EDA 기술의 특징과 발전 동향

EDA 기술의 특징 및 발전 동향

EDA는 Electronic Design Automation의 약자입니다. 다음은 제가 정리한 EDA 기술의 특징과 발전 동향입니다.

EDA 기술의 특징과 개발 과정, 그리고 개발 방식인 EDA 기술을 소개하면 큰 도움이 됩니다! 프로그래밍 가능한 장치를 핵심으로 단순화된 설계 작업에서는 오늘날 전자 기술 분야에서 EDA의 역할도 설명하고, EDA 기술과 기존 전자 설계 방법의 차이점을 비교하며, EDA 기술의 장점과 개발 동향을 요약합니다.

1 소개

EDA는 Electronic Design Automation의 약어입니다. 대규모 프로그래밍 가능 논리 장치를 설계 캐리어로 사용하고 하드웨어 설명 언어를 시스템 논리 설명의 주요 표현으로 사용하며, 대규모 프로그래밍 가능 논리 장치 개발 소프트웨어 및 실험적 개발을 사용하여 빠르게 발전하고 있는 새로운 기술입니다. 시스템은 전자시스템부터 하드웨어 시스템 설계까지 신기술을 소프트웨어를 이용하여 관련 개발 소프트웨어를 통해 자동으로 완성시켜주는 설계 도구이다. 논리 컴파일, 논리 단순화, 논리 분할, 논리 합성 및 최적화, 논리 레이아웃 및 라우팅, 논리 시뮬레이션을 실현할 수 있습니다. 특정 대상 칩에 대한 적응 편집, 논리 매핑, 프로그래밍 다운로드 및 기타 작업을 완료하고 최종적으로 통합 전자 시스템 또는 전용 통합 칩을 형성합니다.

2 EDA 기술의 개념과 기본 특징

EDA 기술은 30년 이상 컴퓨터, 집적회로, 전자 시스템의 설계를 통해 발전해 왔으며 크게 나누어 볼 수 있다. 으로 개발은 3단계로 나누어진다: 1970년대 CAD(Computer-Aided Design) 단계: 이 단계의 주요 특징은 컴퓨터를 이용한 회로도 편집과 PCB 배선을 사용하는 것이다. 기존의 매우 반복적이고 복잡한 드로잉 작업을 무료로 받으세요. 1980년대 CAED(Computer-Aided Engineering Design) 단계: 이 단계의 주요 특징은 논리 시뮬레이션, 타이밍 분석, 결함 시뮬레이션, 자동 레이아웃 및 라우팅을 핵심으로 회로 설계의 기능 테스트 등 문제 해결에 중점을 둡니다. , 디자인 제품을 만들기 전에 제품의 기능과 성능을 예측할 수 있습니다. 1990년대는 EDA(Electronic Design Automation) 단계였습니다. 이 단계의 주요 특징은 초기 설계 프로세스의 여러 측면을 통합하기 위해 상위 수준의 설명 언어, 시스템 시뮬레이션 및 포괄적인 기술이 채택되었습니다. -레벨 디자인은 EDA 도구로 완성됩니다. EDA는 전자 기술 설계 자동화로 사람들이 전자 회로나 시스템을 설계하는 데 도움을 줄 수 있는 소프트웨어 도구입니다. 이 도구는 전자 제품의 다양한 설계 단계에서 역할을 수행하여 보다 복잡한 회로 및 시스템 설계를 가능하게 합니다. 회로도 설계 단계에서 EDA의 시뮬레이션 도구를 사용하여 설계의 정확성을 입증할 수 있습니다. 칩 설계 단계에서는 EDA의 칩 설계 도구를 사용하여 칩 레이아웃을 설계하고 만들 수 있습니다. 회로 기판 설계 단계에서는 EDA의 회로 기판 설계 도구를 사용하여 다층 회로 기판을 설계할 수 있습니다. 특히, 하드웨어 설명 언어를 지원하는 EDA 툴의 등장으로 복잡한 디지털 시스템의 설계를 자동화하는 것이 가능해졌습니다. 하드웨어 설명 언어를 사용하여 디지털 시스템의 동작을 올바르게 기술하면 칩 설계 및 제조가 가능해집니다. 디지털 시스템을 구현할 수 있습니다.

