还剩28页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
《新手EDA讲义》PPT课件•EDA技术概述目•EDA工具介绍•EDA设计流程CONTENCT•EDA设计实例录•EDA技术发展趋势与挑战•EDA技术应用案例分析01EDA技术概述EDA技术的定义总结词EDA技术是指电子设计自动化技术,是一种利用计算机进行电路分析和设计的技术详细描述EDA技术是电子设计过程中不可或缺的一环,它利用计算机软件进行电路原理图设计、电路仿真、布局布线、可靠性分析等任务,提高了设计的效率和准确性EDA技术的发展历程总结词详细描述EDA技术的发展经历了从手工设计、计算机辅助设计、在手工设计阶段,电路设计主要依靠人工完成,效率低电子系统设计自动化到现代的智能设计等阶段下且容易出错随着计算机技术的发展,人们开始使用计算机辅助设计软件进行电路设计,提高了设计的效率和准确性随着集成电路规模的扩大和复杂性的增加,人们又提出了电子系统设计自动化概念,进一步提高了设计的效率和自动化程度现代的智能设计阶段则利用人工智能技术进行自动化设计,大大提高了设计的效率和智能化程度EDA技术的应用领域总结词EDA技术广泛应用于集成电路设计、印刷电路板设计、射频设计、系统级仿真等领域详细描述集成电路设计是EDA技术应用最广泛的领域之一,它涉及芯片的逻辑设计、电路设计和物理设计等方面印刷电路板设计是另一个重要的应用领域,它涉及电路板的布局和布线等方面此外,EDA技术还应用于射频设计和系统级仿真等领域,为电子系统设计和验证提供了强有力的支持02EDA工具介绍硬件描述语言(HDL)01020304总结词VHDL VerilogSystemVerilog用于描述数字电路的硬件行为由IEEE标准化的硬件描述语言,另一种广泛使用的硬件描述语一种扩展的硬件描述语言,支和结构的语言支持大规模硬件设计言,适用于多种硬件设计持系统级建模和验证仿真工具01020304总结词ModelSim VCSNC-Sim用于模拟和验证数字电路设计一款流行的仿真工具,支持多Cadence公司的仿真工具,Synopsys公司的仿真工具,的工具种HDL语言适用于大规模设计验证支持多种设计流程综合工具总结词Quartus PrimeXST PlanAheadXilinx公司的综合工具,Cadence公司的综合工将HDL代码转化为门级Altera公司的综合工具,适用于VGG960等FPGA具,支持ASIC和FPGA网表的工具支持多种FPGA器件器件设计物理设计工具总结词用于实现数字电路设计的物理布局和布线的工具FPGA厂商提供的物理设计工具如Xilinx的Vivado、Altera的Quartus等IC物理设计工具如Cadence的Virtuoso、Mentor Graphics的ICCompiler等03EDA设计流程设计输入设计输入是EDA设计流程的起始阶段,涉及到将设计意图转化为可执行的数字电路描述设计输入可以采用硬件描述语言(如Verilog或VHDL)或高级综合工具(HLS)等方式进行设计输入需要遵循一定的语法和规范,以确保电路设计的正确性和可实现性功能仿真02功能仿真是在设计输入完成后,对数字电路的功能进行模拟和验证的过程功能仿真采用仿真软件(如ModelSim)对设计进行0103测试,检查电路的功能是否符合预期功能仿真可以帮助设计师在早期发现设计中的错误或缺陷,减少后续设计流程中的修改和返工综合与优化综合采用综合工具(如Synopsys或Cadence)将设计转换为门级网表,同时进行逻辑优化和资源分配综合与优化是将高层次的数字电路描述转化为低层次的门级网表的过程优化是在综合过程中对电路进行优化,以实现更低的功耗、更快的速度或更小的面积布局与布线布局与布线是将优化后的门级网布局采用布局工具(如Cadence布线是在布局完成后,对各个逻表映射到物理芯片上的过程或Mentor