EDA技术的发展历程

EDA/IC设计

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  EDA,即电子设计自动化(ElectronicsDesignAutomation),在20世纪60年代中期从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。

  EDA是一种概念,但我们在日常使用时,常常代指EDA技术和EDA工具。

  在集成电路产业初期,芯片设计是靠芯片工程师“画”出来的。但随着半导体工艺制程的发展,芯片的集成度越来越高,一枚拇指大小的芯片上可以集成百亿个晶体管,人工布线便显得捉襟见肘。

  适逢计算机技术的发展,从上世纪70年代中期开始,半导体领域开发人员开始试图将设计和绘图一起自动化,并开发了第1批二维CAD、三维SAD软件工具。

  紧接着,单晶硅在80年代成为集成电路制造的主流材料,使得可以设计的芯片的复杂性大大增加,对芯片设计的要求也相应提高。于是,该领域内也出现了使用特定编程语言进行芯片设计的思路,构成了现在EDA工具的基础。

  现代EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言VerilogHDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

  简单说,就是开发人员只要告诉电脑自己想要做什么,EDA软件就会在一定程度上自动完成后续开发工作,这在集成电路极其复杂的今天相当重要。

  20世纪90年代,半导体技术大发展,以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特点的EDA工具也逐渐成型。

  在EDA工具之中,按主要功能或主要应用场合,可以分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件。当我们说到华为、高通等手机芯片厂商时,对应的主要是IC设计软件,其主要具备以下几种功能:

  1、设计输入工具,这是任何一种EDA软件必须具备的基本功能。

  2、设计仿真工具,用以验证设计是否正确。

  3、逻辑综合工具,可以把HDL变成门级网表。

  4、静态时序分析工具,在时序上对电路进行验证。

  5、形式验证工具,从功能上对综合后的网表进行验证。

  6、可测性设计工具,将一些特殊结构在设计阶段植入电路。

  7、布局布线工具,用于标准单元、门阵列实现交互布线。

  8、寄生参数提取工具,分析信号完整性问题,防止因导线耦合导致信号噪声。

  9、物理验证工具。

  10、模拟电路仿真器。

  目前,芯片产业链已经形成了设计、制造、封装、测试、销售的稳定分工环节,EDA工具作为芯片设计中最重要的环节,算得上是整条产业链的起点。可以说,如果没有EDA工具,现在的芯片公司将寸步难行。

  遗憾的是,据国内外媒体报道,EDA工具在美国商务部的商品管制清单之内。从去年开始,国际三大EDA软件公司——Cadence、Mentor、Synopsys就已经断供华为,暂停软件更新,也不再向其销售新的EDA相关产品。

  虽然华为暂时还能使用已经获得授权的产品,但如果相关产品得不到更新,将无法跟上代工厂工艺制程的进步。因此,国产EDA尽快取得突破,达到国际水平,是一件相当紧迫的事情。

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