電子設計自動化演講人：日期:CATALOGUE目錄02核心技術模塊01技術體系概述03集成電路設計流程04典型應用領域05行業挑戰與發展06工具生態體系01PART技術體系概述EDA定義與發展歷程EDA定義EDA是電子設計自動化的縮寫，是一種利用計算機軟件完成電子系統設計的技術。01發展歷程EDA技術起源于上世紀60年代，經歷了從圖形化設計到自動化設計再到智能化設計的發展過程。02關鍵技術EDA技術涉及電路設計、仿真、版圖生成、可靠性驗證等多個關鍵技術。03工具鏈層級結構設計工具包括原理圖編輯器、布局布線工具等，用于完成電路設計。01仿真工具包括電路仿真器、時序分析器等，用于驗證電路功能和性能。02制造工具包括光刻機、刻蝕機等，用于制造電路板。03測試工具包括自動化測試設備、測試軟件等，用于測試電路板的性能和可靠性。04EDA技術可以大幅提高電路設計效率，縮短產品開發周期。EDA技術可以降低電路設計成本，提高設計質量。EDA技術為電路設計創新提供了有力支持，推動了電子技術的發展。EDA技術是現代電子產業的重要組成部分，應用廣泛，對提升企業市場競爭力具有重要作用。行業應用價值提高設計效率降低設計成本促進技術創新增強市場競爭力02PART核心技術模塊硬件描述語言(HDL)Verilog一種用于電子系統的硬件描述語言，支持從頂層到底層的全階段設計描述，適用于復雜數字邏輯電路的建模和設計。VHDLSystemVerilog另一種廣泛使用的硬件描述語言，強調系統描述和建模，適用于從算法級到門級電路的全過程設計。一種增強的硬件描述語言，結合了Verilog和VHDL的優點，適用于更大規模、更復雜的數字系統設計。123邏輯仿真驗證工具仿真器用于模擬電路的實際工作情況，驗證設計的邏輯功能和時序是否正確。01形式驗證工具采用數學方法證明設計是否滿足規范要求，適用于驗證復雜數字邏輯的正確性。02硬件加速器利用硬件平臺加速仿真過程，提高驗證效率，常用于大規模設計驗證。03物理設計優化算法布線算法用于確定電路元件在芯片中的位置，優化信號傳輸路徑，減少信號延遲和功耗。時序分析算法布局算法根據布局算法確定的元件位置，連接元件之間的線路，優化布線長度和布線密度，確保信號完整性。用于驗證電路是否滿足時序要求，包括信號延遲、時鐘樹平衡等，確保電路在目標頻率下穩定工作。03PART集成電路設計流程前端架構設計邏輯設計采用硬件描述語言進行電路邏輯描述，通過仿真驗證邏輯設計的正確性。01將邏輯設計轉換為門級網表，同時考慮時序、功耗等因素進行優化。02形式驗證通過數學方法驗證綜合后的門級網表是否與原始邏輯設計一致。03邏輯綜合確定芯片整體布局，包括模塊劃分、信號走線、電源網絡等。布局規劃依據布局規劃，繪制詳細的電路版圖，包括晶體管、電容、電阻等元件的排列和連接。版圖設計檢查版圖是否存在設計規則錯誤，確保版圖與邏輯設計一致。版圖驗證后端版圖實現確保設計的電路在各種條件下都能實現預期的功能。功能驗證簽核驗證標準驗證電路是否滿足時序要求，包括建立時間、保持時間等。時序驗證評估芯片的功耗水平，確保在可接受范圍內。功耗驗證檢查信號在傳輸過程中的質量，確保信號在接收端能正確識別。信號完整性驗證04PART典型應用領域將RTL代碼轉化為門級網表。邏輯綜合確保設計滿足規范和需求，減少流片風險。形式驗證01020304使用EDA工具進行邏輯設計、布圖、仿真驗證等。數字芯片設計流程在芯片上實現電路的自動布線，達到時序和功耗要求。布局布線數字芯片開發模擬電路設計模擬電路設計流程電路設計、仿真驗證、版圖設計、流片生產等。01仿真工具使用SPICE等仿真軟件進行電路性能分析。02版圖設計手工繪制或自動生成電路版圖，確保電路性能。03可靠性分析對電路進行可靠性分析，確保電路在各種環境下穩定運行。04FPGA系統開發設計輸入、綜合、實現、驗證等。FPGA設計流程使用VHDL、Verilog等硬件描述語言進行電路設計。硬件描述語言將硬件描述語言轉化為FPGA可識別的邏輯電路。邏輯綜合使用仿真工具進行功能驗證，并在FPGA上進行硬件調試。驗證與調試05PART行業挑戰與發展納米級工藝適配納米級制程技術隨著制程技術的不斷推進，芯片的特征尺寸不斷縮小，進入納米級別，對EDA工具提出了更高的要求。01精度和可靠性納米級工藝對EDA工具的精度和可靠性要求極高，任何微小的誤差都可能導致整個芯片的失效。02功耗管理納米級工藝下，功耗問題愈發突出，EDA工具需要更有效地進行功耗分析和優化。03異構集成需求多工藝節點集成在一個芯片上集成多種工藝節點，如CMOS、MEMS等，對EDA工具提出了異構集成的需求。2.5D/3D封裝系統級仿真為了提高集成度，2.5D/3D封裝技術逐漸普及，EDA工具需要支持這些新型封裝形式的設計和驗證。異構集成帶來的復雜度提升，使得系統級仿真成為必要，EDA工具需要具備快速、準確的系統級仿真能力。123AI技術可以輔助甚至替代人工進行電子設計，提高設計效率和質量，降低設計成本。自動化設計AI驅動設計趨勢智能化優化AI算法可以自動優化電路設計，以達到更好的性能、功耗和面積等目標。預測性設計利用AI技術進行預測性設計，可以在設計早期預測電路的性能和可靠性，減少后期修改和調試的成本。06PART工具生態體系商業軟件解決方案商業軟件解決方案CadenceVirtuosoMentorGraphicsSynopsys工具鏈Ansys電子桌面提供完整的集成電路設計流程，包括原理圖編輯、版圖設計、物理驗證等。包含綜合、仿真、驗證、物理設計等多個工具，支持多種工藝節點。提供電路仿真、物理驗證、FPGA綜合等工具，適用于多種設計階段。集成度高的多物理場仿真工具，可支持電磁、熱、結構等多種仿真分析。開源EDA工具鏈KiCad免費的開源EDA軟件，支持原理圖設計、PCB布局布線、3D可視化等功能。01gEDA/gaf基于GPL協議的開源EDA工具，支持原理圖設計、SPICE仿真等。02OpenFPGA面向FPGA的開源EDA工具，支持多種FPGA架構的設計、仿真和綜合。03LibrePCB專注于PCB設計的開源EDA工具，提供豐富的元件庫和高效的布線功能。04云平臺協作環境Altium365基于云的協作平臺，支持原理圖設計、PCB布局布線、元件庫管理等功能。02040301Upverter專注于電路