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EDA工具梳理

已有 148 次阅读 2012-08-30 17:13

“工欲善其事，必先利其器”。EDA工具是IC开发者进行数字系统开发的左膀右臂，但EDA工具五花八门，所以对各种EDA工具做一个总体的归类和描述，显得尤为重要；与此同时，也能让IC初学者和设计者对IC行业有个整体的认识把握。

总体来讲，EDA工具可以又2种分类方法：按公司分类和按功能划分。

按公司分类，可以分为2种：一类是专业的EDA软件公司开发的工具，即第三方EDA软件工具，像目前4大著名的专业EDA公司：Cadence Design Systems、Metor Graphics、Synopsys和Synplicity。目前这4家的软件都被广泛的使用。另一类是PLD器件厂家为了销售芯片而开发的EDA工具，像我使用过的Altera，此外还有Xilinx、Lattice等都是非常有名的。专业的EDA软件公司推出的软件独立于半导体器件厂家，功能强，相互之间的兼容性好，适合进行复杂和高效率的设计，即ASIC的设计。后者能针对自己的器件的工艺特点进行优化设计，提高资源利用率，降低功耗，适合教学和开发单位使用。

按功能分类，EDA软件工具可分为如下几类：
1. 集成的FPGA/CPLD开发工具。
像Altera推出的MAX+PLUS II和继MAX+PLUS II之后的新一代开发工具QUARTUS II，相对MAX+PLUS II，Quartus II提供了更优化的综合和适配功能，改善了对第三方仿真和时域分析工具的支持（如我用到的仿真工具ModelSim和时序分析工具PT(PrimeTime)），适合大规模FPGA的开发，同时Quartus也被众多高校选为教学EDA软件。还有像Xilinx公司的ISE和Lattice公司的ispLEVER。
   集成FPGA/CPLD开发工具其实就是将以下阶段工具一体化，提高开发效率。但缺点是用户常常只会重设计，而忽视设计之后各阶段的工具的使用，如如仿真，布局布线，时序分析。然后要将数字系统做到最优，设计之后的流程尤为重要。

2. 设计输入工具。
EDA输入可以有多种输入方式，可以有原理图、HDL文本、波形图、状态机、真值表等。设计输入工具一般包括在集成开发软件或者综合/仿真工具中。

3. 逻辑综合器。
逻辑综合器是设计输入的下一阶段，它将设计者设计的HDL文本，原理图或者状态图描述转化为门级电路甚至更低电路描述网表文件。针对不同的器件有不同的综合工具，对FPGA/CPLD，著名的HDL综合工具有
-Synopsys公司的FPGA Express（已停止开发）, FPGA compiler和FPGA Compiler II;
-Synplicity的Synplify Pro/Synplify;
-Mentor的Leonardo Spectrum。
专业的逻辑综合软件通常比FPGA/CPLD厂家的集成开发软件自带的逻辑综合功能更强。著名的有Snopsys的Design Compiler和Cadence的Ambit。

4. 仿真器。
仿真工具提供了对设计进行模拟仿真的手段，包括布线以前的功能仿真（前仿真）和布线以后包含延时的时序仿真（后仿真）。仿真器按对设计语言的不同处理方式可以分为2类：编译型仿真器和解释型仿真器。编译型仿真器的仿真速度快，但需要预处理，因此修改后不能即时看到修改后的结果，需要重新仿真；解释型仿真器仿真速度慢一点，但可以随时修改仿真环境和仿真条件，查看仿真结果。常用的HDL仿真软件有（以Verilog为例）：
   -ModelSim，Mentor子公司Model Technology出品。属于编译型仿真器，仿真速度快，功能强；
   -NC-Verilog，Cadence公司的仿真工具，以NC开头；
   -VCS，Synopsys的Verilog仿真软件。对于VHDL则是Scirocco。
   -NanoSim, Synopsys的Verilog仿真软件。现实中，VCS用于前仿，NanoSim用于后仿。

参考：《数字系统设计与Verilog HDL（第四版）》王金明著