常用的eda工具有哪些？进行硬件设计时该如何选择？

现今数字电路非常模组化（参见集成电路设计、设计收敛、设计流程 (EDA)），产线最前端将设计流程标准化，把设计流程区分为许多“细胞”（cells），而暂不考虑技术，接着细胞则以特定的集成电路技术实现逻辑或其他电子功能。

常用EDA工具与硬件设计选择方法如下：

一、常用EDA工具分类

1. IC设计/半导体

Cadence：Virtuoso（版图设计）、Spectre（电路仿真）、Innovus（物理实现）
Synopsys：Design Compiler（逻辑综合）、Primetime（时序分析）、IC Compiler（布局布线）
Siemens EDA（原Mentor）：Calibre（物理验证）、Tanner（混合信号设计）
Keysight：ADS（高频/射频设计）
国产替代：华大九天（模拟全流程）、概伦电子（器件建模）

2. PCB设计

Cadence：Allegro（高速PCB）、OrCAD（原理图）
Mentor：PADS（中小板）、Xpedition（复杂板）
Altium：Altium Designer（主流桌面级）
Zuken：CR-8000（汽车电子/日本市场）
国产工具：立创EDA（免费在线版）

3. FPGA开发

AMD/Xilinx：Vivado（7系列以上）、ISE（旧款）
Intel/Altera：Quartus Prime
仿真工具：ModelSim、Verilator（开源）

4. 仿真与验证

系统级：MATLAB/Simulink
电路级：LTspice（免费）、PSpice
射频微波：CST Studio、HFSS

二、硬件设计工具选择策略

1. 按设计场景匹配

设计类型	推荐工具
消费类PCB	Altium Designer / KiCad（开源）
高速/服务器PCB	Cadence Allegro / Mentor Xpedition
模拟IC设计	Cadence Virtuoso + Spectre
数字IC前端	Synopsys VCS + Design Compiler
射频微波	Keysight ADS / ANSYS HFSS
FPGA原型验证	Vivado/Quartus + ModelSim

2. 关键考量因素

复杂度
- 高端芯片设计 → Cadence/Synopsys全流程
- 4层以下PCB → Altium/KiCad
成本控制
- 初创企业：开源工具（KiCad/Icarus Verilog） + 云平台
- 教学用途：立创EDA评估版/LTspice
团队能力
- 原工具熟练度 > 工具性能差异
- 新团队优选集成化工具（如Vivado一体式环境）
工艺支持
- 芯片设计需确认EDA工具与代工厂PDK兼容性（如TSMC 7nm需Synopsys 2020+）
协同需求
- 大型团队选Enterprise版本（如Allegro Team Design）

3. 实用选择路径

   graph TD
   A[确定设计类型] --> B{芯片/PCB/FPGA？}
   B -->|芯片| C[数字/模拟/混合？]
   B -->|PCB| D[层数/信号速率]
   B -->|FPGA| E[AMD/Intel平台]
   C -->|数字| F(Synopsys+Cadence)
   C -->|模拟| G(Cadence Virtuoso)
   D -->|>16层 56Gbps+| H(Cadence Allegro)
   D -->|<8层 常规设计| I(Altium/KiCad)
   E -->|Xilinx| J(Vivado)
   E -->|Intel| K(Quartus Prime)

4. 降低成本建议

免费替代方案：
- PCB：KiCad + JLCPCB插件
- 仿真：LTSpice + Verilator
- FPGA：Vivado免费版（4系列以下）
云平台：Cadence Cloudburst / Synopsys Cloud
教育授权：高校科研用Synopsys/Cadence学术套件