Graphics)对门级网辑单元之间的连接进行物理实现表进行布局规划,确定各个逻辑的过程单元的位置物理验证时序验证是在物理验证完成后,对设物理验证是对布局与布线后的设计进计的时序性能进行评估和验证的过程,行物理规则检查和时序验证的过程确保设计的时序满足时序约束的要求物理验证采用物理验证工具(如CDRC或DRC)对设计进行物理规则检查,确保设计符合制造工艺的要求04EDA设计实例数字时钟电路设计数字时钟电路设计概述01数字时钟电路是用于产生和控制系统时间的电子电路它通常由振荡器、分频器、计数器等组成,用于提供精确的时间基准和控制信号设计流程02数字时钟电路的设计流程包括系统分析、电路设计、仿真验证和版图绘制等步骤在设计中,需要考虑时钟信号的频率、稳定度、功耗和电磁兼容性等因素设计实例03以一个4位二进制数字时钟为例,介绍数字时钟电路的设计过程该数字时钟由一个振荡器和一个4位计数器组成,能够以秒为计时单位,实现时间的显示和控制数字滤波器设计数字滤波器设计概述数字滤波器是一种用于信号处理的电子设备,能够实现信号的过滤、提取和增强等功能数字滤波器通常由数字电路实现,具有精度高、稳定性好、易于编程和可重复利用等优点设计流程数字滤波器的设计流程包括确定滤波器的类型、阶数、通带和阻带等参数,选择合适的滤波算法和实现方式,并进行仿真验证和优化设计实例以一个低通数字滤波器为例,介绍数字滤波器的设计过程该低通数字滤波器采用有限脉冲响应(FIR)滤波器实现,能够实现对信号的低通滤波,提取出有用的信号成分微处理器设计微处理器设计概述微处理器是一种设计流程微处理器的设计流程包括设计实例以一个简单的8位微处理集成电路芯片,集成了计算机系统的体系结构设计、逻辑设计和电路设计器为例,介绍微处理器的设计过程中央处理器(CPU)和存储器等功能,等阶段在体系结构设计阶段,需要该微处理器采用经典的MIPS指令集是计算机系统的核心部件微处理器确定微处理器的功能和性能要求,设架构,具有加法、减法、乘法和除法的设计涉及到多个领域的知识和技术,计指令集架构(ISA)和流水线等关等基本运算功能,能够实现简单的程包括电路设计、逻辑设计、体系结构键技术在逻辑设计阶段,需要将体序控制和数据处理设计和软件编程等系结构转化为具体的逻辑电路图在电路设计阶段,需要将逻辑电路图转化为物理版图,并进行仿真验证和优化05EDA技术发展趋势与挑战人工智能与机器学习在EDA中的应用100%80%80%智能优化自动化设计流程自动化测试利用机器学习算法,自动进行电通过机器学习技术,对设计进行利用机器学习技术,自动进行芯路设计、布局、布线等流程,提智能优化,提高设计的性能和可片测试和故障诊断,提高测试效高设计效率靠性率异构集成技术的发展趋势混合信号集成将模拟和数字电路集成在一个芯片上,实现更高效、更低功耗的芯片设计3D集成技术将不同工艺、不同材料、不同功能的芯片集成在一个封装内,实现高性能、低功耗的芯片设异构集成材料计利用新型材料,如碳纳米管、二维材料等,实现更高效、更低功耗的芯片设计芯片设计的能效挑战与优化方法低功耗设计通过优化电路结构和算法,降低芯片的功耗,延长设备的续航时间能效优化通过优化芯片的制造工艺和材料,提高芯片的能效比,降低能耗动态电压和频率调节根据芯片的工作负载和性能需求,动态调节芯片的工作电压和频率,实现能效优化06EDA技术应用案例分析高性能计算芯片设计案例总结词设计规模复杂度高、设计规模大、技术要求严格超大规模,达到数十亿门级详细描述技术应用高性能计算芯片主要用于服务器、超级计算机等领域,要采用高层次综合、形式验证等技术,确保设计的正确性和求具备高计算性能和低功耗特性EDA技术在高性能计算可靠性芯片设计中发挥了重要作用,如布局与布线、时序分析、功耗分析等案例结果华为Ascend AI处理器芯片设计成功应用于华为AI手机和服务器产品中,性能卓越物联网芯片设计案例总结词设计特点低功耗、小体积、低成本低功耗、小体积、低成本详细描述技术应用物联网芯片广泛应用于智能家居、智能穿戴等领域,要求采用智能布局、低功耗设计等技术,优化芯片性能和成本低功耗、小体积和低成本EDA技术在物联网芯片设计中发挥了重要作用,如布局与布线、电源完整性分析等案例结果小米智能音箱芯片设计成功应用于小米智能音箱中,性能稳定可靠人工智能芯片设计案例总结词设计特点高度集成、并行处理能力强、算法优化高度集成、并行处理能力强、算法优化详细描述技术应用人工智能芯片主要用于深度学习、机器学习等领域,要求采用智能布局、高层次综合等技术,优化芯片性能和成本具备高度集成、并行处理能力强和算法优化等特点EDA技术在人工智能芯片设计中发挥了重要作用,如神经网络处理器设计、算法优化等案例结果寒武纪MLU芯片设计成功应用于寒武纪MLU系列芯片中,性能卓越THANK YOU感谢聆听。