EDA初步认知
***EDA初步认知***
一.刚开始需要解决的一些疑惑点:
EDA与FPGA,FPGA与单片机之间的关系
1.可以理解为:EDA技术是以大规模可编程逻辑器件(FPGA ,CPLD)为设计载体,以硬件描述语言(如VHDL等)为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件(Synopsys所主导)及实验开发系统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。最近中兴缺芯的事情,让社会的舆论和焦点投向芯片这个大众比较陌生的行业。行业人士或者相关人士的态度对此很不乐观,生产芯片的FAB仅仅是产业链中的一环。整个芯片行业是一个超级庞大的产业链。而停止给中兴提供服务的Cadence是行业中另外重要一环:EDA。
2. FPGA和单片机的区别,本质上是软件和硬件的区别,FPGA更偏向于硬件电路,而单片机更偏于软件。进一步说,单片机是一个微控制器,通过加载模块软件来实现某种功能,单片机是成型的芯片;FPGA是用来设计芯片的芯片。 单片机设计属软件范畴;它的硬件(单片机芯片)是固定的,通过软件编程语言描述软件指令在硬件芯片上的执行;FPGA设计属硬件范畴,它的硬件(FPGA)是可编程的,是一个通过硬件描述语言在FPGA芯片上自定义集成电路的过程。
二. EDA行业主流技术及公司
1.在芯片设计过程中,仿真验证是十分重要的一个环节,以确保芯片进入流片生产环节前符合预期设计性能要求。专门为芯片设计工程师提供仿真和验证工具的EDA细分行业是整个半导体行业生态链中最上游,最高端的节点。全球EDA市场基本上被三家公司霸占:Cadence、Synopsys和Mentor Graphics,其中规模最小的Mentor Graphics已经被西门子收购。经过30多年的行业发展和市场竞争,这三家主要的EDA供应商各有自己的独特优势,在全球半导体技术和市场的动态变化中保持相对平衡的格局。
2.硅谷风云:Cadence与Avanti的EDA大战Joe Costello 放弃继续攻读物理学博士学位,投身于新兴的微电子行1983年,Costello进入了SDA。1986年,Costello成为SDA的总裁。1988年,SDA与另外一家EDA公司ECAD合并,更名为Cadence,Costello担任CEO。1991年初,由4位原Cadence的华裔员工,辞职创立一家新的EDA软件公司Avanti,虽然只是一个仅有十几人的小公司,但这家公司冲击的是Cadence的核心技术:芯片布局与布线P&R1992年年底,徐建国受命之后,成立了一个B小组旨在:在市场上,要挤死Avanti;在技术上,要超越Avanti1993年底,Cadence发生内讧,给予Avanti 得以喘息的机会1994年,Cadence找到Avanti盗窃铁证1995年12月份,在Costello提供的铁证面前,检察官同意了Cadence的请求对阿凡提整个公司展开大搜查。此后拉开了漫长的诉讼马拉松。宣判没过多久,Synopsys 全资收购Avanti。原Avanti管理层全部扫地出门当Cadence和Avanti互掐的时候,鹤蚌相争渔翁得利。Synopsys快速发展,市场份额逐步扩大,最后收购Avanti;Mentor Graphics在大调整后也重新崛起。
3.粗略地划分,我们可以将EDA的CAD市场分为三部份:前端技术(frontend,包括Verilog 等的模拟与器件组合),后端技术(backend,包括Place&Routing 芯片布局与布线),验证技术(DRC/LVS 等)在EDA爆发式增长之后,存活下来了三巨头:Synopsys 基本垄断了前端技术,占有其中将近六成的市场;Cadence 基本垄断了后端技术与验证技术,占有其中将近八成的市场。Mentor Graphics,仅仅是活着而已,靠仅剩的验证技术活着。由于软件的研发严重落后于进度,8.0版只能推到重写,大量长期客户流失到竞争对手那里去了。94年公司组织结构大调整后,才起死回生。
三.FPGA开发流程目前全球知名的FPGA生产厂商有:
1.Altera,开发平台是Quartus II(2015年12月英特尔斥资167亿美元收购了Altera公司)
2.Xilinx ,开发平台是ISE
3.Actel ,开发平台是Libero
4.Lattice
5.Atmel
Altera作为世界老牌可编程逻辑器件的厂家,是可编程逻辑器件的发明者,开发软件MAX+PLUSII和QuartusII。Xilinx是FPGA的发明者,拥有世界一半以上的市场,提供90%的高端65nmFPGA产品,开发软件为ISE。Actel主要提供非易失性FPGA,产品主要基于反熔丝工艺和FLASH工艺,其产品主要用于军用和宇航。
四.EDA技术的演进