Elektronische Designautomation (EDA oder ECAD) ist eine Kategorie von Softwarewerkzeugen, um elektronische Systeme wie gedruckte Leiterplatten und integrierte Stromkreise zu entwerfen. Die Werkzeuge arbeiten in einem Designfluss zusammen, den Span-Entwerfer verwenden, um komplette Halbleiter-Chips zu entwerfen und zu analysieren.

Dieser Artikel beschreibt EDA spezifisch in Bezug auf einheitliche Stromkreise.

Geschichte

Frühe Tage

Vor EDA wurden integrierte Stromkreise mit der Hand entworfen, und manuell angelegt. Einige fortgeschrittene Geschäfte haben geometrische Software verwendet, um die Bänder für den Photoverschwörer von Gerber, aber sogar jene kopierten Digitalaufnahmen von mechanisch gezogenen Bestandteilen zu erzeugen. Der Prozess, war mit der Übersetzung von der Elektronik bis Grafik getan manuell im Wesentlichen grafisch. Die am besten bekannte Gesellschaft von diesem Zeitalter war Calma, dessen GDSII-Format überlebt.

Durch die Mitte der 70er Jahre haben Entwickler angefangen, das Design, und nicht nur das Zeichnen zu automatisieren. Das erste Stellen und die Routenplanung (Platz und Weg) Werkzeuge wurden entwickelt. Die Verhandlungen der Designautomationskonferenz bedecken viel von diesem Zeitalter.

Das nächste Zeitalter hat über die Zeit der Veröffentlichung der "Einführung in VLSI Systeme" durch Carver Mead und Lynn Conway 1980 begonnen. Dieser Boden-Brechen-Text hat Span-Design mit Programmiersprachen verteidigt, die zu Silikon kompiliert haben. Das unmittelbare Ergebnis war eine beträchtliche Zunahme in der Kompliziertheit der Chips, die mit dem verbesserten Zugang zu Designüberprüfungswerkzeugen entworfen werden konnten, die Logiksimulation verwendet haben. Häufig waren die Chips leichter, anzulegen und wahrscheinlicher richtig zu fungieren, seitdem ihre Designs mehr gründlich vor dem Aufbau vorgetäuscht werden konnten. Obwohl sich die Sprachen und Werkzeuge, diese allgemeine Annäherung entwickelt haben anzugeben, dass das gewünschte Verhalten auf einer Textprogrammiersprache und die Werkzeuge das ausführliche physische Design ableiten zu lassen, die Basis des IC Digitaldesigns heute bleibt.

Die frühsten EDA Werkzeuge wurden akademisch erzeugt. Einer der berühmtesten war der "Berkeley VLSI Werkzeuge Tarball" hat eine Reihe von UNIX Dienstprogrammen gepflegt, frühe VLSI Systeme zu entwerfen. Noch weit verwendet ist der Espresso heuristische Logik minimizer und Magie.

Eine andere entscheidende Entwicklung war die Bildung von MOSIS, ein Konsortium von Universitäten und Verarbeitern, die eine billige Weise entwickelt haben, Studentenspan-Entwerfer durch das Produzieren echter einheitlicher Stromkreise zu erziehen. Das grundlegende Konzept sollte zuverlässig, preisgünstig, relativ niedrige Technologie IC Prozesse verwenden, und eine Vielzahl von Projekten pro Oblate, mit gerade einigen Kopien von jedem die Chips von Projekten einpacken. Zusammenarbeitende Verarbeiter entweder haben die bearbeiteten Oblaten geschenkt, oder haben ihnen für Kosten verkauft, das Programm als nützlich ihrem eigenen langfristigen Wachstum sehend.

Geburt von kommerziellem EDA

1981 Zeichen der Anfang von EDA als eine Industrie. Viele Jahre lang hatten die größeren elektronischen Gesellschaften, wie Hewlett Packard, Tektronix, und Intel, EDA innerlich verfolgt. 1981 haben Betriebsleiter und Entwickler aus diesen Gesellschaften gesponnen, um sich auf EDA als ein Geschäft zu konzentrieren. Erstklassige Systeme, Mentor-Grafik und Gültige Logiksysteme wurden alle um diese Zeit gegründet, und haben sich insgesamt auf als DMV bezogen. Innerhalb von ein paar Jahren gab es viele Gesellschaften, die sich auf EDA, jeden mit einer ein bisschen verschiedenen Betonung spezialisieren. Die erste Messe für EDA wurde auf der Designautomationskonferenz 1984 gehalten.

