---eda是电子设计领域的一场革命,它源于计算机辅助设计(cad,computer aided design)、计算机辅助制造(cam,computer aided made)、计算机辅助测试(cat,computer aided test)和计算机辅助工程(cae,computer aided engineering)。利用eda工具,电子设计师从概念、算法、协议开始设计电子系统,从电路设计、性能分析直到ic版图或pcb版图生成的全过程均可在计算机上自动完成。
---eda代表了当今电子设计技术的最新发展方向,其基本特征是设计人员以计算机为工具,按照自顶向下的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,由硬件描述语言完成系统行为级设计,利用先进的开发工具自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线(par,place and route)、仿真及特定目标芯片的适配编译和编程下载,这被称为数字逻辑电路的高层次设计方法。
---作为现代电子系统设计的主导技术,eda具有两个明显特征:即并行工程(concurrent engineering)设计和自顶向下(top-down)设计。其基本思想是从系统总体要求出发,分为行为描述(behaviour description)、寄存器传输级(rtl,register transfer level)描述、逻辑综合(logic synthesis)三个层次,将设计内容逐步细化,最后完成整体设计,这是一种全新的设计思想与设计理念。
2.fpga原理---今天,数字电子系统的设计方法及设计手段都发生了根本性变化,正由分立数字电路向可编程逻辑器件(pld,programmable logic device)及专用集成电路(asic,application specific integrated circuit)转变。fpga与cpld(programmable logic device,复杂可编程逻辑器件)都属于pld的范畴,它们在现代数字系统设计中正占据越来越重要的地位。
---fpga是由用户编程来实现所需逻辑功能的数字集成电路,它不仅具有设计灵活、性能高、速度快等优势,而且上市周期短、成本低廉。fpga设计与asic前端设计十分类似,在半导体领域中fpga应用日益普及,已成为集成电路中最具活力和前途的产业。同时,随着设计技术和制造工艺的完善,器件性能、集成度、工作频率等指标不断提升,fpga已越来越多地成为系统级芯片设计的首选。
---fpga由pal(可编程阵列逻辑)、gal(通用阵列逻辑)发展而来,其基本设计思想是借助于eda开发工具,用原理图、状态机、布尔表达式、硬件描述语言等方法进行系统功能及算法描述,设计实现并生成编程文件,最后通过编程器或下载电缆用目标器件来实现。
---fpga器件采用逻辑单元阵列(lca,logic cell array)结构、sdram工艺,其中lca由三类可编程单元组成。
---(1)可配置逻辑块(clb,configurable logic block):被称为核心阵列,是实现自定义逻辑功能的基本单元,散布于整个芯片;
---(2)输入/输出模块(iob,input/output block):排列于芯片四周,为内部逻辑与器件封装引脚之间提供可编程接口;
---(3)可编程互连资源(pi,programmable interconnect):包括不同长度的连线线段及连接开关,其功能是将各个可编程逻辑块或i/o块连接起来以构成特定电路。
---全球生产fpga的厂家很多,但影响力最大的是xilinx公司和altera公司,世界上第一片fpga是在20世纪80年代中期xilinx公司率先推出的。不同厂家生产的fpga在可编程逻辑块的规模、内部互连线结构及所采用的可编程元件上存在较大差异,实际使用时应注意区分。