EDA软件发展的最新概况

EDA软件发展概况EDA是ElectronicDesignAutomation(电子设计自动化)的英文缩写。EDA技术是伴随着计算机、集成电路、电子系统的设计发展起来的，它是以电子CAD技术为基础所发展起来的计算机软件系统，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等成果，来进行电子产品的自动设计。可以说，EDA技术是电子设计技术的核心。随着时代的进步，该技术不断取得了突破性的进展。EDA技术的发展是一个漫长的过程。自从20世纪70年代的CAD(计算机辅助设计)的出现，从而产生了计算机辅助设计的概念，这是的CAD一定意义上取代了手工操作。到了80年代的CAE（计算机辅助工程设计)，增加了电路功能设计和结构设计，实现了工程设计。再到90年代的EDA(电子设计自动化)，提高了整个设计过程的自动化与智能化，使应用起来更加的方便。从这个漫长的过程之中可以看出，自从电子设计技术出现以来，随着需求的提高与无数人的努力，EDA技术显得越来越成熟，同时也给我们带来了更多的便利。现代社会，对EDA技术的应用非常广泛。包括在电子、机械、通信、航空、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。EDA技术的实用性与重要性可见一斑。所以，身为新一代的机械专业的大学生，我们很有必要对EDA技术作相应的了解与学习，掌握好EDA技术，无论对我们的学习还是工作都至关重要。目前，常见EDA工具有PROTEL、Matlab、SystemView、MMICAD、ORCAD、SPICE、E1ectronicsWorkbench等。其中，PROTEL是PROTEL公司在20世纪80年代末推出的一款EDA软件，它在电子行业的设计软件中，当之无愧地排在众多EDA软件的前面，在国内使用较早、普及率也最高，几乎所有的电子公司都要用到它，是电子设计的首选软件。随着时代的发展，过往的EDA软件不可能一成不变。毕竟，社会的进步同时也推动了人们的需求，工作和研究中需要功能更加强大，操作更加人性化，能给我们带更多便利的软件。所以，EDA技术的发展进入了一个崭新的阶段，它的最新发展概况具有以下的特点：1,新工具软件：目前，常见的EDA工具有很多，但有时会发现，当下所具有的EDA软件并不能完全满足我们的需求，因此，随着时代的发展，人们需求的提高，出现新的EDA工具软件是必然的。2,向低电压、低功耗方面发展：随着环保意识的加强与节能意识的兴起，电子产品的发展也必须考虑到降低电压，减少功耗的问题，在满足我们需求的同时，尽量减少功耗，是顺应时代潮流的要求。3,仿真工具的高效性：仿真可以说是电子系统设计总耗时最多的工作。电子系统设计的仿真有两个方面，系统级仿真主要验证系统的功能，如验证设计的有效性等；电路级仿真主要验证系统的性能，决定怎样实现设计，如测试设计的精度、处理和保证设计要求等。要提高仿真的效率，一方面是要建立合理的仿真算法；另一方面是要更好地解决系统级仿真中，系统模型的建模和电路级仿真中电路模型的建模技术。在未来的EDA技术中，仿真工具有很大的发展空间。4,操作方式简便化：任何软件的可操作性都是我们必须认真考虑的一个问题。只有操作简便，容易掌握的软件才有价值，才有市场。EDA电子软件自然不可避免地遇到这个问题。EDA软件作为应用越来越广泛，在当代社会具有重要价值的软件，其设计需要尽量的考虑到操作的简便性，便于软件的普及和设计者的学习与使用。5，理想的逻辑综合、优化工具:逻辑综合功能是将高层次系统行为设计自动翻译成门级逻辑的电路描述，做到了实际与工艺的独立。优化则是对于上述综合生成的电路网表，根据逻辑方程功能等效的原则，用更小、更快的综合结果替代一些复杂的逻辑电路单元，根据指定目标库映射成新的网表。