1.2 EDA技术应用对象
一般地,利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标,是完成专用集成电路ASIC或印制电路板(PCB)的设计和实现(如图1-1所示)。其中,PCB设计指的是电子系统的印制电路板设计,从电路原理图到PCB上元件的布局、布线、阻抗匹配、信号完整性分析及板级仿真,到最后的电路板机械加工文件生成,这些都需要相应的计算机EDA工具软件辅助设计者来完成,这仅是EDA技术应用的一个重要方面,但本书限于篇幅不做展开。ASIC作为最终的物理平台,集中容纳了用户通过EDA技术将电子应用系统的既定功能和技术指标具体实现的硬件实体。
专用集成电路就是具有专门用途和特定功能的独立集成电路器件,根据这个定义,作为EDA技术最终实现目标的ASIC,可以通过三种途径来完成(如图1-1所示)。
图1-1 EDA技术实现目标
(1)可编程逻辑器件
FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件,它们的特点是直接面向用户,具有极大的灵活性和通用性;使用方便,硬件测试和实现快捷,开发效率高,成本低,上市时间短,技术维护简单,工作可靠性好等。FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SOC和ASIC设计,以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。由于FPGA和CPLD的开发工具、开发流程和使用方法与ASIC有类似之处,因此这类器件通常也被称为可编程专用IC,或可编程ASIC。
(2)半定制或全定制ASIC
基于EDA技术的半定制或全定制ASIC,根据它们的实现工艺,可统称为掩膜(Mask)ASIC,或直接称ASIC。可编程ASIC与掩膜ASIC相比,不同之处在于前者具有面向用户的灵活多样的可编程性,即硬件结构的可重构特性。
(3)混合ASIC
混合ASIC(不是指数模混合ASIC)主要指既具有面向用户的FPGA可编程功能和逻辑资源,同时也含有可方便调用和配置的硬件标准单元模块,如CPU、RAM、ROM、硬件加法器、乘法器、锁相环等。