電路晶元化

A. EDA技術主要概念

EDA技術主要概念

EDA(電子線路設計座自動化)是以計算機為工作平台、以硬體描述語言(VHDL)為設計語言、以可編程器件(CPLD/FPGA)為實驗載體、以ASIC/SOC晶元為目標器件、進行必要元件建模和系統模擬電子產品自動化設計過程。下面是我整理的EDA技術主要概念相關內容。

EDA軟體簡介

「EDA」就是Electronic Design AutomaTIon(電子設計自動化)，也就是能夠幫助人們設計電子電路或系統軟體工具，該工具可以使設計更復雜電路和系統成為可能。目前進入我國並具有廣泛影響EDA軟體有：muhisim7、OW_AD、Protel、Viewlogio、Mentor、Synopsys、PCBW Id、Cadence、MicmSim等等，這些軟體各具特色，大體分為晶元級設計工具、電路板級設計工具、可編程邏輯器件開發工具和電路模擬工具等幾類;其中Protel是國內最流行、使用最廣泛一種印製電路板設計首選軟體，由澳大利亞protd Technology公司出品，過去只是用來進行原理圖輸入和PCB版圖設計，從Protel 98開始，加入了模擬數字混合電路模擬模塊和可編程邏輯器件設計模塊，1999年Protel推出了功能更加強大EDA綜合設計環境Protel 99，它將EDA全部內容整合為一體，成為完整EDA軟體，因而該軟體發展潛力很大，但它最具特色和最強大功能仍是原理圖輸人和PCB版圖設計。

EDA技術主要內容

EDA技術涉及面很廣，內容豐富，從教學和實用角度看，主要應掌握如下4個方面內容：一是大規模可編程邏輯器件;二是硬體描述語言;三是軟體開發工具;四是實驗開發系統。其中，大規模可含鉛編程邏輯器件是利用EDA技術進行電子系統設計載體，硬體描述語言是利用EDA技術進行電子系統設計主要表達手段，軟體開發工具是利用EDA技術進行電子系統設計智能化自動設計工具，實驗開發系統則是利用EDA技術進行電子系統設計下載工具及硬體驗證工具。

EDA技術主要特徵

1、用軟體設計方法來設計硬體

硬體系統轉換是由有關開發軟體自動完成，設計輸入可以是原理圖VHDL語言，通過軟體設計方式測試，實現對特定功能硬體電路設計，而硬體設計修改工作也如同修改軟體程序一樣快捷方便，設計整個過程幾乎不涉及任何硬體，可操作性、產品互換性強。

2、基於晶元設計方法

EDA設計方法又稱為基於晶元設計方法，集成化程度更高，可實現片上系統集成，進行更加復雜電路晶元化設計和專用集成電路設計，使產品體積小、功耗低、可靠性高;可在系統編程或現場編程，使器件編程、重構、修改簡單便利，可實現在線升級;可進行大老歷各種模擬，開發周期短，設計成本低，設計靈活性高。

3、自動化程度高

EDA技術根據設計輸入文件，將電子產品從電路功能模擬、性能分析、優化設計到結果測試全過程在計滾搜算機上自動處理完成，自動生成目標系統，使設計人員不必學習許多深入專業知識，也可免除許多推導運算即可獲得優化設計成果，設計自動化程度高，減輕了設計人員工作量，開發效率高。

4、自動進行產品直面設計

EDA技術根據設計輸入文件(HDL或電路原理圖)，自動地進行邏輯編譯、化簡、綜合、模擬、優化、布局、布線、適配以及下載編程以生成目標系統，即將電子產品從電路功能模擬、性能分析、優化設計到結果測試全過程在計算機上自動處理完成;

EDA技術要點

1、可編程邏輯器件-PLD

數字邏輯器件發展直接反映了從分立元件、中小規模標准晶元過渡到可編程邏輯器件過程。ISP技術和HDPLD器件使設計人員能夠在實驗室中方便地開發專用集成數字電路晶元ASIC.當前，國內外許多著名廠商均已開發出新一代ISP器件以及相應開發軟體(如Synario、EXPERT、FundaTIon、MAX Plus2等)。

2、「自頂而下」設計方法

10年前，電子設計基本思路還是選擇標准集成電路「自底向上」(Bottom-Up)地構造出一個新系統。這樣設計方法如同一磚一瓦建造樓房，不僅效率低、成本高而且容易出錯，高層次設計給我們提供了一種「自頂向下」(Top-Down)全新設計方法，這種方法首先從系統入手，在頂層進行功能方框圖劃分和結構設計，在方框圖一級進行模擬、糾錯，並用硬體描述語言對高層系統進行描述，在系統一級進行驗證，然後用綜合優化工具生成具體門電路網表，其對應物理實現級可以是印刷電路板或專用集成電路，由於設計主要模擬和調試過程是在高層次上完成，這既有利於早期發現結構設計上錯誤，避免設計工時浪費，同時也減少了邏輯功能模擬工作量，提高了設計一次成功率。

擴展： EDA技術布局常用規則

1.我們要注意貼片器件(電阻電容)與晶元和其餘器件的最小距離晶元：一般我們定義分立器件和IC晶元的距離0.5～0.7mm，特殊的地方可能因為夾具配置的不同而改變

2.對於分立直插的器件

一般的`電阻如果為分立直插的比貼片的距離略大一般在1～3mm之間。注意保持足夠的間距(因為加工的麻煩，所以直插的基本不會用)

3.對於IC的去耦電容的擺放

每個IC的電源埠附近都需要擺放去耦電容，且位置盡可能靠近IC的電源口，當一個晶元有多個電源口的時候，每個口都要布置去耦電容。

4.在邊沿附近的分立器件

由於一般都是用拼板來做PCB，因此在邊沿附近的器件需要符合兩個條件，第一就是與切割方向平行(使器件的應力均勻)，第二就是在一定距離之內不能布置器件(防止板子切割的時候損壞元器件)

