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EDA仿真技术课件P讲义PT

目录

CONTENTS

EDA仿真技术概述

电路设计与仿真基础

数字系统设计与仿真方法

模拟系统设计与仿真技术

验证与测试在EDA仿真中应用

高级主题：性能优化和算法改进

总结回顾与展望未来发展趋势

EDA仿真技术概述

EDA技术定义

EDA技术发展

随着集成电路和计算机技术的飞速发展，EDA技术经历了从计算机辅助设计（CAD）到计算机辅助工程（CAE），再到现在的电子设计自动化（EDA）的演变过程。

电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation，EDA）技术是指在电子系统设计中，利用计算机辅助设计软件工具，对电子系统的结构、行为和功能进行描述、模拟、综合和优化的技术。

验证设计正确性

通过仿真技术可以验证设计的正确性，包括电路的功能、时序和性能等方面。

缩短设计周期

仿真技术可以在设计初期发现并解决问题，从而缩短整个设计周期。

降低设计成本

通过仿真技术可以减少实际硬件测试的次数和成本，提高设计的效率和质量。

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SPICE

ModelSim

CadenceNC-Sim

SynopsysVCS

是一种广泛使用的电路仿真软件，可以对模拟电路和数字电路进行仿真分析。

是一种专业的硬件描述语言（HDL）仿真软件，支持多种HDL语言，如VHDL和Verilog等。

是一种功能强大的硬件验证和仿真工具，支持多种验证方法和技术，如形式验证、模拟验证和混合信号验证等。

是一种高性能的电路仿真软件，支持多种电路类型和仿真模式，适用于大型复杂电路的仿真分析。

电路设计与仿真基础

介绍电路设计的定义、目的、基本要素等。

电路设计基本概念

电路设计原理

电路设计流程

详细阐述电路设计的基本原理，包括电路分析方法、电路定理、电路优化等。

介绍电路设计的完整流程，包括需求分析、原理设计、PCB设计、仿真验证等环节。

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数字系统设计与仿真方法

基于二进制数的表示和处理方法，通过逻辑门电路实现各种复杂功能。

数字系统设计原理

稳定性高、抗干扰能力强、易于实现复杂算法和大规模集成。

数字系统特点

采用自顶向下或自底向上的设计方法，将复杂数字系统分解为多个简单模块进行设计和实现。

设计方法

实现技术

测试与验证

利用EDA工具进行电路设计和布局布线，采用可编程逻辑器件或ASIC芯片实现数字系统。

通过仿真测试和实际验证，确保数字系统的功能和性能符合要求。

模拟系统设计与仿真技术

模拟系统定义

模拟系统设计目标

模拟系统设计流程

模拟系统是一种通过连续变化的物理量（如电压、电流等）来表示和处理信息的系统。

模拟系统设计的目标是实现特定功能，满足性能指标，并优化系统的功耗、面积和成本等。

包括需求分析、系统建模、电路设计、版图设计、仿真验证和测试等步骤。

仿真方法

包括行为级仿真、寄存器传输级仿真、门级仿真和晶体管级仿真等，各级别仿真有不同的精度和速度。

仿真工具

常用的模拟系统仿真工具有SPICE、Verilog-A、SystemC等，它们支持不同级别的仿真，并提供了丰富的库和模型资源。

仿真策略

为了提高仿真效率，可以采用并行仿真、分布式仿真和加速仿真等策略。

混合信号系统定义

混合信号系统是指同时包含模拟和数字信号处理的系统，它们之间通过模数转换器和数模转换器进行连接。

混合信号系统设计挑战

混合信号系统设计面临的主要挑战包括信号完整性、电源完整性、电磁兼容性和可靠性等问题。

混合信号系统设计方法

为了应对这些挑战，可以采用顶层设计和协同设计方法，通过综合考虑模拟和数字部分的需求和约束，实现整体性能的最优化。同时，还需要关注低功耗设计、高集成度设计和可测试性设计等方面的问题。

验证与测试在EDA仿真中应用

基于模拟的验证

基于仿真的验证

形式化验证

硬件仿真验证

利用仿真工具对设计进行时序和功能仿真，以验证设计在特定条件下的行为。

使用模拟器对设计进行功能验证，通过输入激励并观察输出来判断设计正确性。

使用专用硬件仿真器对设计进行高速、高精度的仿真验证。

采用数学方法证明设计的正确性，包括等价性检查和属性验证等。

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故障模型建立

故障诊断技术

可测性设计原则

可测性评估指标

分析设计中可能出现的故障类型，并建立相应的故障模型。

遵循可测性设计原则，如模块化、标准化和可观测性等，以提高设计的可测性。

采用故障诊断技术，如故障字典法、故障模拟法和故障定位法等，对设计进行故障诊断和定位。

建立可测性评估指标，如故障覆盖率、测试时间和测试成本等，以评估设计的可测性水平。

设计自动化测试平台的架构，包括硬件平台、软件平台和测试资源管理等。

测试平台架构设计

测试工具集成

测试用例开发与执行

测试结果分析与报告生成

集成各种测试工具，如仿真