Ces outils de conception de circuits que les ingénieurs aiment

- Sep 26, 2020-

La technologie EDA est un système logiciel informatique développé sur la base de la technologie CAO électronique. Il fait référence à l'utilisation d'ordinateurs comme plate-forme de travail, qui combine les dernières réalisations de la technologie électronique appliquée, de la technologie informatique, du traitement de l'information et de la technologie intelligente pour concevoir automatiquement des produits électroniques. À l'aide des outils EDA, l'ensemble du processus des produits électroniques, de la conception des circuits et de l'analyse des performances à la conception de la disposition des circuits intégrés ou de la disposition des circuits imprimés, peut être automatiquement traité sur l'ordinateur.


Logiciel EDA couramment utilisé

Les outils EDA émergent à l'infini. Les logiciels EDA qui sont entrés dans notre pays et ont un large éventail d'influences sont: protel, MentorPADS, OrCAD, Mentor WG, Mentor EN, allegro, EWB, PSPICE, Synopsys, etc. Selon les fonctions principales ou les applications principales, il peut être grossièrement divisé en outils de conception et de simulation de circuits, logiciels de conception de circuits imprimés, logiciels de conception de circuits intégrés, outils de conception PLD et autres logiciels EDA.


Outil de conception et de simulation de circuits électroniques


Les outils de conception et de simulation de circuits électroniques comprennent:


SPICE / PSPICE, EWB, Matlab, SystemView, Multisim, MMICAD, etc. Ce qui suit présente brièvement les trois premiers logiciels.


1) SPICE: Le logiciel de simulation d'analyse de circuit lancé par l'Université de Californie, PSPICE6.2, est désormais utilisé plus fréquemment. Il s'agit du logiciel EDA de simulation hybride de circuits analogiques et numériques le plus puissant parmi des produits similaires. Il peut effectuer diverses simulations de circuits, établissement d'excitation, analyse de température et de bruit, contrôle analogique, sortie de forme d'onde, sortie de données et affichage simultané des résultats de simulation analogiques et numériques dans la même fenêtre. Quel que soit le type d'appareils et de circuits simulés, des résultats de simulation précis peuvent être obtenus, et des composants et des bibliothèques de composants peuvent être établis par eux-mêmes.


2) Logiciel EWB: logiciel de simulation de circuit introduit au début des années 1990. Comparé à d'autres logiciels EDA, il s'agit d'un logiciel plus petit (seulement 16M). Mais sa fonction de simulation mixte pour les circuits analogiques-numériques est très puissante, presque 100% des résultats de simulation de circuits réels, et il fournit des multimètres, des oscilloscopes, des générateurs de signaux, des balayeuses, des analyseurs logiques et des signaux numériques sur les générateurs de bureau, les convertisseurs logiques , voltmètres, ampèremètres et autres instruments. Son interface est intuitive, facile à apprendre et facile à utiliser. Beaucoup de ses fonctions imitent la conception de SPICE, mais les fonctions d'analyse sont légèrement inférieures à celles de PSPICE.


3) MATLAB: L'une de ses principales caractéristiques est qu'il dispose d'un grand nombre de boîtes à outils et de blocs de simulation orientés applications, y compris un ensemble complet de fonctions pour analyser et concevoir des applications spéciales telles que le traitement du signal d'image, la conception de systèmes de contrôle et les réseaux de neurones . Il dispose de fonctions telles que l'acquisition de données, la génération de rapports et la programmation en langage MATLAB pour générer des codes C++ / C++ indépendants.


Logiciel de conception de circuits imprimés

Il existe de nombreux types de logiciels de conception de circuits imprimés, tels que Protel / AD, OrCAD, Viewlogic, Cadence PSD, Mentor EN, Mentor WG et Mentor PADS series. Les logiciels de conception de circuits imprimés couramment utilisés incluent Zuken CadStart, Winboard / Windraft / Ivex-SPICE, PCB Studio, TANGO, etc.


Permettez-moi de parler de plusieurs séries d'outils couramment utilisées sous Mentor!


Mentor propose trois séries d'outils de conception de circuits imprimés, à savoir:


Série Mentor EN, Mentor Board Station.


Série Mentor WG, expédition Mentor.


Il existe également la série PADS, à savoir PowerPCB.


Mentor PADS mentionné ci-dessus, également connu sous le nom de série précédente PowerPCB / PowerLogic, est le meilleur logiciel de PCB bas de gamme. Il a une interface conviviale, facile à utiliser, des fonctions puissantes et est favorisé par les petites et moyennes entreprises. Occupez une part de marché importante.


Les deux autres séries de la série Mentor EN et de la série Mentor WG, comme Cadence Allegro, sont actuellement le logiciel de PCB le plus haut de gamme. De grandes entreprises comme ZTE et Huawei utiliseront ces logiciels de conception haut de gamme.