EDA는 오늘날 전자 설계 기술의 최신 개발 방향을 나타냅니다. 전자 설계자는 EDA 도구를 사용하여 개념, 알고리즘, 프로토콜 등에서 시작하여 전자 시스템을 설계할 수 있습니다. 회로 설계, 성능 분석, IC 레이아웃 또는 PCB 레이아웃 설계에 이르는 전 과정이 컴퓨터에서 자동으로 처리됩니다. 설계자가 채택한 설계 방법은 새로운 상위 수준의 "하향식" 설계 방법입니다. 이 설계 방법은 시스템 설계에서 시작하여 최상위 수준에서 기능적 블록 다이어그램 분할 및 구조 설계를 수행합니다. 블록 다이어그램 수준에서 시뮬레이션 및 오류 수정을 수행합니다. 하드웨어 설명 언어를 사용하여 높은 수준의 시스템 동작을 설명하고, 시스템 수준에서 인증을 수행한 다음, 포괄적인 최적화 도구를 사용하여 특정 게이트 회로의 네트워크 테이블과 해당 항목을 생성합니다. 물리적 구현 수준은 인쇄 회로 기판 또는 애플리케이션별 집적 회로일 수 있습니다. 디자이너의 작업은 소프트웨어를 사용하는 것으로 제한됩니다. 즉, 하드웨어 설명 언어와 EDA 소프트웨어를 사용하여 시스템 하드웨어 기능을 실현하는 것입니다. 설계의 주요 시뮬레이션 및 디버깅 프로세스가 높은 수준에서 완료되므로 구조 설계 오류를 조기에 발견하고 설계 작업의 낭비를 피할 수 있을 뿐만 아니라 논리 기능 시뮬레이션의 작업량을 줄이고 설계 시간을 향상시킵니다. 성공률. 현대 전자 제품의 복잡성과 통합이 증가함에 따라 일반 중소형 집적 회로 조합은 더 이상 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 회로 설계는 점차 중소형 칩에서 대규모 및 초대형 칩으로 전환되었습니다. , 고속 및 고집적화로 저전력 프로그래밍 가능 장치가 호황을 누리고 있습니다.

HDL(Hardware Description Language)은 전자 시스템 하드웨어 설계에 사용되는 고급 컴퓨터 언어로, 소프트웨어 설계 방법을 사용하여 전자 시스템의 논리 기능, 회로 구조 및 연결 형태를 설명합니다. 하드웨어 설명 언어는 EDA 기술의 중요한 부분이자 EDA 설계 및 개발에서 매우 중요한 소프트웨어 도구입니다.

VHDL(Very High Speed ​​​​Integrated Circuit Hardware Description Language)은 전자 설계의 주류 하드웨어에 대한 설명 언어입니다. 강력한 회로 설명 및 모델링 기능을 갖추고 있어 여러 수준에서 디지털 시스템을 모델링하고 설명할 수 있으므로 하드웨어 설계 작업이 크게 단순화되고 설계 신뢰성이 향상됩니다. 기능과 프로세스에 영향을 미치지 않는 요소에 너무 많은 시간과 에너지를 소비하지 않고 기능 구현에 집중하십시오. 하드웨어 설명 언어는 동작 수준, 여러 수준 및 게이트 회로 수준으로 나누어 높은 수준에서 낮은 수준까지 세 가지 수준으로 회로를 설명할 수 있습니다. 전자 시스템 설계에 VHDL을 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다. (1) VHDL의 광범위한 설명 기능은 VHDL을 상위 수준 설계의 핵심으로 만들어 설계자의 작업 초점을 시스템 기능의 실현 및 디버깅으로 높이고 노력을 덜 필요로 합니다. .물리학에서 실현되었습니다. (2) VHDL은 간결하고 명확한 코드 설명을 사용하여 유연하고 편리하며 설계 결과의 통신, 저장 및 재사용을 용이하게 하는 복잡한 제어 로직을 설계할 수 있습니다. (3) VHDL의 설계는 특정 장치에 의존하지 않으므로 프로세스 변환이 용이합니다. (4) VHDL은 표준언어로 많은 EDA 제조사에서 지원하고 있어 이식성이 좋다.

EDA 기술을 전통적인 전자 설계 방법과 비교하면 전통적인 디지털 시스템 설계는 회로 기판에서만 설계할 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 이는 복잡한 회로를 설계하고 디버깅하는 빌딩 블록 접근 방식입니다. 매우 어렵습니다. 특정 프로세스에 오류가 있으면 이를 찾아 수정하는 것이 매우 불편합니다. 집적 회로 설계의 경우 설계 구현 프로세스가 특정 생산 프로세스와 직접 관련되므로 이식성이 떨어집니다. ; 프로토타입이 설계되거나 칩이 생산된 후에만 구현할 수 있으므로 제품 개발 주기가 깁니다. EDA 기술은 프로그래밍 가능한 장치를 사용하고 칩을 설계하여 시스템 기능을 구현하는 것과 매우 다릅니다. 하드웨어 설명 언어를 설계 입력으로 사용하고 라이브러리를 도입함으로써 설계자는 장치의 내부 로직과 핀을 정의하고 원래 회로 기판 설계에서 수행한 작업의 대부분은 칩 설계에서 수행됩니다. 핀 정의의 유연성으로 인해 회로도 설계 및 회로 기판 설계의 작업량과 난이도가 크게 줄어들어 설계 유연성이 효과적으로 향상되고 작업 효율성이 향상됩니다. 또한 칩 수를 줄이고, 시스템 크기를 줄이고, 에너지 소비를 줄이고, 시스템 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 컴퓨터를 완벽하게 활용하여 자동으로 설계, 시뮬레이션 및 디버그할 수 있습니다.

