一文浅谈电子设计自动化（EDA）的优点以及意义

在传统的数字电子系统或 IC 设计中，手工设计占了较大的比例。一般先按电子系统的具体功能要求进行功能划分，然后将每个电子模块画出真值表，用卡诺图进行手工逻辑简化，写出布尔表达式，画出相应的逻辑线路图，再据此选择元器件，设计电路板，最后进行实测与调试。

手工设计方法主要有以下缺点：复杂电路的设计、调试十分困难;由于无法进行硬件系统功能仿真，如果某一过程存在错误，查找和修改十分不便;设计过程中产生大量文档，不易管理;对于 IC 设计而言，设计实现过程与具体生产工艺直接相关，因此可移植性差;只有在设计出样机或生产出芯片后才能进行实测。与之相比，EDA 技术的优势则显而易见。

1. 用 HDL 对数字电子系统进行抽象的行为与功能描述到具体的内部线路结构描述，从而可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟验证，保证设计过程的正确性，可以大大降低设计成本，缩短设计周期。

2.EDA 工具之所以能够完成各种自动设计过程，关键是有各类库的支持，如逻辑仿真时的模拟库、逻辑综合时的综合库、版图综合时的版图库、测试综合时的测试库等。

3. 某些 HDL 语言也是文档型的语言(如 VHDL)，极大地简化设计文档的管理。

4.EDA 技术中最为令人瞩目的功能，即最具现代电子设计技术特征的功能是日益强大的逻辑设计仿真测试技术。这极大地提高了大规模系统电子设计的自动化程度。

5. 传统的电子设计方法至今没有任何标准规范加以约束，因此，设计效率低，系统性能差，开发成本高，市场竞争能力小。EDA 技术的设计语言是标准化的，不会由于设计对象的不同而改变;它的开发工具是规范化的，EDA 软件平台支持任何标准化的设计语言;它的设计成果是通用性的，IP 核具有规范的接口协议。良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。

6.EDA 技术最大的优势就是能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中。

7.EDA 不但在整个设计流程上充分利用计算机的自动设计能力，在各个设计层次上利用计算机完成不同内容的仿真模拟，而且在系统板设计结束后仍可利用计算机对硬件系统进行完整的测试。而传统的设计方法，如单片机仿真器的使用仅仅只能在最后完成的系统上进行局部的软件仿真调试，在整个设计的中间过程是无能为力的。四、电子设计自动化技术的展望目前，现代集成电路技术的发展使以现场可编程门阵列为代表的大容量可编程逻辑器件的等效门数迅速提高，其规模直逼标准门阵列，达到了系统集成的水平。特别是进入 20 世纪 90 年代后，随着 CPLD、FPGA 等现场可编程逻辑器件的逐渐兴起，VHDL、Verilog 等通用性好、移植性强的硬件描述语言的普及，ASIC 技术的不断完善，EDA 技术在现代数字系统和微电子技术应用中起着越来越重要的作用。从通常意义上来说，现代电子系统的设计已经再也离不开 EDA 技术的帮助了。

电子设计自动化的意义

子元器件发展史其实就是一部浓缩的电子发展史。电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。     第一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内 取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集 成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。由于，电子计算机发展经历的四 个阶段恰好能够充分说明电子技术发展的四个阶段的特性，所以下面就从电子计算机发展的四个时代来说明电子技术发展的四个阶段的特点。

我国电子元件的产量已占全球的近 39%以上。产量居世界第一的产品有：电容器、电阻器、电声器件、磁性材料、压电石英晶体、微特电机、电子变压器、印制电路板。

伴随我国电子信息产业规模的扩大，珠江三角洲、长江三角洲、环渤海湾地区、部分中西部地区四大电子信息产业基地初步形成。这些地区的电子信息企业集中，产业链较完整，具有相当的规模和配套能力。

我国电子材料和元器件产业存在一些主要问题：中低档产品过剩，高端产品主要依赖进口;缺乏核心技术，产品利润较低;企业规模较小，技术开发投入不足。

光电子器件组装的自动化技术将是降低光电子器件成本的关键。手工组装是限制光电子器件的成本进一步下降的主要因素。自动化组装可以降低人力成本、提高产 量和节约生产场地，因此光电子器件组装的自动化技术的研究将是降低光电子器件成本的关键。由于光电子器件自动化组装的精度在亚微米量级，自动化组装生产一 直被认为是很困难的事，但近来有很大突破。国外的学术期刊已多次报道在 VCSEL、新型光学准直器件和自对准等技术进步基础上，光器件自动化组装实现的突 破，同时专门针对自动化组装的光电子器件设计也正在兴起。2002 年 OFC 展览会上有十多家自动封装、自动熔接设备厂商参展，熔接、对准、压焊等许多过去 认为只能由人工操作的工艺现在都能由机械手进行。据 ElectroniCast 预测，到 2005 年自动化组装与测试设备的销量将达 17.1 亿美元，光电子 器件产值中的 70%~80%将由全自动或半自动化组装生产， 可以说自动化生产线的出现是光电子行业开始走向成熟的标志和发展的必然。

审核编辑黄宇