EDA工具軟件

　　分類

EDA工具軟件可大致可分為芯片設計輔助軟件、可編程芯片輔助設計軟件、系統設計輔助軟件等三類。

目前進入我國並具有廣泛影響的EDA軟件是系統設計軟件輔助類和可編程芯片輔助設計軟件：Protel、Altium Designer、PSPICE、multisim12(原EWB的最新版本)、OrCAD、PCAD、LSIIogic、MicroSim、ISE、modelsim、Matlab等等。這些工具都有較強的功能，一般可用於幾個方面，例如很多軟件都可以進行電路設計與仿真，同時還可以進行PCB自動佈局佈線，可輸出多種網表文件與第三方軟件接口。

下面按主要功能或主要應用場合，分為電路設計與仿真工具、PCB設計軟件、IC設計軟件、PLD設計工具及其它EDA軟件，進行簡單介紹。

　　1、電子電路設計與仿真工具

我們大家可能都用過試驗板或者其他的東西製作過一些電子產品來進行實踐。但是有的時候，我們會發現做出來的東西有很多的問題，事先並沒有想到，這樣一來就浪費了我們的很多時間和物資。而且增加了產品的開發週期和延續了產品的上市時間從而使產品失去市場競爭優勢。有沒有能夠不動用電烙鐵試驗板就能知道結果的方法呢?結論是有，這就是電路設計與仿真技術的各項風洞實驗參數都輸入電腦，然後通過電腦編程編寫出一個虛擬環境的軟件，並且使它能夠自動套用相關公式和調用長期積累後輸入電腦的相關經驗參數。這樣一來，只要把飛機的外形計數據放入這個虛擬的風洞軟件中進行試驗，哪裏不合理有問題就改動那裏，直至最佳效果，效率自然高了，最後只要再在實際環境中測試幾次找找不足就可以定型了，從他們的波音747到F16都是採用的這種方法。空氣動力學方面的數據由資深專家提供，軟件開發商是IBM，飛行器設計工程師只需利用仿真軟件在計算機平台上進行各種仿真調試工作即可。同樣，他們其他的很多東西都是採用了這樣類似的方法，從大到小，從複雜到簡單，甚至包括設計傢俱和作曲，只是具體軟件內容不同。其實，他們發明第一代計算機時就是這個目的(當初是為了高效率設計大炮和相關炮彈以及其他計算量大的設計)。

電子電路設計與仿真工具包括SPICE/PSPICE;multiSIM7;Matlab;SystemView;MMICAD LiveWire、Edison、Tina Pro Bright Spark等。下面簡單介紹前三個軟件。

①SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)：是由美國加州大學推出的電路分析仿真軟件，是20世紀80年代世界上應用最廣的電路設計軟件，1998年被定為美國國家標準。1984年，美國MicroSim公司推出了基於SPICE的微機版PSPICE(Personal-SPICE)。現在用得較多的是PSPICE6.2，可以説在同類產品中，它是功能最為強大的模擬和數字電路混合仿真EDA軟件，在國內普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以進行各種各樣的電路仿真、激勵建立、温度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數據輸出、並在同一窗口內同時顯示模擬與數字的仿真結果。無論對哪種器件哪些電路進行仿真，都可以得到精確的仿真結果，並可以自行建立元器件及元器件庫。

②multiSIM(EWB的最新版本)軟件：是Interactive Image Technologies Ltd在20世紀末推出的電路仿真軟件。其最新版本為multiSIM13，目前普遍使用的是multiSIM2001，相對於其它EDA軟件，它具有更加形象直觀的人機交互界面，特別是其儀器儀表庫中的各儀器儀表與操作真實實驗中的實際儀器儀表完全沒有兩樣，但它對模數電路的混合仿真功能卻毫不遜色，幾乎能夠100%地仿真出真實電路的結果，並且它在儀器儀表庫中還提供了萬用表、信號發生器、瓦特表、雙蹤示波器(對於multiSIM7還具有四蹤示波器)、波特儀(相當實際中的掃頻儀)、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀、失真度分析儀、頻譜分析儀、網絡分析儀和電壓表及電流表等儀器儀表。還提供了我們日常常見的各種建模精確的元器件，比如電阻、電容、電感、三極管、二極管、繼電器、可控硅、數碼管等等。模擬集成電路方面有各種運算放大器、其他常用集成電路。數字電路方面有74系列集成電路、4000系列集成電路、等等還支持自制元器件。MultiSIM7還具有I-V分析儀(相當於真實環境中的晶體管特性圖示儀)和Agilent信號發生器、Agilent萬用表、Agilent示波器和動態邏輯平筆等。同時它還能進行VHDL仿真和Verilog HDL仿真。

③MATLAB產品族：它們的一大特性是有眾多的面向具體應用的工具箱和仿真塊，包含了完整的函數集用來對圖像信號處理、控制系統設計、神經網絡等特殊應用進行分析和設計。它具有數據採集、報告生成和MATLAB語言編程產生獨立C/C++代碼等功能。MATLAB產品族具有下列功能：數據分析;數值和符號計算、工程與科學繪圖;控制系統設計;數字圖像信號處理;財務工程;建模、仿真、原型開發;應用開發;圖形用户界面設計等。MATLAB產品族被廣泛應用於信號與圖像處理、控制系統設計、通訊系統仿真等諸多領域。開放式的結構使MATLAB產品族很容易針對特定的需求進行擴充，從而在不斷深化對問題的認識同時，提高自身的競爭力。

　　2、PCB設計軟件

PCB(Printed-Circuit Board)設計軟件種類很多，如Protel、Altium Designer、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGraphices的Expedition PCB、Zuken CadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard(與LiveWire配套的PCB製作軟件包)、ultiBOARD7(與multiSIM2001配套的PCB製作軟件包)等等。

目前在我國用得最多當屬Protel，下面僅對此軟件作一介紹。

Protel是PROTEL(現為Altium)公司在20世紀80年代末推出的CAD工具，是PCB設計者的首選軟件。它較早在國內使用，普及率最高，在很多的大、中專院校的電路專業還專門開設Protel課程，幾乎所在的電路公司都要用到它。早期的Protel主要作為印刷板自動佈線工具使用，其最新版本為Altium Designer 10，現在普遍使用的是Protel99SE，它是個完整的全方位電路設計系統，包含了電原理圖繪製、模擬電路與數字電路混合信號仿真、多層印刷電路板設計(包含印刷電路板自動佈局佈線)，可編程邏輯器件設計、圖表生成、電路表格生成、支持宏操作等功能，並具有Client/Server(客户/服務體系結構)， 同時還兼容一些其它設計軟件的文件格式，如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。使用多層印製線路板的自動佈線，可實現高密度PCB的100%布通率。Protel軟件功能強大(同時具有電路仿真功能和PLD開發功能)、界面友好、使用方便，但它最具代表性的是電路設計和PCB設計。