Parmi eux, Mentor Expedition (série WG) est le logiciel le plus fluide pour le tréfilage et est connu comme le roi du tréfilage. Sa fonction de câblage automatique est très puissante et la conception des règles de câblage est très professionnelle.


La série Mentor EN est portée du premier système UNIX au système Windows. C'est aussi le logiciel d'outil PCB le plus professionnel, mais il est difficile à apprendre et il sera plus difficile à apprendre par vous-même.


La série PADS est relativement simple et facile à utiliser et rapide à démarrer, conception flexible, la liberté de l'utilisateur est également très élevée, très adaptée aux débutants et aux groupes désireux d'auto-apprentissage.


Parlons du Protel et de l'AD d'Altium


Protel / AD compte également de nombreux utilisateurs universitaires. Il dispose d'un système de conception de potentiel omnidirectionnel complet, y compris le dessin schématique électrique, la simulation de signaux mixtes de circuits analogiques et numériques, et la conception de cartes de circuits imprimés multicouches (y compris la disposition automatique des cartes de circuits imprimés), la conception de dispositifs logiques programmables, la génération de schémas génération de tables, prise en charge des opérations de macro et d'autres fonctions, et a Client / Serveur (architecture client / serveur, mais également compatible avec d'autres formats de fichiers de logiciels de conception, tels que ORCAD, PSPICE, EXCEL, etc.


Enfin, parlons de Cadence Allegro.


La société Cadence possède de nombreuses séries telles que Orcad / SPB / PSD, dont trois sont le kit de conception de circuits imprimés de la société Cadence&basé sur la capture et l # 39; allégro, la différence réside uniquement dans la configuration du logiciel.


La configuration d'Orcad&est un produit bas de gamme, qui présente l'avantage d'un prix bas. Cependant, la fonction d'Allegro dans Orcad est relativement faible. Il n'y a que des fonctions de base et pas de gestionnaire de contraintes. Si vous avez besoin d'un SI ou d'un gestionnaire de contraintes, vous devez ajouter une autre configuration.


PSD et SPB sont en fait la même chose. PSD est une première version de la plate-forme de conception d'interconnexion de système d'Allegro GG. Plus tard, la nouvelle version s'appelle SPB. En raison du concept de conception amélioré, le nom du package a été modifié.


À partir de là, tout le monde devrait comprendre que SPB est la version la plus fonctionnelle d'Allegro.


Pour mesurer les avantages et les inconvénients d'un logiciel, l'une des normes les plus réalistes est de regarder sa part de marché, c'est-à-dire sa popularité et sa popularité. Cadence Allegro est maintenant presque devenu la norme de facto de l'industrie dans la conception de cartes à grande vitesse, et est utilisé par de nombreuses grandes communications électroniques. De telles entreprises l'utilisent, donc maîtriser Cadence Allegro est une aide substantielle pour la recherche d'emploi; en outre, ses ressources d'apprentissage sont également relativement riches, ce qui est plus adapté à l'auto-apprentissage.


La série actuelle de produits Cadence comprend: Cadence SPB16.2, Cadence SPB16.0, Cadence SPB 15.7, Cadence SPB15.5, Cadence SPB15.2 et ainsi de suite. Système de conception de circuits au niveau de la carte.


Cadence Allegro est presque devenu la norme de facto de l'industrie en matière de conception de cartes à grande vitesse, et ses ressources d'apprentissage sont également relativement riches, ce qui est plus adapté à l'auto-apprentissage.


Quelqu'un a déjà commenté Cadence comme ceci:


GG quot; Cadence est la norme industrielle de facto en matière de conception de cartes à grande vitesse. Peu importe quel aspect est excellent. L'outil Cadence PCB Layout est absolument de premier ordre. Après un peu de familiarité, je ne souhaite plus utiliser d'autres outils. Le câblage est super cool. La simulation est également très bonne. Niu, a ses propres outils de simulation, la simulation de l'intégrité du signal, la simulation de l'intégrité de la puissance peut être effectuée. Il occupe fermement une position dominante dans la fabrication de cartes haute vitesse pour circuits imprimés. Il faut savoir que 60% des cartes mères d'ordinateurs dans le monde et 40% des cartes mères de téléphones portables le peuvent. Elles ont toutes été peintes avec Allegro."


Logiciel de conception IC


Il existe de nombreux outils de conception de circuits intégrés, parmi lesquels Cadence, Mentor Graphics et Synopsys en fonction de la part de marché.


