摘要：随着微电子技术和计算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、工业自动化、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，ｅｄａ技术的含量正以惊人的速度上升，它已成为当今电子技术发展的前沿之一。本文首先阐述了ｅｄａ技术的基本概念和发展过程，然后从几个不同的方面介绍ｅｓｄａ的基本特征，最后着重分析ｅｄａ技术在两个不同层次上的工作流程，即电路级设计和系统级设计，引入了一种自顶向下的高层次电子设计方法。

　　１　前言

　　人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格却一直呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要因素是生产制造技术和电子设计技术的发展。前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管。后者的核心就是ｅｄａ技术，ｅｄａ是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子ｃａｄ通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作：ｉｃ设计，电子电路设计，ｐｃｂ设计。没有ｅｄａ技术的支持，想要完成上述超大规模集成电路的设计制造是不可想象的，反过来，生产制造技术的不断进步又必将对ｅｄａ技术提出新的要求。

　　２　ｅｄａ技术的发展

　　回顾近３０年电子设计技术的发展历程，可将ｅｄａ技术分为三个阶段。

　　七十年代为ｃａｄ阶段，人们开始用计算机辅助进行ｉｃ版图编辑、ｐｃｂ布局布线，取代了手工操作，产生了计算机辅助设计的概念。

　　八十年代为ｃａｅ阶段，与ｃａｄ相比，除了纯粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计，这就是计算机辅助工程的概念。ｃａｅ的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，ｐｃｂ后分析。

　　九十年代为ｅｓｄａ阶段，尽管ｃａｄ／ｃａｅ技术取得了巨大的成功，但并没有把人从繁重的设计工作中彻底解放出来。在整个设计过程中，自动化和智能化程度还不高，各种ｅｄａ软件界面千差万别，学习使用困难，并且互不兼容，直接影响到设计环节间的衔接。基于以上不足，人们开始追求：贯彻整个设计过程的自动化，这就是ｅｓｄａ即电子系统设计自动化。

　　３　ｅｓｄａ技术的基本特征

　　ｅｓｄａ代表了当今电子设计技术的最新发展方向，它的基本特征是：设计人员按照“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，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ａｓｉｃ）实现，然后采用硬件描述语言（ｈｄｌ）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法，具体流程参见４．２节。下面介绍与ｅｓｄａ基本特征有关的几个概念。

　　３．１　“自顶向下”的设计方法

　　１０年前，电子设计的基本思路还是选择标准集成电路“自底向上”（ｂｏｔｔｏｍ–ｕｐ）的构造出一个新的系统，这样的设计方法就如同一砖一瓦建造金字塔，不仅效率低、成本高而且容易出错。

　　高层次设计给我们提供了一种“自顶向下”（ｔｏｐ–ｄｏｗｎ）的全新设计方法，这种设计方法首先从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。在方框图一级进行仿真、纠错，并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证。然后用综合优化工具生成具体门电路的网表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的，这一方面有利于早期发现结构设计上的错误，避免设计工作的浪费，同时也减少了逻辑功能仿真的工作量，提高了设计的一次成功率。

　　３．２　ａｓｉｃ设计

　　现代电子产品的复杂度日益加深，一个电子系统可能由数万个中小规模集成电路构成，这就带来了体积大、功耗大、可靠性差的问题，解决这一问题的有效方法就是采用ａｓｉｃ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ）芯片进行设计。ａｓｉｃ按照设计方法的不同可分为：全定制ａｓｉｃ，半定制ａｓｉｃ，可编程ａｓｉｃ（也称为可编程逻辑器件）。

　　设计全定制ａｓｉｃ芯片时，设计师要定义芯片上所有晶体管的几何图形和工艺规则，最后将设计结果交由ｉｃ厂家掩膜制造完成。优点是：芯片可以获得最优的性能，即面积利用率高、速度快、功耗低。缺点是：开发周期长，费用高，只适合大批量产品开发。

　　半定制ａｓｉｃ芯片的版图设计方法有所不同，分为门阵列设计法和标准单元设计法，这两种方法都是约束性的设计方法，其主要目的就是简化设计，以牺牲芯片性能为代价来缩短开发时间。

　　可编程逻辑芯片与上述