电子设计自动化
电子设计自动化(EDA)就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
在20世纪60年代中期,EDA从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)等概念发展而来。EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。注意:EDA软件平台是应用EDA技术的所有软件平台的统称,不是某一软件平台的名称。
EDA软件平台大致分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件、系统设计辅助软件三类。目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件是可编程芯片辅助设计软件和系统设计辅助软件,如Protel、Altium Designer、PSPICE、multisim、OrCAD、PCAD、LSIIogic、MicroSim、ISE、modelsim、Matlab等等。这些工具都有较强的功能,一般可用于几个方面,例如很多软件都可以进行电路设计与仿真,同时还可以进行PCB自动布局布线,可输出多种网表文件与第三方软件接口。
库与模型
EDA技术出现之前:原理图画在纸上,每个器件用图形符号表示;直接在面包板之类的平台上搭建实际电路,设计师用导线将各器件连接;无法进行电路仿真。EDA技术出现之后:每个器件的图形符号都显示在电脑屏幕上,所以原理图也画在电脑上;每个器件都有仿真模型,设计师在电脑上画好原理图后,就可以进行仿真,出错了修改也容易;仿真成功后,设计师可以为原理图中每个器件指定封装和3D模型,然后就能生成PCB文件,自动或人工布线后,就可以交给厂家制作出实际的电路了。
将元器件的图形符号和元器件的物理属性在计算机中表示,就自然而然地出现了三类模型:抽象模型、机械模型和电气模型。其中,图形符号对应抽象模型,物理属性对应机械模型和电气模型。
- 抽象模型用于绘制原理图,只要能够表示出器件之间的逻辑关系就可以了。各类元器件的抽象模型组成了原理图库。
- 机械模型用于绘制PCB,这一概念通常指3D模型。但是制作PCB主要使用的是元器件和PCB接触的那一面,因此为了方便绘制PCB,机械模型还包括脚印(Footprint)模型这一种。各类元器件的机械模型组成了元器件封装库。
- 电气模型用于电路仿真,因而又称作仿真模型,仿真技术是EDA技术的核心,仿真模型用硬件描述语言描述。各类元器件的仿真模型组成了仿真模型库。
映射
同一个元器件有三类模型。为了方便寻找与管理,同一个元器件的各类模型形成映射关系,通过编译PCB工程文件,将各类模型库关联生成集成库。由于同一个抽象模型可能与多个机械模型或仿真模型存在映射关系,所以在导入PCB文件之前,需要在图形符号属性设置界面指定模型。
Altium Designer
Altium Designer是Altium公司推出的一款一体化EDA软件平台,主要运行在Windows操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术完美地融合,为设计者提供了全新的设计解决方案,使设计者可以轻松进行设计,熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。
链接
[0]:Altium Designer中文手册
[1]:电子设计自动化EDA
[2]:硬件描述语言
[3]:模拟硬件描述语言
[4]:Altium Designer
[5]:SPICE器件模型
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