5.如果相鄰的焊盤需要相連，首先確認在外面進行連接，防止連成一團造成橋接，同時注意此時的銅線的寬度。

6.焊盤如果在鋪通區域內需要考慮熱焊盤(必須能夠承載足夠的電流)，如果引線比直插器件的焊盤小的話需要加淚滴(角度小於45度)，同樣適用於直插連接器的引腳。

7.元件焊盤兩邊的引線寬度要一致，如果時間焊盤和電極大小有差距，要注意是否會出現短路的現象，最後要注意保留未使用引腳的焊盤，並且正確接地或者接電源。

8. 注意通孔最好不要打在焊盤上。

9.另外就是要注意的是引線不能和板邊過近，也不允許在板邊鋪銅(包括定位孔附近區域)

10.大電容：首先要考慮電容的環境溫度是否符合要求，其次要使電容盡可能的遠離發熱區域

B. 電路晶元產品譜系化的原因

主要有以下幾點。
1、滿足市場需求：電路晶元應用罩耐領域廣泛，不同的應用場景需要不同的晶元產品。通過譜系化的產品線，可以滿足市場不同層次、不同需求的客戶。
2、提物埋春高生產效率：電路晶元生產過程中，不同型號的晶元需要不同的生產工藝和生產線，譜系化的產品線可以提高生產效率，降低生產成本。
3、降低研發成本液盯：譜系化的產品線可以共享一些通用的設計和技術，降低研發成本，提高研發效率。

C. 幾種集成電路晶元及作用

1、BIOS晶元：
是一塊方塊狀的存儲器，裡面存有與該主板搭配的基本輸入輸出系統程序。能夠讓主板識別各種硬體，還可以設置引導系統的設備，調整CPU外頻等。BIOS晶元是可以寫入的，這一方面會讓主板遭受諸如CIH病毒的襲擊。另一方面也方便用戶們不斷從Internet上更新BIOS的版本，來獲取更好的性能及對電腦最新硬體的支持。
2、南北橋晶元：
橫跨AGP插槽左右兩邊的兩塊晶元就是南北橋晶元。南橋多位於PCI插槽的上面；而CPU插槽旁邊，被散熱片蓋住的就是北橋晶元。北橋晶元主要負責處理CPU、內存、顯卡三者間的「交通」，由於發熱量較大，因而需要散熱片散熱。南橋晶元則負責硬碟等存儲設備和PCI之間的數據流通。南橋和北橋合稱晶元組。晶元組在很大程度上決定了主板的功能和性能。
3、RAID控制晶元：
相當於一塊RAID卡的作用，可支持多個硬碟組成各種RAID模式。目前主板上集成的RAID控制晶元主要有兩種：HPT372 RAID控制晶元和Promise RAID控制晶元

D. 晶元的作用 晶元的主要作用是什麼

晶元也叫集成電路，可以理解為把電路小型化微型化的意思。晶元一般分為數字晶元，模擬晶元和數指盯模混合晶元三類，按照用途的分類就更廣了。所有的高科技電子設備都離不開晶元，現代化的生活也離不開晶元。

集成電路仔閉，或稱微電路、微晶元、晶片/晶元在電子學中是一種把電路（主要包括半導體設備，也包括被動組件等）小型化的方式，並時常製造在半導體晶圓表面上。晶體管發明並大量生產之後，各式固態半導體組件如二極念逗裂管、晶體管等大量使用，取代了真空管在電路中的功能與角色。
晶元的作用是完成運算，處理任務。如果把中央處理器CPU比喻為整個電腦系統的心臟，那麼主板上的晶元組就是整個身體的軀干。對於主板而言，晶元組幾乎決定了這塊主板的功能，進而影響到整個電腦系統性能的發揮，晶元組是主板的靈魂。
一塊好的晶元可以最大化的讓這個主板發揮出他最好的功能，就跟一名運動員一樣，在一個合適的場合你給他—套適合他的裝備他就可以發揮出他的能力。
晶元的的作用其實可以很廣泛，它不止可以被安裝到我們平常使用的電腦里，它的作用其實是非常廣闊的，在我們平常的生活里其實到處都有晶元，它在我們的手機里存在著;在電視機里；在空調里;在熱水器里；遙控器這個小東西也是離不開它的。晶元在我們的生活里處處可見，沒了晶元的生活里可以說是沒了科技，它是一個電器裡面的靈魂。

E. 請教集成電路和晶元的關系

1、分類不同

晶元在電子學中是一種把電路小型化的方式，並時常製造在半導體晶圓表面上。

半導體指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。半導體在消費電子、通信系統、醫療儀器等領域有廣泛應用。

集成電路是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起。

2、特點不同

晶元將電路製造在半導體晶元表面上的集成電路又稱薄膜集成電路。另有一種厚膜集成電路是由獨立半導體設備和被動組件，集成到襯底或線路板所構成的小型化電路。

物質存在的形式多種多樣，固體、液體、氣體、等離子體等等。通常把導電性差的材料，如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等稱為絕緣體。

集成電路技術包括晶元製造技術與設計技術，主要體現在加工設備，加工工藝，封裝測試，批量生產及設計創新的能力上。

3、功能不同

晶元晶體管發明並大量生產之後，各式固態半導體組件如二極體、晶體管等大量使用，取代了真空管在電路中的功能與角色。

半導體是指在常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。半導體主要運用在收音機、電視機和測溫上。半導體是指一種導電性可控，范圍從絕緣體到導體之間的材料。從

集成電路具有體積小，重量輕，引出線和焊接點少，壽命長，可靠性高，性能好等優點，同時成本低，便於大規模生產。