1986 wurde Verilog, eine populäre Entwurfsprache auf höchster Ebene, zuerst als eine Hardware-Beschreibungssprache durch die Tor-Designautomation eingeführt. 1987 hat das amerikanische Verteidigungsministerium Entwicklung von VHDL als eine Spezifizierungssprache finanziell unterstützt. Simulatoren sind schnell diesen Einführungen gefolgt, direkte Simulation von Span-Designs erlaubend: rechtskräftige Spezifizierungen. In noch ein paar Jahren wurden Zurückenden entwickelt, um Logiksynthese durchzuführen.

Aktueller Status

Aktuelle Digitalflüsse sind äußerst modular (sieh Einheitliches Stromkreis-Design, Designverschluss und Designfluss (EDA)). Die Vorderenden erzeugen standardisierte Designbeschreibungen, die in Beschwörungen von "Zellen" ohne Rücksicht auf die Zelltechnologie kompilieren. Zellen führen Logik oder andere elektronische Funktionen mit einer besonderen einheitlichen Schaltungstechnik durch. Verarbeiter stellen allgemein Bibliotheken von Bestandteilen für ihre Produktionsprozesse mit Simulierungsmodellen zur Verfügung, die Standardsimulierungswerkzeuge passen. EDA analoge Werkzeuge sind viel weniger modular, da noch viele Funktionen erforderlich sind, wirken sie stärker aufeinander, und die Bestandteile sind (im Allgemeinen) weniger ideal.

EDA für die Elektronik hat in der Wichtigkeit mit dem dauernden Schuppen der Halbleiter-Technologie schnell zugenommen. Einige Benutzer sind Gießerei-Maschinenbediener, die die Halbleiter-Herstellungsmöglichkeiten, oder "fabs" und Designdienstleistungsbetriebe operieren, die EDA Software verwenden, um ein eingehendes Design für die Produktionsbereitschaft zu bewerten. EDA Werkzeuge werden auch verwendet, um Designfunktionalität in FPGAs zu programmieren.

Softwarefokusse

Design

• Synthese auf höchster Ebene (syn. Verhaltenssynthese, algorithmische Synthese) Für Digitalchips
• Logiksynthese-Übersetzung der abstrakten, logischen Sprache wie Verilog oder VHDL in einen getrennten netlist von Logiktoren
• Schematische Festnahme Für die Standardzelle digital, analog, rf wie Festnahme CIS in Orcad durch den RHYTHMUS und ISIS in Proteus
• Lay-Out wie Lay-Out in Orcad durch den Rhythmus, ARES in Proteus

Simulation

• Transistor-Simulation - auf niedriger Stufe Transistor-Simulation eines schematischen Verhaltens / des Verhaltens des Lay-Outs, das am Gerät-Niveau genau ist.
• Logiksimulation - Digitalsimulation eines RTL oder gate-netlist's digital (boolean 0/1) Verhalten, das am Boolean-Niveau genau ist.
• Verhaltenssimulation - Simulation auf höchster Ebene einer architektonischen Operation eines Designs, die am Zyklus-Niveau oder Schnittstelle-Niveau genau ist.
• Hardware-Wetteifer - Gebrauch der speziellen Zweck-Hardware, um mit der Logik eines vorgeschlagenen Designs wettzueifern. Kann manchmal in ein System im Platz noch eingesteckt werden, um gebauter Span zu sein; das wird Wetteifer im Stromkreis genannt.
• Technologie-CAD täuscht vor und analysiert die zu Grunde liegende Prozess-Technologie. Elektrische Eigenschaften von Geräten werden direkt von der Gerät-Physik abgeleitet.
• Elektromagnetisches Feld solvers, oder gerade Feld solvers, löst die Gleichungen von Maxwell direkt für Fälle von Interesse in IC und PCB Design. Sie sind dafür bekannt, langsamer, aber genauer zu sein, als die Lay-Out-Förderung oben.