3 EDA 기술의 응용 및 개발 동향

EDA 기술은 급속도로 발전해 왔으며 교육, 과학 연구, 제품 설계 및 제조 등에서 점차 큰 역할을 담당하고 있습니다.

교육 측면에서 보면 과학 및 공학(특히 전자 정보) 분야의 거의 모든 대학에서 EDA 과정을 제공합니다. 주로 학생들은 EDA의 기본 원리와 개념을 이해하고, VHDL을 사용하여 시스템 로직을 설명하는 방법을 숙달하며, 전자 회로 과정에서 EDA 도구를 사용하여 시뮬레이션 실험을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 실험 교육, 코스 설계, 졸업 프로젝트, 설계 대회 등은 모두 CPLD/FPGA 장치를 사용하여 실험 장비 또는 설계된 전자 시스템을 매우 안정적이고 경제적이며 빠르고 쉽게 구현하고 수정하기 쉽게 만들 수 있습니다. 동시에 학생들의 실무 능력, 혁신 능력, 컴퓨터 응용 능력을 크게 향상시킬 수 있습니다.

과학 연구 측면에서: 회로 설계 및 시뮬레이션을 위해 주로 회로 시뮬레이션 도구를 사용합니다. 제품 디버깅을 위해 가상 계측기를 사용하여 계측기 및 장비에 CPLD/FPGA를 적용합니다. 대량 생산을 위한 소형 칩에 직접 사용되거나 대량 생산을 위한 칩의 초기 개발에 사용됩니다. 기존 전자 기계 제품의 업그레이드 및 기술 변혁에서 CPLD/FPGA를 적용하면 기존 제품의 성능을 향상시키고 크기를 줄이며 제품의 기술 내용과 부가가치를 높일 수 있습니다. 대학의 관련 전공 학생이자 대다수의 전자 엔지니어로서 이러한 첨단 기술을 이해하고 숙달하는 것은 설계 효율성을 높이는 데 필요한 요구 사항이기도 합니다. EDA 기술을 마스터해야만 세계 전자 산업 시장에서 경쟁에 참여하고 발전할 수 있습니다. 과학과 기술의 발전으로 전자 제품은 날로 업데이트되고 있으며, 전자 제품 개발 및 연구의 원천으로서 EDA 기술은 현대 전자 디자인의 핵심이 되었습니다. 따라서 EDA 기술의 개발은 전자 설계 및 전자 산업 분야의 주요 기술 혁명이 될 것이며 전기 과정의 교육 및 과학 연구에 대한 더 깊고 높은 요구 사항을 제시할 것입니다.

고성능 마이크로프로세서 및 디지털 신호 프로세서부터 컬러 TV, 오디오 및 전자 장난감 회로에 이르기까지 제품 설계 및 제조 측면에서 EDA 기술은 초기 컴퓨터 시뮬레이션 및 제품에만 사용되는 것이 아닙니다. PCB 생산, 전자 장비 개발 및 생산, 회로 기판의 용접 및 생산 공정 등에 중요한 역할을 합니다. EDA 기술은 전자산업에서 없어서는 안 될 기술지원이 되었다고 할 수 있습니다.

21세기에 들어서면서 전자 기술은 EDA 분야에 완전히 통합되었습니다. EDA는 전자 분야의 다양한 학문 분야의 경계를 더욱 모호해지고 상호 포괄하게 만들었습니다. 이는 다음에서 강조됩니다. 측면: 전자 설계 결과를 독립적으로 만듭니다. EDA 도구를 기반으로 하는 ASIC 설계 표준 장치가 대규모 전자 시스템과 IP 코어 소프트웨어 및 하드웨어 IP 코어를 포괄하는 방식을 명확하게 표현하고 확인할 수 있습니다. 전자 산업의 산업 분야, 기술 분야 및 설계 응용 분야에서 더욱 발전하여 효율적인 SoC(System-on-Chip) 설계 기술의 성숙도를 확인합니다. 반도체 기술, 집적화 기술, 컴퓨터 기술의 급속한 발전으로 인해 전자 시스템의 설계 방법과 설계 방법은 큰 변화를 겪었습니다. "고정 기능 통합 블록 및 10개 연결"의 전통적인 설계 방식은 점차 역사의 무대에서 물러나고 있으며 칩 기반 설계 방식이 현대 전자 시스템 설계의 주류가 되고 있습니다.

4 결론

EDA 기술은 전자 설계 분야의 혁명으로 현재 매년 새로운 EDA 도구가 출시되고 있습니다. 우리나라의 EDA 기술은 선진국에 비해 뒤처진 지 오래입니다. 따라서 전자 하드웨어 엔지니어, 대학에서 전자를 전공하는 학생, 전자 애호가로서 CPLD/FPGA 개발을 위해서는 EDA 기술을 마스터해야 합니다. 이런 방법으로만 현대 기술의 급행열차를 따라잡을 수 있습니다. 치열한 경쟁 환경에 적응할 수 있습니다.

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