半导体设计工具汇总

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1、半导体设计工具汇总EDA 技术是在电子 CAD 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 工具，可以将电子产品从电路 设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程在计算机上自动处理完 成。EDA 常用软件EDA工具层出不穷，目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有：EWB、PSPICE、 OrCAD、 PCAD、 Protel、 ViewLogic 、 Mentor、 Graphics、 Synopsys、 LSIlogic、 Cadence、 MicroSim

2、等等。按主要功能或主要应用场合，可分为电路设 计与仿真 工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件。电子电路设计与仿真工具电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE;EWB;Matlab;SystemView;MMICAD 等。下面简单介绍前三个软件。(1) SP I CE ： 由美国加州大学推出的电路分析仿真软件，现在用得较多的是 PSPICE6.2,在同类产品中是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真EDA软件， 它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形 输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无 论对哪 种器

3、件哪些电路进行仿真，都可以得到精确的仿真结果，并可以自行建立元器件 及元器件库。(2) EWB软件：20世纪90年代初推出的电路仿真软件。相对于其它EDA软 件，它是较小巧的软件(只有16M)。但它对模数电路的混合仿真功能却十分强大， 几乎100%地仿真出真实电路的结 果，并且它在桌面上提供了万用表、示波器、 信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器和电压表、电 流表等仪器仪表。它的界面直观，易学 易用。它的很多功能模仿了 SPICE 的设 计，但分析功能比PSPICE稍少一些。(3) 文字 MATLAB 产品族 它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块，包含了完

4、整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、神经网络等特殊应用进行分析和设 计。它具有数据采集、报告生成和MATLAB语言编程产生独立C/C+代码等功能。 PCB 设计软件PCB(PrintedCircuitBoard) 设 计 软 件 种 类 很 多 ， 如Protel;OrCAD;Viewlogic;PowerPCB; Cadence PSD;MentorGraphices 的 Expedition PCB;Zuken CadStart;Winboard/Windraft/Ivex-SPICE;PCB Studio; TANGO 等等。其中 Protel 是个完整的全方位电路设计系统，包含

5、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/服务器体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式， 如 ORCAD、PSPICE、EXCEL 等。IC设计软件IC设计工具很多，其中按市场所占份额排行为Cade nee、Mentor Graphics和 Synopsys。设计输入工具：像Cade nee的composer，viewlogie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

6、具都支持HDL。另 外像 AetiveHDL 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 的开发工具， Modelsim FPGA 等。(2) 设计仿真工作： 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产品都有仿真工具。VerilogXL、NCverilog用于Verilog仿 真，Leapfrog用于VHDL仿真，Analog Artist用于模拟电路仿真。Viewlogic的仿 真器有：viewsim门级电路仿真器，speedwaveVHDL仿真器，VCS

7、verilog仿真 器。Mentor Graphics有其子公司Model Tech出品的VHDL和Verilog双仿真器： Model Sim。 Cadence、 Synopsys 用的是 VSS(VHDL 仿真器)。现在的趋势是各大 EDA 公司都逐渐用HDL仿真器作为电路验证的工具。(3) 综合工具综 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。另外最近美国又出了一家软件叫Ambit，说 是比Synopsys的软件更有效，

8、可以综合50万门的电路，速度 更快。今年初Ambit 被Cade nee公司收购，为此Cade nee放弃了它原来的综合软件Syn ergy。随着FPGA 设计的规模越来越大，各EDA公司又开发了用于FPGA设计的综合软件，比较有 名的有： Synopsys 的 FPGA Express， Cadence 的 Synplity， Mentor 的 Leonardo， 这三家的FPGA综合软件占了市场的绝大部分。(4) 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Cade nee spectra，它原

9、来 是用于PCB布线的，后来Cade nee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。(5) 物理验证工具 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Cade nee也是很强的，其Dracula、Virtuso、Vampire等物理工具有很多的使用 者。(6) 模拟电路仿真器 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

10、是唯一的选择。只不过是选择不同公司的SPICE，像MieeoSim的 PSPICE、 Meta Soft 的 HSPICE 等等。 HSPICE 现在被 Avanti 公司收购了。在众多的 SPICE中，最好最准的当数HSPICE，作为IC设计，它的模型最多，仿真的精度 也最高。PLD 设计工具PLD(Programmable Logie Device)是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能 的数字集成电路。目前主要有两大类型： CPLD(Complex PLD) 和 FPGA(Field Programmable Gate Array)。它们的基本设计方法是借助于EDA软件，用原理图、 状态

11、机、布尔表达式、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，最后用编程 器或下载电 缆，由目标器件实现。生产 PLD 的厂家很多，但最有代表性的 PLD 厂家为 ALTERA、Xilinx 和 Lattice 公司。PLD 的开发工具一般由器件生产厂家提供，但随着器件规模的不断增加，软 件的复杂性也随之提高，目前由专门的软件公司与器件生产厂家合作，推出功能 强大的设计软件。PLD(可 编程逻辑器件)是一种可以完全替代74系列及GAL、PLA的新型电路， 只要有数字电路基础，会使用计算机，就可以进行 PLD 的开发。 PLD 的在线编 程能力和强大的开发软件，使工程师可以在几天，甚至几分钟内就可完成

