PIC单片机及FPGA实验系统设计 第3页
2.2 EDA技术的发展及现状
说起PLD，不能不提的是EAD技术了，它与PLD的发展关系很大，EDA技术进行电子系统设计，其实现的最终目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现，而FPGA（Field Programmable Gate Array）和CPLD（Comlex Programmble Logic Device）是实现这一途径的主流器件，它们的特点就是直接面向用户，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，技术文护简单，工作可靠性好等，以及对自动设计和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有类似之初，因此这类器件通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。
EDA 技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方法设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑防真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑影射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。
EDA技术的发展历程：
EDA 技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，经历了三个发展阶段。
1、计算机辅助设计（Computer Assist Design，简称CAD）阶段。20 世纪70 年代是EDA 技术发展初期，这一阶段人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑和PCB 布局布线，取代了手工操作。由于PCB布局布线工具受到计算机工作平台的制约，其支持的设计工作有限且性能比较差。
2、计算机辅助工程设计（Computer AssistEngineering Design，简称CAE 阶段）。80 年代为CAE 阶段，CAE 的主要功能是：原理图输入，逻辑防真，电路分析，自动布局布线，PCB 后分析。尽管CAD/CAE 技术取得了巨大的成功，但设计过程中，自动化和智能化程度还不高，各种EDA 软件界面千差万别，学习使用困难，并且互不兼容，直接影响到设计环节间的衔接。
3、电子设计自动化（Electronic DesignAutomation，简称EDA）阶段。这时的EDA 工具不仅具有电子系统设计的能力，而且能提供独立于工艺和厂家的系统级设计能力，具有高级抽象的设计构思手段。因此，有人说90 年代EDA 是电子电路设计的革命。利用EDA 技术进行电子系统设计，具有以下特点：
（1）全程自动化，用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的。
（2）工具集成化，具有开放式的设计环境,这种环境也称为框架结构(Framework),它在EDA系统中负责协调设计过程和管理设计数据,实现数据与工具的双向流动。它的优点是可以将不同公司的软件工具集成到一个统一的计算机平台上,使之成为一个完整的EDA系统。
（3）操作智能化，使设计人员不必学习许多深入的专业知识,也可免除许多推导运算即可获得优化的设计成果。
（4）执行并行化，由于多种工具采用了统一的数据库,使得一个软件的执行结果马上可被另一个软件所使用,使得原来要串行的设计步骤变成了同时并行过程,也称为“同时工程 (ConcurrentEngineering)”。
（5）成果规范化，都采用VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)语言,它是EDA系统的一种输入模式,可以支持从数字系统级到门级的多层次的硬件描述。
EDA技术在硬件实现方面融合了大规模集成电路制造技术，IC版图设计技术、ASIC测试和封装技术、FPGA/CPLD编程下载技术、自动测试技术等；在计算机辅助工程方面融合了计算机辅助设计（CAD），计算机辅助制造（CAM），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助工程（CAE）技术及多种计算机语言的设计概念；而在电子学方面则容纳了更多的内容，如电子线路设计理论、数字信号处理技术、数字系统建模和优化技术及长线技术理论等等。因此EDA技术为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性。在现代技术的所有领域中，纵观许多得以飞速发展的科学技术，多为计算机辅助设计，而非自动化设计。EDA是个综合学科，它实现了软件技术和硬件的实现，设计效率和产品性能合二为一，它代表了电子设计技术和应用技术的发展方向。
EDA进入21世纪后，得到更大的发展，突出表现在以下几个方面：
●使电子设计结果以自主知识产权的方式得到明确表达和确认成为可能
●在仿真设计两个方面支持标准硬件描述语言的强大功能的EDA软件不断推出
●电子技术全方位纳入EDA领域，除了日益成熟的数字技术外，传统的电路系统设计建模理念发生了重大的变化：软件无线技术的崛起，模拟电路系统硬件描述语言的表达和设计的标准化，系统可编程模拟器件的出现，数字信号处理和图象处理的全硬件实现方案的普遍接受，软硬件技术的进一步融合等。
●EDA使的电子领域个学科的界限更加模糊，更加互为内容：模拟和数字、软件与硬件、系统与器件、ASIC与FPGA、行为与结构等。
●更大规模的FPGA和CPLD器件的不断推出。
●基于EDA工具的ASIC设计标准单元已涵盖大规模电子系统及IP核模块
●软硬件IP核在电子行业的产业领域、技术领域和设计应用领域得到进一步确认（IP即Intellectual Property，即知识产权的简称，往往指一个公司出售给另一个公司的硬件设计包）
●SOC高效低成本设计技术的成熟
2.3 发展趋势
2.3.1 单片机和PLD发展趋势
看近些年来的单片机和PLD的发展，单片机则是从工业测控对象、环境、接口特点出发，向着增强控制功能、提高工业环境下的可靠性、灵活方便的构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。而PLD由于EDA技术的迅速发展，也向着集成度更高，速度越快，性能更优越的方向发展。
2.3.2 EDA 技术应用 的发展
1、EDA 技术将广泛应用于高校电类专业的实践教学工作。借助于VHDL 开发设计平台，可以进行系统的功能仿真和时序仿真，借助于实验开发系统进行硬件功能验证等，因而可以简化相关实验。对于电子技术课程设计，特别是数字系统性的课题，在EDA实验室可以很方便的设计出各种比较复杂的数字系统及硬件验证。
2、EDA 技术将广泛应用于传统机电设备的升级换代和技术改造及集成电路的开发。
3、EDA 技术设计电子系统具有用软件方式设计硬件；设计过程中可用有关软件进行仿真；系统可现场编程，在线升级；整个可集成在一个芯片上等优点，因此EDA 技术将广泛应用于科研工作和新产品的开发中
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