电子科技大学：《电子设计自动化技术》课程教学资源（讲义课件）EDA的基本概念

esTc 设计中 电子设计自动化技术

设计中心 电子设计自动化技术

esTc 设计中 EDA的基本概念 EDA( Electronics Design Automation)即电子 设计自动化技术,是一种以计算机为基本工 作平台,利用计算机图形学、拓扑逻辑学、 计算数学以及人工智能学等多种计算机应用 学科的最新成果而开发出来的一整套软件工 具,是一种帮助电子设计工程师从事电子元 件产品和系统设计的综合技术

设计中心 EDA的基本概念 EDA（Electronics Design Automation）即电子 设计自动化技术，是一种以计算机为基本工 作平台，利用计算机图形学、拓扑逻辑学、 计算数学以及人工智能学等多种计算机应用 学科的最新成果而开发出来的一整套软件工 具，是一种帮助电子设计工程师从事电子元 件产品和系统设计的综合技术

esTc 设计中 Top_DoWn设计流程 行为级描述 RTL级描述 逻辑综合 物理实现

设计中心 Top_Down设计流程 行为级描述 RTL级描述 逻辑综合 物理实现

esTc 设计中 ISP 目前,PLD经成为现代数字系统设计的主要手段。 传统的编程技术是将PLD器件插在编程器上进行编 程,而“在系统可编程”(ISP,即 IIn-System Programmable)逻辑器件的问世,将可编程器件的 优越性发挥到了极致。它允许用户“在系统中”编辑 和修改逻辑,给使用者提供了在不修改系统硬件设 计的条件下重构系统的能力和硬件升级能力,使硬 件修改变得像软件修改一样方便,系统的可靠性因 此而提高。ISP技术即直接在用户设计的目标系统 中或线路板上对PLD器件进行编程的技术,打破了 使用PLD必须先编程后装配的惯例,而可以先装配 后编程,成为产品后还可以反复编程,从而开创了 数字电子系统设计技术新的一页

设计中心 ISP 目前，PLD已经成为现代数字系统设计的主要手段。 传统的编程技术是将PLD器件插在编程器上进行编 程，而 “在系统可编程 ” （ISP，即In-System Programmable ）逻辑器件的问世，将可编程器件的 优越性发挥到了极致。它允许用户 “在系统中 ”编辑 和修改逻辑，给使用者提供了在不修改系统硬件设 计的条件下重构系统的能力和硬件升级能力，使硬 件修改变得像软件修改一样方便，系统的可靠性因 此而提高。ISP技术即直接在用户设计的目标系统 中或线路板上对PLD器件进行编程的技术，打破了 使用PLD必须先编程后装配的惯例，而可以先装配 后编程，成为产品后还可以反复编程，从而开创了 数字电子系统设计技术新的一页

esTc 设计中 What is FPGA FPGa( Field Programmable gate-Array FPGA:近十余年加入到用户可编程技术行列中的器件 ·FPGA的结构:由逻辑功能块排列成阵列组成,并由可 编程的内部连线连接这些逻辑功能块来实现不同的设计 可编程的电子开关

设计中心 What is FPGA • FPGA （Field Programmable Gate-Array） • FPGA：近十余年加入到用户可编程技术行列中的器件 • FPGA的结构：由逻辑功能块排列成阵列组成，并由可 编程的内部连线连接这些逻辑功能块来实现不同的设计 可编程的电子开关

esTc 设计中 FPGA的结构 d 1/0 Block 都非霉 非非非非排非非非 Programmable Interconnect 非非非非非非靠非 非L非非非 非非非非非 霏菲非非菲菲非非非非 中中中中中带 Logic Block

设计中心 FPGA的结构 I/O Block Logic Block Programmable Interconnect

esTc 设计中 FPGA分类 基于乘积项( Product--Term)技术, EEPROM(5,000以下)或Fash工艺的中小 规模FPGA 基于查找表( Look-Up table)技术,SRAM (10,000以上)工艺的大规模FPGA 基于反熔丝(Anti-fuse)技术的FPGA。OTP 希望进一步了解 PLDIEPGA结构与原理请参见教师社区

设计中心 FPGA分类 • 基于乘积项（Product-Term）技术， EEPROM (5,000门以下)或Flash工艺的中小 规模FPGA • 基于查找表（Look-Up table）技术，SRAM (10,000门以上)工艺的大规模FPGA。 • 基于反熔丝（Anti-fuse）技术的FPGA。OTP 希望进一步了解PLD/FPGA结构与原理请参见教师社区

esTc 设计中 FPGA的可编程互连线 ·FPGA的可编程互连线较多采用反熔丝的多路开关类型: 编程方式是一次性的反熔丝和采用多路开关实现逻辑, B Polysilicon Diffusion Field Oxide PLICE Dielectric

设计中心 FPGA的可编程互连线 • FPGA的可编程互连线较多采用反熔丝的多路开关类型： 编程方式是一次性的反熔丝和采用多路开关实现逻辑。 A B Field Oxide Diffusion Polysilicon PLICE Dielectric

esTc 设计中 反熔丝开关编程前后 ·未编程状态 Polysilicon Diffusion Field oxide PLICE Dielectric PLCE反熔丝是一个双端非丢失性一次可编程器件,在未编程状态, 通常呈现十分高的阻抗(>100MΩ),当18V的编程电压加在其上 时,建立一个双向的低电阻,即介质击穿,两层导电材料连在一起。 已编程状态 Polysilicon Diffusion Field Oxide PLICE Dielectric击穿

设计中心 反熔丝开关编程前后 Field Oxide Diffusion Polysilicon PLICE Dielectric Field Oxide Diffusion Polysilicon PLICE Dielectric 击穿 PLICE反熔丝是一个双端非丢失性一次可编程器件，在未编程状态， 通常呈现十分高的阻抗（>100MΩ），当18V的编程电压加在其上 时，建立一个双向的低电阻，即介质击穿，两层导电材料连在一起。 • 未编程状态 • 已编程状态

esTc 设计中 编程后的逻辑连接示例 AB+AB B

设计中心 编程后的逻辑连接示例 A B AB+AB