Analyse und Überprüfung

• Funktionelle Überprüfung
• Uhr-Bereichsüberfahrt-Überprüfung (CDC Kontrolle): Ähnlich linting, aber diesen Kontrollen/Werkzeugen spezialisieren sich auf das Ermitteln und Melden potenzieller Probleme wie Datenverlust, Meta-Stabilität wegen des Gebrauches von vielfachen Uhr-Gebieten im Design.
• Formelle Überprüfung, auch Musterüberprüfung: Versuche, durch mathematische Methoden zu beweisen, dass das System bestimmte gewünschte Eigenschaften hat, und dass bestimmte unerwünschte Effekten (wie toter Punkt) nicht vorkommen können.
• Gleichwertigkeitsüberprüfung: Algorithmischer Vergleich zwischen einer RTL-Beschreibung eines Spans und synthetisiertem gate-netlist, um funktionelle Gleichwertigkeit am logischen Niveau zu sichern.
• Statische Timing-Analyse: Analyse des Timings eines Stromkreises auf eine eingangsunabhängige Weise, folglich einen Grenzfall über alle möglichen Eingänge findend.
• Physische Überprüfung, PV: Überprüfung, wenn ein Design physisch manufacturable ist, und dass die resultierenden Chips keine funktionsverhindernden physischen Defekte haben werden, und wird ursprünglichen Spezifizierungen entsprechen.

Produktionsvorbereitung

• Maske-Datenvorbereitung, MDP: Generation der wirklichen Steindruckverfahren-Fotomaske, die verwendet ist, um den Span physisch zu verfertigen.
• Entschlossenheitserhöhungstechniken, RÖSTEN SIE - Methoden, von der Qualität der Endfotomaske zuzunehmen.
• Optische Nähe-Korrektur, OPC - vordringliche Entschädigung für die Beugung und Einmischungseffekten, die später vorkommen, wenn Span mit dieser Maske verfertigt wird.
• Maske-Generation - Generation des flachen Maske-Images vom hierarchischen Design.
• Automatische Testmuster-Generation, ATPG - erzeugt Muster-Daten, um so viele Logiktore und andere Bestandteile wie möglich systematisch auszuüben.
• Eingebauter Selbsttest oder BIST - installiert geschlossene Testkontrolleure, um eine Logik (oder Gedächtnis) Struktur im Design automatisch zu prüfen

Gesellschaften

Spitzengesellschaften

• $ 4.0 Milliarden - Synopsys
• $ 2.94 Milliarden - Rhythmus
• $ 1.42 Milliarden - Mentor-Grafik
• $ 489 Millionen - Magma-Designautomation
• NT$ 6.44 Milliarden - SpringSoft
• ¥ 11.95 Milliarden - Zuken Inc.

Zeichen: Marktkappe-Strom bezüglich des Dez 2011. EEsof sollte wahrscheinlich auf dieser Liste sein, aber hat keine Marktkappe, weil es die EDA Abteilung von Agilent ist.

Anschaffungen

Viele der EDA Gesellschaften erwerben kleine Gesellschaften mit der Software oder anderen Technologie, die an ihren Hauptgeschäftsbereich angepasst werden kann. Die meisten Markführer sind ziemlich blutschänderische Fusionen von vielen kleineren Gesellschaften. Dieser Tendenz wird durch die Tendenz von Softwaregesellschaften geholfen, Werkzeuge als Zusätze zu entwerfen, die natürlich in ein Gefolge eines größeren Verkäufers von Programmen auf dem Digitalschaltsystem passen, vereinigen viele neue Werkzeuge analoges Design und gemischte Systeme. Das geschieht, weil es jetzt eine Tendenz gibt, komplette elektronische Systeme auf einem einzelnen Span zu legen.

Siehe auch

• CAD
• Stromkreis-Design
• EDA Datenbank
• Signoff (elektronische Designautomation)
• Vergleich der EDA Software

Zeichen

• http://www.staticfreesoft.com/documentsTextbook.html Computeraids für das VLSI Design durch Steven M. Rubin
• Elektronische Designautomation Für das Einheitliche Stromkreis-Handbuch, durch Lavagno, Martin und Scheffer, internationale Standardbuchnummer 0-8493-3096-3, 2006
• Kombinatorische Algorithmen für das Einheitliche Stromkreis-Lay-Out, durch Thomas Lengauer, internationale Standardbuchnummer 3-519-02110-2, Teubner Verlag, 1997.
• Das Elektronische Designautomationshandbuch, durch Dirk Jansen u. a. Kluwer Akademische Herausgeber, internationale Standardbuchnummer 1-4020-7502-2, 2003, verfügbar auch in der deutschen internationalen Standardbuchnummer 3-446-21288-4 (2005)