随着电子系统的集成规模越来越大，几乎不可能直接面向电路图做设计，要将设计者的精力从繁琐的逻辑图设计和分析中转移到设计前期算法开发上。6，针对特殊行业和生产过程的大规模定制方向发展:随着现代工业“小批量、多品种”特征的形成，今后的自动化软件将朝着针对特殊行业和生产过程的大规模定制方向发展。即用特殊定制的产品来代替标准化的产品。以便于满足特殊行业以及其他特殊应用的需求。7，标准化技术：目前存在的EDA电子软件有很多种，并且EDA软件的种类将随着时间的发展而逐渐增加，所以，一些常用软件之间的部分表达与操作等需要采取同一套标准或者固定的转换方式，便于使用者理解与使用。8，具有混合信号处理能力：由于数字电路和模拟电路的不同特性，模拟集成电路EDA工具的发展远远落后于数字电路EDA开发工具。但是，由于物理量本身多以模拟形式存在，实现高性能复杂电子系统的设计必然离不开模拟信号。20世纪90年代以来，EDA工具厂商都比较重视数模混合信号设计工具的开发。美国Cadence、Synopsys等公司开发的EDA工具已经具有了数模混合设计能力，这些EDA开发工具能完成含有模数变换、数字信号处理、专用集成电路宏单元、数模变换和各种压控振荡器在内的混合系统设计。未来，自动化软件的发展将主要表现为如下一些特征：（1）开放性技术自动化软件正逐渐成为协作生产制造过程中不同阶段的核心系统，无论是用户还是硬件供应商都将自动化软件作为全厂范围内信息收集和集成的工具，这就要求自动化软件大量采用“标准化技术”，如OPC、DDE、ActiveX控件、COM/DCOM等，这样使得自动化软件演变成软件平台，在软件功能不能满足用户特殊需要时，用户可以根据自己的需要进行二次开发。比如组态王6.0中提供了4个开发工具包，就是使用户可以进行二次开发。自动化软件采用标准化技术还便于将局部的功能进行互连。在全厂范围内，不同厂家的自动化软件也可以实现互连。（2）构造全厂信息平台ERP是国内炙手可热的话题，但目前的ERP主要应用在商业企业的财务、销售、物流等方面。在国内外的企业生产中，还没有多少企业能够将生产信息和ERP系统整合到一起，使生产效率和市场效益最大化，也就是说在工业现场和ERP之间存在着鸿沟，如何使实时历史数据能够进入企业信息管理系统，是现代信息工厂迫在眉睫的需求。随着大型数据库技术的日益成熟，全球主要的自动化厂商已发展了相关平台，使自动化软件向着生产制造和管理的信息系统的方向发展。自动化软件已经成为构造全厂信息平台的承上启下的重要组成部分。在未来企业的信息化进程中，自动化软件将成为中间件，因为自动化软件厂商在既了解企业工艺、控制、生产制造需求，又能完成现场历史数据的记录、存储及为ERP提供生产实时数据方面有着得天独厚的优势。将于2003年推出的组态王7.0分标准版和企业版，企业版是一个以大型工业实时数据库为基础，具有丰富MES功能的软件包。（3）瘦客户技术2001年是许多网站的“冬天”,网站的倒闭并不意味着网络技术本身存在问题，恰恰相反，网络技术尤其是瘦客户技术却给自动化软件带来了“春天”，因为自动化软件正在并且已经从单机向客户服务器方向发展，使得通过Internet/Intranet观察和控制生产过程的需求成为可能并且急剧增长。瘦客户技术使得用户可以在企业的任何地方只要通过一个简单的浏览器，敲入用户名和密码就可以方便的获取信息，而且，在企业IT人才和资源比较缺乏的情况下，使用瘦客户技术可以使系统安装和维护费用大幅度降低，因为只需要对服务器端进行维护升级。2001年，在贵州铝厂的热电厂，北京长峰公司利用组态王的Internet版将上千个数据点汇总到一起，并且通过Intranet向外发布，允许100个用户同时浏览查看，取得了良好的效果。（4）无线的人机界面解决方案数字终端已具备越来越强的功能和智能化，像现在可以看到的预装了WinCE的PDA，具备非常好的图形能力。