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1、课题名称:电子计算机在电路设计中的若干使用 摘要:本文主要阐述了电子计算机在电路设计中的使用,实现电子设计自动化,是运用了EDA（PROTEL99SE）技术,它是在电子CAD(protel 99 se)技术基础上发展起来的计算机软件系统,是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术,计算机技术,信息处理及智能化技术的最新成果,进行电子产品的自动设计,利用EDA（PROTEL99SE）技术进行电子系统的设计,具有以下几个特点:1)用软件的方式设计硬件;2)利用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的;3)设计过程中可用有关的软件进行各种仿真;4)系统可现场编程,在线升级;5)
2、整个系统可集成在一个芯片上,体积小,功率损失低,可靠性高。因此,EDA（PROTEL99SE）技术是现代电子设计的发展趋势.关键词：EDA（PROTEL99SE）软件平台 调试仿真现代的EDA（protel 99 se）软件技术已突破了早期仅能进行PCB版图设计或者电路功能模拟的局限以最终实现可靠的硬件系统为目标,配备了电子系统设计自动化的全部工具.大型的EDA系统原来都是在UNIX操作系统的工作平台上运行,随着PC机性能的不断提高和WINDOWS操作系统的逐步发展,世界上著名的EDA厂商先后推出了支持PC-WINDOWS平台,PROTEL,CAD,VIEIVLOGIC,POWERPCB,CA
3、DENCEPSD,MENTORGRAPHIC的 EXPEDITIONPCB,ZUKEN CADSTART,WINBOARD/WINDRAFT/IVEX-SPICE,PCB STUDIO,TANGO,ULTIBOARDT.目前,我国用的最多当属protel,还有一种是IC设计软件,如CADENCE,MENTOR IC设计工具很多，其中按市场所占份额排行为Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。这三家都是ASIC设计领域相当有名的软件供应商。其它公司的软件相对来说使用者较少。中国华大公司也提供ASIC 设计软件（熊猫2000）；另外近来出名的Avanti公司，是原来在Ca
4、dence的几个华人工程师创立的，他们的设计工具可以全面和Cadence公 司的工具相抗衡，非常适用于深亚微米的IC设计。下面按用途对IC设计软件作一些介绍。这是任何一种EDA(protel 99 se)软件必须具备的基本功能。像Cadence的composer，viewlogic的viewdraw，硬件描述语言VHDL、 Verilog HDL是主要设计语言，许多设计输入工具都支持HDL（比如说multiSIM等）。另外像Active-HDL和其它的设计输入方法，包括原理和状态机 输入方法，设计FPGA/CPLD的工具大都可作为IC设计的输入手段，如Xilinx、Altera等公司提供的开发
5、工具Modelsim FPGA等。综合工具可以把HDL变成门级网表。这方面Synopsys工具占有较大的优势，它的Design Compile是作为一个综合的工业标准，它还有另外一个产品叫Behavior Compiler，可以提供更高级的综合MAX+PLUS支持原理图,VHDL和VERILOG语言文本文体,以及波形与EDI等格式的文体作为设计输入,并支持这些文件的任意混合设计,它具有门级仿真器,可进行功能仿真和时序仿真,能够产生精确的仿真结果.在适配之后,MAX+PLUS生成供时序用的EDIF,和VERILOG三种不同格式的网表文件,MAX+PLUS界面友好,使用方便,被誉为”业界最好的ED
6、A软件”在我们以前电子制作,电子设计来进行实践,但是有的时候,我们会发现作出来的东西有很多问题,事先并没有想到,这样一来就浪费我们很多时间和物资.这样,我们就想有没有能够不动用电烙铁实验板就能知道结果的方法呢?结论是有,这就是电路设计与仿真技术.这在电子计算机在电路设计中的使用大大提高效率,在整个电子设计过程中,仿真是花费时间最多的工作,也是占用EDA工具资源最多的一个环节.通常,设计活动大部分时间在做仿真,如验证设计的有效性,测试设计的精度,处理和保证设计要求等.仿真过程中仿真收效的快慢同样是关键的因素之一.要提高仿真的有效性,一方面建立合理的仿真算法,另一方面是更好地解决系统级仿真中系统级
7、模型的建模和电路级仿真中电路级模型的建模的技术.我们设计仿真工作是使用EDA工具的一个最大好处是可以验证设计是否正确.几乎每个公司的EDA产品都有仿真的工具.VERILOG-XL,NC-VERILOG用于VERILOG仿真,LEAPFROG用于VHDL仿真,ANALOG ARTIST用于模拟电路仿真.VIENLOGIC的仿真有:VIEWSIM门级电路仿真器,SPEEDWAVEVHDL仿真器,VCS-VERILOG仿真器.MENTOR GRAPHICS有其子公司MODEL TECH出品的VHDL和VERILOD双仿器.MODEL SIM.CADANCE.SYNOPSYS用的是VSS(VHDL仿真
8、器).现在的趋势是各大的EDA公司都还在逐渐用HDL仿真器作为电路验证的工具 布局和布线.在IC设计的布局布线工具中，Cadence软件是比较强的，它有很多产品，用于标准单元、门阵列已可实现交互布线。最有名的是Cadence spectra，它原来是用于PCB布线的，后来Cadence把它用来作IC的布线。其主要工具有：Cell3，Silicon Ensemble-标准单元布线器；Gate Ensemble-门阵列布线器；Design Planner-布局工具。其它各EDA软件开发公司也提供各自的布局布线工具。物理验证工具包括版图设计工具、版图验证工具、版图提取工具等等。这方面Cadence也
9、是很强的，其Dracula、Virtuso、Vampire等物理工具有很多的使用者.前面讲的仿真器主要是针对数字电路的，对于模拟电路的仿真工具，普遍使用SPICE，这是唯一的选择。只不过是选择不同公司的SPICE，像 MiceoSim的PSPICE、Meta Soft的HSPICE等等。HSPICE现在被Avanti公司收购了。在众多的SPICE中，HSPICE作为IC设计，其模型多，仿真的精度也高。*EDA（(PROTEL99SE)电子设计自动化)数据库的开放新时代Cadence已率先推动开放性设计数据库的计画，将其OpenAccess数据库开放，Synopsys则在考量与Avant!合并后
10、的实力更胜Cadence，而开放有助于打开更大的市场后，日前也明确订定了开放的方针。不像IC设计业一般百家争鸣，电子设计自动化（EDA）工具市场的厂商屈指可数，而且在不断并购地发展下，已形成两大巨人Cadence与Synopsys相互较劲的局面。在软件的世界中，这是可以预见的情况，因为客户总是在最好的个别软件与更广泛、通用性软件间进行抉择，而后者往往更具决定性，因此身为IC设计的工具软件，要达到设计规划、合成、布局、验证、制造、测试等一体化最佳流程，透过并购来掌握通盘技术也就成了EDA（protel 99 se）厂商的宿命。 Synopsys在去年（2002）年6月6日并购另一大厂Avant!
