場的78%的份額。
對于國內 EDA 市場,目前仍由國際三巨頭占據絕對主導地位。根據賽迪智庫的數據,2020 年國內EDA 市場銷售額約 80%由國際三巨頭占據,國內 EDA 供應商目前所占的市場份額較小。
華大九天為本土 EDA 龍頭企業,僅占國內市場約 6%的份額。華大九天憑借模擬電路設計全流程 EDA工具系統、數字電路設計 EDA 工具、平板顯示電路設計全流程 EDA 工具系統和晶圓制造 EDA 工具等領域的優勢,通過十余年發展再創新,不斷獲得市場突破。國內企業比較突出的本土企業還有概倫電子、廣立微、國微集團、芯和半導體等,在部分細分領域也具備一定優勢。
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