EDA分成很多层次。
(1)模拟电路和数字电路设计,这是两种技术。
Cadence 和 Siemens EDA,可以从模拟电路到数字电路的EDA。
从元器件设计到集成电路设计,能完整支撑模拟电路和数字电路的也是这两家企业为大。
数字集成电路设计另一个强者是Synopsys。
中国的早期EDA主要是模拟电路,数字电路系统在原理图级设计,PCB的布局布线上。逐步可以做仿真分析。因为中国的元器件库与中国EDA软件的参数,数据格式和计算精度有较大的差别,所以在上个世纪90年代被国外的EDA软件替代啦。
(2)顶层设计,PCB数十层的布局布线,逻辑综合,集成电路的布局布线是巨大的挑战。
用算法进行设计,这是一种典型的顶层设计,例如用数学描述一个信号处理工程,进行仿真验证,直接根据工艺库进行综合,布局布线,形成芯片码表,有半导体厂制作芯片的方法。这个方法不用Verilog和VHDL这种逻辑描述语言设计。Cadence在这个方面的能力很强大。我国没有EDA软件报道过类似的顶层到底层的设计方法。Cadence在上个世纪九十年代就具备这样的工具。
PCB的难度是自动布局布线,而目前很多PCB已经是三十二层及其以上,目前没有报道国产PCB最多布多少层。这个技术不突破,直接关系到面积更小,管芯数更大的集成电路的布局布线和布通率。试想,几百亿个管芯的集成电路,如果自动布局布线技术不好,想靠人工布通那就是天方夜谭。
逻辑综合,指根据Verilog和VHDL语言,指定一个工艺库,自动形成这个工艺库的数字电路。一个是逻辑综合的水平,一个是与全世界半导体企业工艺库结合的能力。目前最好的是Synopsys。没有听说过中国有可以与这些EDA软件厂商水平一致的。
(3)EDA工具与硬件仿真器结合的设计与验证,保证芯片功能设计的准确性。
Cadence的软件与硬件仿真器结合可以做芯片的逆向设计。就是你要模仿一个芯片,需要有一个已知的芯片,然后把设计芯片的输入同时加载到设计和在硬件仿真器的芯片上,回收设计芯片与硬件仿真器上芯片的输出进行对比,可以避免投片后验证发现功能重大失误的投片成本的损失。也可以在硬件仿真器上接入一个真实的系统,设计的芯片是其中的一个部分,让这个芯片设计功能参与到真实系统的验证中,确保芯片与系统的完整性。没有听说国内EDA可以做这个硬件仿真器。
(4)EDA的输出可以与CAD,Anasys结合进行机械,热力学,电磁兼容性的分析。
很多设计在布局布线完成后,需要考虑热力学(温升)和内部电磁干扰,这时需要EDA输出结构和参数给Anasys软件,进行热,电磁等分析。转换成CAD图主要是结构位置关系,Anasys根据各种参数可以进行分析。没有听说国内EDA可以结合Anasys或者其他分析软件进行热力,电磁分析的。
这些是我用EDA工具,Synopsys和Cadence的真实体验。也是与国产EDA的一个简单对比。