1) Outils d'entrée de conception: comme le compositeur de Cadence GG, viewdraw de viewlogic GG, le langage de description de matériel VHDL, Verilog HDL sont les principaux langages de conception et de nombreux outils d'entrée de conception prennent en charge le HDL. En outre, comme Active-HDL et d'autres méthodes d'entrée de conception, y compris les méthodes d'entrée de principe et de machine d'état, la plupart des outils de conception FPGA / CPLD peuvent être utilisés comme méthodes d'entrée pour la conception de circuits intégrés, tels que les outils de développement fournis par des sociétés telles que Xilinx, Altera et Modelsim FPGA.


2) Travail de simulation de conception: l'un des plus grands avantages des outils EDA est qu'ils peuvent vérifier si la conception est correcte. Presque toutes les entreprises disposent d'outils de simulation pour les produits EDA.


Verilog-XL et NC-verilog sont utilisés pour la simulation Verilog, Leapfrog est utilisé pour la simulation VHDL et Analog Artist est utilisé pour la simulation de circuits analogiques. Les simulateurs de Viewlogic&comprennent: un simulateur de circuit au niveau de la porte viewsim, un simulateur speedwaveVHDL, un simulateur VCS-verilog. Mentor Graphics dispose d'un double simulateur VHDL et Verilog produit par sa filiale Model Tech: Model Sim. Cadence et Synopsys utilisent VSS (simulateur VHDL). La tendance actuelle est que toutes les grandes entreprises EDA utilisent progressivement des simulateurs HDL comme outils de vérification de circuits.


3) Outils de synthèse: les outils de synthèse peuvent transformer le HDL en une netlist au niveau de la porte. À cet égard, les outils Synopsys ont un plus grand avantage. Son Design Compile est une norme industrielle complète. Il a également un autre produit appelé Behavior Compiler, qui peut fournir une synthèse plus avancée. En outre, les États-Unis ont également publié un logiciel appelé Ambit, qui est plus efficace que le logiciel de Synopsys GG. Il peut intégrer 500 000 circuits à une vitesse plus rapide. Cependant, Ambit a été racheté par Cadence, pour lequel Cadence a abandonné son logiciel intégré d'origine Synergy.


Avec l'ampleur croissante de la conception FPGA, diverses sociétés EDA ont successivement développé un logiciel de synthèse pour la conception FPGA. Les plus célèbres sont: FPGA Express de Synopsys, Synplity de Cadence, Leonardo de Mentor, et ces trois logiciels de synthèse FPGA Représentaient la grande majorité du marché.


4) Placement et routage: le logiciel Cadence est relativement puissant dans les outils de placement et de routage de la conception de circuits intégrés. Il propose de nombreux produits pouvant être utilisés pour les cellules standard et les réseaux de portes pour réaliser un câblage interactif. Le plus célèbre est le spectre de cadence, qui était à l'origine utilisé pour le câblage PCB, et plus tard Cadence l'a utilisé pour le câblage IC.


Ses principaux outils sont: Cell3, Silicon Ensemble - routeur cellulaire standard; Gate Ensemble - routeur de réseau de portes; Design Planner - outil de mise en page. D'autres sociétés de développement de logiciels EDA fournissent également leurs propres outils de mise en page.


5) Outils de vérification physique: Les outils de vérification physique comprennent des outils de conception de mise en page, des outils de vérification de mise en page, des outils d'extraction de mise en page, etc. La cadence est également très forte à cet égard, avec de nombreux utilisateurs d'outils physiques tels que Dracula, Virtuso et Vampire.


6) Simulateur de circuit analogique: Le simulateur mentionné ci-dessus est principalement destiné aux circuits numériques. Pour les outils de simulation de circuits analogiques, SPICE est couramment utilisé, ce qui est le seul choix. Choisissez simplement SPICE de différentes sociétés, comme PSPICE de MiceoSim, HSPICE de Meta Soft et ainsi de suite. HSPICE est désormais racheté par Avanti. Parmi les nombreux SPICE, le meilleur et le plus précis est HSPICE. En tant que conception de circuits intégrés, il a le plus de modèles et la plus grande précision de simulation.


Outil de conception PLD


PLD (Programmable Logic Device) est un circuit intégré numérique dont la fonction logique est construite par les utilisateurs en fonction de leurs besoins. Il existe actuellement deux types principaux: CPLD (Complex PLD) et FPGA (Field Programmable Gate Array). Leur méthode de conception de base consiste à utiliser le logiciel EDA, en utilisant des diagrammes schématiques, des machines à états, des expressions booléennes, des langages de description de matériel et d'autres méthodes pour générer les fichiers cibles correspondants, et enfin utiliser un programmeur ou un câble de téléchargement pour implémenter le périphérique cible. Il existe de nombreux fabricants de PLD, mais les fabricants de PLD les plus représentatifs sont ALTERA, Xilinx et Lattice.


