工程師離不開(kāi)的那些電路設計工具（二）

PLD設計工具

PLD(Programmable Logic Device)是一種由用戶(hù)根據需要而自行構造邏輯功能的數字集成電路。目前主要有兩大類(lèi)型：CPLD(Complex PLD)和FPGA(Field Programmable Gate Array)。它們的基本設計方法是借助于EDA軟件，用原理圖、狀態(tài)機、布爾表達式、硬件描述語(yǔ)言等方法，生成相應的目標文件，*后用編程器或下載電 纜，由目標器件實(shí)現。生產(chǎn)PLD的廠(chǎng)家很多，但*有代表性的PLD廠(chǎng)家為ALTERA、Xilinx和Lattice公司。
PLD的開(kāi)發(fā)工具一般由器件生產(chǎn)廠(chǎng)家提供，但隨著(zhù)器件規模的不斷增加，軟件的復雜性也隨之提高，目前由專(zhuān)門(mén)的軟件公司與器件生產(chǎn)廠(chǎng)家合作，推出功能強大的設計軟件。
PLD(可 編程邏輯器件)是一種可以完全替代74系列及GAL、PLA的新型電路，只要有數字電路基礎，會(huì )使用計算機，就可以進(jìn)行PLD的開(kāi)發(fā)。PLD的在線(xiàn)編程能力和強大的開(kāi)發(fā)軟件，使工程師可以在幾天，甚至幾分鐘內就可完成以往幾周才能完成的工作，并可將數百萬(wàn)門(mén)的復雜設計集成在一顆芯片內。PLD技術(shù)在發(fā)達國家已成為電子工程師必備的技術(shù)。

PLD生產(chǎn)及開(kāi)發(fā)工具：
1）ALTERA—20世紀90年代以后發(fā)展很快，后被英特爾收購。主要產(chǎn)品有：MAX3000/7000、FELX6K/10K、APEX20K、ACEX1K、Stratix等。其開(kāi)發(fā)工具—MAX+PLUS II是較成功的PLD開(kāi)發(fā)平臺，*新又推出了Quartus II開(kāi)發(fā)軟件。Altera公司提供較多形式的設計輸入手段，綁定第三方VHDL綜合工具，如：綜合軟件FPGA Express、Leonard Spectrum，仿真軟件ModelSim。

2）XILINX—FPGA的發(fā)  明   者。產(chǎn)品種類(lèi)較全，主要有：XC9500/4000、Coolrunner(XPLA3)、Spartan、Vertex等系列，其*大的 Vertex—II Pro器件已達到800萬(wàn)門(mén)。開(kāi)發(fā)軟件為Foundation和ISE。通常來(lái)說(shuō)，在歐洲用Xilinx的人多，在亞太地區用ALTERA的人多，在美國則是平分秋色。全球PLD/FPGA產(chǎn)品60%以上是由Altera和Xilinx提供的?？梢灾vAltera和Xilinx共同決定了PLD 技術(shù)的發(fā)展方向。

3）Lattice—Vantis Lattice是ISP（In—System Programmability）技術(shù)的發(fā)  明  者，ISP技術(shù)極大地促進(jìn)了PLD產(chǎn)品的發(fā)展，與ALTERA和XILINX相比，其開(kāi)發(fā)工具比Altera 和Xilinx略遜一籌。中小規模PLD比較有特色，大規模PLD的競爭力還不夠強(Lattice沒(méi)有基于查找表技術(shù)的大規模FPGA)，1999年推出可編程模擬器件，1999年收購Vantis(原AMD子公司)，成為第三大可編程邏輯器件供應商。2001年12月收購Agere公司(原 Lucent微電子部)的FPGA部門(mén)。主要產(chǎn)品有ispLSI2000/5000/8000，MACH4/5。

4）ACTEL—反熔絲(一次性燒寫(xiě))PLD的領(lǐng) 導   者，由于反熔絲PLD抗輻射、耐高低溫、功耗低、速度快，所以在**和宇航級上有較大優(yōu)勢。ALTERA和XILINX則一般不涉足**和宇航級市場(chǎng)。

5）Quicklogic—專(zhuān)業(yè)PLD/FPGA公司，以一次性反熔絲工藝為主，在中國地區銷(xiāo)售量不大。

6）Lucent—主要特點(diǎn)是有不少用于通訊領(lǐng)域的專(zhuān)用IP核，但PLD/FPGA不是Lucent的主要業(yè)務(wù)，在中國地區使用的人很少。

7）ATMEL—已被Microchip收購，中小規模PLD做得不錯。ATMEL早年也做了一些與Altera和Xilinx兼容的片子，但在品質(zhì)上與原廠(chǎng)家還是有一些差距，在高可靠性產(chǎn)品中使用較少，多用在低端產(chǎn)品上。

8）Clear Logic—生產(chǎn)與一些杰出PLD/FPGA大公司兼容的芯片，這種芯片可將用戶(hù)的設計一次性固化，不可編程，批量生產(chǎn)時(shí)的成本較低。

9）WSI—生產(chǎn)PSD(單片機可編程外圍芯片)產(chǎn)品。這是一種特殊的PLD，如*新的PSD8xx、PSD9xx集成了PLD、EPROM、Flash，并支持ISP(在線(xiàn)編程)，集成度高，主要用于配合單片機工作。

其它EDA軟件
1）VHDL語(yǔ)言超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言(VHSIC Hardware DeseriptionLanguagt，簡(jiǎn)稱(chēng)VHDL)，是IEEE的一項標準設計語(yǔ)言。它源于美國國防部提出的超高速集成電路(Very High Speed Integrated Circuit，簡(jiǎn)稱(chēng)VHSIC)計劃，是ASIC設計和PLD設計的一種主要輸入工具。
2）Veriolg HDL  是Verilog公司推出的硬件描述語(yǔ)言，在A(yíng)SIC設計方面與VHDL語(yǔ)言平分秋色。
3）其它EDA軟件如專(zhuān)門(mén)用于微波電路設計和電力載波工具、PCB制作和工藝流程控制等領(lǐng)域的工具，在此就不作介紹了。

在文章結束即將結束前，再介紹一下Saber軟件！
Saber 是混合信號、混合技術(shù)設計與驗證工具，在電力電子、數?；旌戏抡?、汽車(chē)電子及機電一體化領(lǐng)域得到廣泛應用。Saber軟件在技術(shù)、理論及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面保 持明顯優(yōu)勢，其大量的器件模型、先進(jìn)的仿真技術(shù)和精   確的建模工具為客戶(hù)提供了**的系統解決方案，在并在技術(shù)方面不斷地完善**。
Saber 的建模工具運用廣泛，有可用于電源、機電、磁、熱、負載等各種建模工具。Saber也有獨特的設計與驗證方法：“自頂向下”(Top- Down Design)設計與“自下而上”(Bottom-Up)仿真驗證方法。在作了建模方法演示、混合技術(shù)設計方法演示、線(xiàn)纜設計(從電氣設計到線(xiàn)纜生產(chǎn))流 程演示后，Johnson演示了單故障模式仿真調試;關(guān)鍵參數與非關(guān)鍵參數的多故障模式仿真調試，顯示了Saber仿真器Testify的強大功能。
Saber的典型案例是航空器領(lǐng)域的系統設計，其整個(gè)設計過(guò)程包含了機械技術(shù)、電子技術(shù)、液壓技術(shù)、燃油系統、娛樂(lè )系統、雷達無(wú)線(xiàn)技術(shù)等復雜的混合技術(shù)設計與仿真。從航空器、輪船、汽車(chē)到消費電子、電源設計都可以通過(guò)Saber來(lái)完成。