12、以往几 周才能完成的工作，并可将数百万门的复杂设计集成在一颗芯片内。 PLD 技术 在发达国家已成为电子工程师必备的技术。PLD 生产及开发工具：(1) ALTERA 20世纪90年代以后发展很快。主要产品有：MAX3000/7000、 FELX6K/10K、APEX20K、ACEX1K、Stratix 等。其开发工具一MAX+PLUS II 是较成 功的 PLD 开发平台，最新又推出了 Quartus II 开发软件。 Altera 公司提供较多形 式的设计输入手段，绑定第三方VHDL综合工具，如：综合软件FPGA Express、 Leonard Spectrum，仿真软件 ModelSi

13、m。(2) ILINX FPGA 的 发明者。 产 品 种 类较全， 主要有 ;XC9500/4000 、 Coolrunner(XPLA3)、Spartan、Vertex 等系列，其最大的 VertexII Pro 器件已达 到800万门。开发软件为Foundation和ISE。通常来说，在欧洲用Xilinx的人多， 在*和亚太地区用 ALTERA 的人 多，在美国则是平分秋色。全球 PLD/FPGA 产 品60%以上是由Altera和Xilinx提供的。可以讲Altera和Xilinx共同决定了 PLD技 术的发展方向。(3) LatticeVantis Lattice 是 ISP(InS

14、ystem Programmability)技术的发明者，ISP 技术极大地促进了 PLD产品的发展，与ALTERA和XILINX相比,其开发工具比Altera 和 Xilinx 略逊一筹。中小规模 PLD 比较有特色，大规模 PLD 的竞争力还不够强 (Lattice没有基于查找表技术的大规模FPGA)，1999年推出可编程模拟器件,1999 年收购Vantis(原AMD子公司)，成为第三大可编程逻辑器件供应商。2001年12 月收购 Agere 公司 (原 Lucent 微电子部)的 FPGA 部门。 主要产品有 ispLSI2000/5000/8000， MACH4/5。(4) ACTE

15、L反熔丝(一次性烧写)PLD的领导得，由于反熔丝PLD抗辐射、耐高低 温、功耗低、速度快，所以在军品和宇航级上有较大优势。ALTERA和XILINX则 一般不涉足军品和宇航级市场。Quicklogic专业PLD/FPGA公司，以一次性反熔丝工艺为主，在中国地区销 售量不大。(6) Lucent 主要特点是有不少用于通讯领域的专用 IP 核，但 PLD/FPGA 不是 Luce nt的主要业务，在中国地区使用的人很少。(7) ATMEL中小规模PLD做得不错。ATMEL也做了一些与Altera和Xilinx兼容 的片子，但在品质上与原厂家还是有一些差距，在高可*性产品中使用较少，多 用在低端产品

16、上。(8) Clear Logic 生产与一些著名 PLD/FPGA 大公司兼容的芯片，这种芯片可将 用户的设计一次性固化，不可编程，批量生产时的成本较低。(9)WSI生产PSD(单片机可编程外围芯片)产品。这是一种特殊的PLD,如最新 的PSD8xx、PSD9xx集成了 PLD、EPROM、Flash，并支持ISP(在线编程)，集成度 高,主要用于配合单片机工作。其它EDA软件(1) VHDL 语 言 超 高 速 集 成 电 路 硬 件 描 述 语 言 (VHSIC Hardware DeseriptionLanguagt，简称VHDL)，是IEEE的一项标准设计语言。它源于美国国 防部提出

17、的超高速集成电路(Very High Speed Integrated Circuit，简称VHSIC)计划， 是ASIC设计和PLD设计的一种主要输入工具。(2) Veriolg HDL是Verilog公司推出的硬件描述语言，在ASIC设计方面与VHDL 语言平分秋色。其它EDA软件如专门用于微波电路设计和电力载波工具、PCB制作和工艺 流程控制等领域的工具，在此就不作介绍了。saber软件简介，我主要应用于开关电源的仿真。Saber 是混合信号、混合技术设计与验证工具，在电力电子、数模混合仿真、汽 车电子及机电一体化领域得到广泛应用。Saber软件在技术、理论及新产品开发 方面保 持明显优

18、势，其大量的器件模型、先进的仿真技术和精确的建模工具为 客户提供了全面的系统解决方案，在并在技术方面不断地完善创新。Saber 的建模工具运用广泛，有可用于电源、机电、磁、热、负载等各种建模工 具。Saber也有独特的设计与验证方法：自顶向下”(To“ Down Design)设计与自 下而上”(Bottom-Up)仿真验证方法。在作了建模方法演示、混合技术设计方法演 示、线缆设计(从电气设计到线缆生产)流程演示后，Johnson演示了单故障模式 仿真调试;关键参数与非关键参数的多故障模式仿真调试，显示了 Saber 仿真器 Testify的强大功能。Saber 的典型案例是航空器领域的系统设计，其整个设计过程包含了机械技术、 电子技术、液压技术、燃油系统、娱乐系统、雷达无线技术等复杂的混合技术设 计与仿真。从航空器、轮船、汽车到消费电子、电源设计都可以通过Saber来完 成。在开关电源设计中，如果有变压器， saber 仿真是最好的，变压器模型比较全。 saber 仿真现在主要问题就是没有教材。不方便学习。