11、就是EDA业界的历史性大事，两家公司分别在IC设计前段（Synopsys）与后段（Avant!）各擅胜场，经半年的整合后，Synopsys在今年1月底正式发表其全面性的设计平台Galaxy Design Platform，这无疑将给对手Cadence带来更大的压力。但EDA的工具是否就此走向非S即C的二分世界呢？这不是电子业界所愿见到地，而客户的强烈呼声可以让竞争的厂商也握手言合，在EDA两大厂商的身上正应验了这个情况。当IC设计进入130乃至90奈米以下的阶段时，产品设计也朝向更复杂的系统级设计，如SoC、ASIC或SiP等。设计者得面对更严苛的挑战，包括：时序终结（Timing Closu
12、re）、讯号整合（Signal Integrity）及设计可生产性、可测试性等技术等等问题，而为了达成运作时间要求，更大的资料交换处理能力以及共享与开放的应用程序接口（API）设计数据库的必要性也因此提升。 在此需求下，Cadence已率先推动开放性设计数据库的计画，将其OpenAccess数据库开放，并委由OpenAccess Coalition组织进行不同设计工具间交互操作性（Interoperation）的技术细节。但在EDA数据库的应用上，Avant!的Milkyway却是更具市场份量，不过Avant!也因此拥宝自重，并无开放的念头，而今江山易主，Synopsys在考量两者合并后的实力
13、更胜Cadence，而开放有助于打开更大的市场后，明确订定了开放方针。自去年底两方开始接触，在不久前（2月10日）正式宣布了这项划时代的合作案，共同在Golden Gate Working Group组织下建立两大数据库的互通性环境。 这无疑是电子业界的一大福音，特别是在一个有客户广泛的IP组件库及自行发展设计工具的环境中，未来将有更大的弹性与自主性。但所有的高阶设计问题是否就此迎刃而解？即使EDA工具之间交互操作性真能大幅提升，但产业仍需要一套凌驾工具之上的工作方法（Methodology），才能让软、硬件工程师，或上、下游（IC设计公司、系统商）间所有参与设计者能彼此无碍地沟通，以迅速推动
14、设计案问世。而面对今日IDM大厂的高阶整合设计能力挑战，这也是强调产业链完整的台湾电子业界再领风骚的必要条件。 在当今电子技术发展的时代，我相信EDA技术会发展的飞快与完善，而protel 99se也将会起主导作用，也有更大的发展空间，所以下面简单介绍protel 99 se的软件： 一 PROTEL99SE是设计的灵魂（一）PROTEL99 SE1. Protel 99 se 的发展与演变 Protel是在20世纪80年代末推出的CAD工具，是PCB设计者的首选软件。它较早在国内使用，普及率最高,在很多的大,中专院校的电路专业还专门开设Protel课程，几乎所在的电路公司都要用到它。早期的P
15、rotel主要作为印刷板自动布线工具使用，其最新 版本为 Protel DXP，现在普遍使用的是Protel99SE，它是个完整的全方位电路设计系统，包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板 设计（包含印刷电路板自动布局布线），可编程逻辑器件设计、图表生成、电路表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务体 系结构）， 同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。使用多层印制线路板的自动布线，可实现高密度PCB的100%布通 率。Protel软件功能强大（同时具有电路仿真功能和PLD开发功能）、界面友好、
16、使用方便，但它最具代表性的是电路设计和PCB设计。2.protel 99se 的特点 Protel99 se 主要由俩大部分组成：（1）原理图设计系统（schematic99）.它主要用于电路原理图的设计，为印刷电路板的设计打好基础。（2）印刷电路板设计系统（pcb 99）.它主要用于印刷电路板的设计，产生最终的pcb文件，直接联系到印刷电路板的生产。（3）原理图元件可以自己建立，并自己可以制作元件的外观及引脚利用菜单命令和绘图工具来完成。（4）在印刷电路板设计系统中，即在转换成pcb的过程中，我们先设计好印刷电路板的尺寸，外形。我们可以对器件的封装改动并利用，还可以在pcb库中添加你自己认为好的，有用的封装外形。 3Protel99 se工作过程中的一些简述：