蓝牙技术发展迅速，据专家预测，其未来的传输距离可达100m，另外，以XML为基础的WML语言标准已经建立。这些技术的发展为无线的人机界面解决方案提供了先决条件。和其他技术相比，无线的人机界面能够以更低的费用，更快的连接、更容易地获取重要的生产信息，像紧急报警、重要事件、生产过程中的重要参数等等。典型的无线WEB产品由手持式PC和预装的HMI客户端软件组成。目前在手持式PC上，WINCE的市场占有率上升很快，相比之下，原来的Palm操作系统市场逐渐萎缩。（5）软硬件整体解决方案家乐福是大家都很熟悉的一家法国公司，1963年，其第一家超级市场在巴黎郊区开张，30年内，家乐富已发展成为一个年销售额290亿美元、市值约200亿美元的国际连锁超市集团。在家乐福产生之前，法国拥有高度分散的小商店系统。每个城镇的街区有自己的肉店、糕饼店和各种各样的专卖店。他们对客户来说是一个十分低效的商业机制。客户需要花数小时跑很多店采购。家乐福之所以能迅速发展并成功，关键是他为客户提供了优异的效率，这就是现在一种比较成功的商业模式“one-stop-shopping”，既所谓的“一站式购买”，在工控行业则是软硬件整体解决方案。西门子、GE、RockWell是传统的PLC提供商，但短短几年时间，他们都在HMI市场获得巨大成功，像西门子的WinCC更是超越众多老牌的产品成为世界第二Wonderware在1998年被英国Invensys并购，Intellution在1995年被爱默生电气并购，这都是软硬件整体解决方案的最好例证。所以，自动化软件厂商与硬件厂商合作，为用户提供软硬件整体解决方案将是未来自动化软件发展的一大特征。（6）大规模定制全球自动化软件厂商大多基于微软的Windows平台，技术也类似，产品功能上难以形成巨大的差距，不可能产生垄断性的核心技术，即决定性的技术优势已经难以建立。所以，个性化方案和服务在竞争中日益重要。随着现代工业“小批量、多品种”特征的形成，今后的自动化软件将朝着针对特殊行业和生产过程的大规模定制方向发展。即用特殊定制的产品来代替标准化的产品。如亚控针对电力的输配电行业的特殊需求开发了“组态王电力版”。（7）以客户为导向的软件设计如何站在客户的角度来设计软件是所有自动化软件厂商都应面对的挑战，自动化软件涉及从控制、人机界面到生产管理的多个层次，相应存在着多个模块，比如亚控目前有组态王和软逻辑两大产品模块，保持不同模块的一致性，能有效地减少用户学习的时间。相同的数据结构也便于产品在企业内集成。这种一致性不仅表现在外观和感受上，还表现在兼容性、平台、编程工具、数据访问、控制引擎、E-Business等诸多方面。例如西门子的WinCC和编程软件STEP7使用了相同的数据结构，这使得用户只需将系统中的数据点定义一次。（8）成为全球供应商WTO将给国内的自动化厂商带来深刻的影响，因为国门对外打开了，从另外一个角度讲，国外的市场对国内的自动化厂商也打开了。因为目前中国的市场份额只占全球的3%，所以成为全球自动化软件供应商对于国内自动化软件公司的发展至关重要。另外，国内越来越多的系统集成商和设备制造商在未来可能成为世界级的公司，他们的产品向全球销售时，他们更需要世界级的软件厂商向他们提供产品和服务，国内不少组态王的用户已向亚控购买了英文版即证明了这种趋势的发展，亚控将发展远景锁定为未来5年成为世界级的自动化软件服务商就是基于这一原因。EDA技术目前正处于高速发展阶段，这是电子设计领域的一场革命。世界上每年都有新的EDA工具问世。EDA技术在教学、研究、工作等各个方面都有很重要的作用。然而，我国EDA技术的应用水平长期落后于发达国家。因此，广大电子工程人员要尽早掌握这一技术，牢牢把握EDA电子技术发展的方向。这不仅是提高设计效率的需要，更是我国电子工业在世界市场上生存、竟争与发展的需要。