Les outils de développement PLD sont généralement fournis par les fabricants d'appareils, mais à mesure que l'échelle des appareils continue d'augmenter, la complexité du logiciel augmente également. À l'heure actuelle, des éditeurs de logiciels spécialisés coopèrent avec les fabricants d'appareils pour lancer de puissants logiciels de conception.


PLD (Programmable Logic Device) est un nouveau type de circuit qui peut remplacer complètement la série 74, GAL et PLA. Tant que vous disposez d'une base de circuit numérique et que vous pouvez utiliser un ordinateur, vous pouvez développer PLD. Les capacités de programmation en ligne et le puissant logiciel de développement de PLD&permettent aux ingénieurs de réaliser des tâches qui ne pouvaient être achevées que dans les dernières semaines en quelques jours, voire quelques minutes, et d'intégrer des millions de conceptions complexes dans une seule puce. La technologie PLD est devenue une technologie nécessaire pour les ingénieurs en électronique des pays développés.


Outils de production et de développement PLD:


1) ALTERA - Développé rapidement après les années 1990, puis racheté par Intel. Les principaux produits sont: MAX3000 / 7000, FELX6K / 10K, APEX20K, ACEX1K, Stratix, etc. Son outil de développement-MAX + PLUS II est une plate-forme de développement PLD plus réussie, et le dernier logiciel de développement Quartus II a été introduit. La société Altera fournit plus de formes de moyens d'entrée de conception, liant des outils de synthèse VHDL tiers, tels que: logiciel de synthèse FPGA Express, Leonard Spectrum, logiciel de simulation ModelSim.


2) XILINX - l'inventeur du FPGA. La gamme de produits est relativement complète, comprenant principalement: XC9500 / 4000, Coolrunner (XPLA3), Spartan, Vertex, etc. Le plus gros appareil Vertex-II Pro a atteint 8 millions. Le logiciel de développement est Foundation et ISE. De manière générale, il y a plus de personnes utilisant Xilinx en Europe, plus de personnes utilisant ALTERA dans la région Asie-Pacifique, et se répartissent également aux États-Unis. Plus de 60% des produits PLD / FPGA mondiaux sont fournis par Altera et Xilinx. On peut dire qu'Altera et Xilinx déterminent conjointement l'orientation du développement de la technologie PLD.


3) Lattice - Vantis Lattice est l'inventeur de la technologie ISP (In-System Programmability). La technologie ISP a grandement favorisé le développement de produits PLD. Par rapport à ALTERA et XILINX, ses outils de développement sont légèrement inférieurs à Altera et Xilinx. Les PLD à petite et moyenne échelle ont leurs propres caractéristiques et la compétitivité des PLD à grande échelle n'est pas assez forte (Lattice n'a pas de FPGA à grande échelle basé sur la technologie des tables de consultation). En 1999, il a lancé des dispositifs analogiques programmables. En 1999, elle acquiert Vantis (anciennement filiale d'AMD) et devient le n ° 3 des principaux fournisseurs de dispositifs logiques programmables. En décembre 2001, il a acquis la division FPGA d'Agere Corporation (anciennement Lucent Microelectronics Division). Les principaux produits sont ispLSI2000 / 5000/8000, MACH4 / 5.


4) ACTEL - le leader de la PLD anti-fusible (programmation unique). Parce que le PLD anti-fusible est anti-rayonnement, résistance aux températures élevées et basses, faible consommation d'énergie et rapide, il présente de plus grands avantages au niveau militaire et aérospatial. ALTERA et XILINX ne sont généralement pas impliqués dans le marché militaire et aérospatial.


5) Quicklogic - une société professionnelle PLD / FPGA, utilise principalement une technologie anti-fusible unique et réalise peu de ventes en Chine.


6) Lucent - La caractéristique principale est qu'il existe de nombreux cœurs IP dédiés utilisés dans le domaine des communications, mais PLD / FPGA n'est pas l'activité principale de Lucent et peu de gens l'utilisent en Chine.


7) ATMEL - a été acquis par Microchip, les PLD de petite et moyenne taille se portent bien. ATMEL a également fabriqué certains films compatibles avec Altera et Xilinx dans les premières années, mais il existe encore des lacunes de qualité par rapport aux fabricants d'origine. Il est moins utilisé dans les produits à haute fiabilité et principalement dans les produits bas de gamme.


8) Clear Logic - produit des puces compatibles avec certaines sociétés PLD / FPGA célèbres. Cette puce peut solidifier la conception de l'utilisateur&en même temps, n'est pas programmable et a un coût inférieur en production de masse.


9) WSI - Production de produits PSD (Single Chip Microcomputer Programmable Peripheral Chip). c'est


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