工程師離不開的那些電路設計工具（二）

PLD設計工具

PLD(Programmable Logic Device)是一種由用戶根據需要而自行構造邏輯功能的數(shù)字集成電路。目前主要有兩大類型：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，由目標器件實現(xiàn)。生產PLD的廠家很多，但*有代表性的PLD廠家為ALTERA、Xilinx和Lattice公司。
PLD的開發(fā)工具一般由器件生產廠家提供，但隨著器件規(guī)模的不斷增加，軟件的復雜性也隨之提高，目前由專門的軟件公司與器件生產廠家合作，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(shù)字電路基礎，會使用計算機，就可以進行PLD的開發(fā)。PLD的在線編程能力和強大的開發(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(shù)百萬門的復雜設計集成在一顆芯片內。PLD技術在發(fā)達國家已成為電子工程師必備的技術。

PLD生產及開發(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。主要產品有：MAX3000/7000、FELX6K/10K、APEX20K、ACEX1K、Stratix等。其開發(fā)工具—MAX+PLUS II是較成功的PLD開發(fā)平臺，*新又推出了Quartus II開發(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。產品種類較全，主要有：XC9500/4000、Coolrunner(XPLA3)、Spartan、Vertex等系列，其*大的 Vertex—II Pro器件已達到800萬門。開發(fā)軟件為Foundation和ISE。通常來說，在歐洲用Xilinx的人多，在亞太地區(qū)用ALTERA的人多，在美國則是平分秋色。全球PLD/FPGA產品60%以上是由Altera和Xilinx提供的?？梢灾vAltera和Xilinx共同決定了PLD 技術的發(fā)展方向。

3）Lattice—Vantis Lattice是ISP（In—System Programmability）技術的發(fā)  明  者，ISP技術極大地促進了PLD產品的發(fā)展，與ALTERA和XILINX相比，其開發(fā)工具比Altera 和Xilinx略遜一籌。中小規(guī)模PLD比較有特色，大規(guī)模PLD的競爭力還不夠強(Lattice沒有基于查找表技術的大規(guī)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。主要產品有ispLSI2000/5000/8000，MACH4/5。

4）ACTEL—反熔絲(一次性燒寫)PLD的領 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。

5）Quicklogic—專業(yè)PLD/FPGA公司，以一次性反熔絲工藝為主，在中國地區(qū)銷售量不大。

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

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

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

9）WSI—生產PSD(單片機可編程外圍芯片)產品。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語言超高速集成電路硬件描述語言(VHSIC Hardware DeseriptionLanguagt，簡稱VHDL)，是IEEE的一項標準設計語言。它源于美國國防部提出的超高速集成電路(Very High Speed Integrated Circuit，簡稱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言，在ASIC設計方面與VHDL語言平分秋色。
3）其它EDA軟件如專門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、混合技術設計與驗證工具，在電力電子、數(shù)?；旌戏抡妗⑵囯娮蛹皺C電一體化領域得到廣泛應用。Saber軟件在技術、理論及新產品開發(fā)方面保 持明顯優(yōu)勢，其大量的器件模型、先進的仿真技術和精   確的建模工具為客戶提供了**的系統(tǒng)解決方案，在并在技術方面不斷地完善**。
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、混合技術設計方法演示、線纜設計(從電氣設計到線纜生產)流 程演示后，Johnson演示了單故障模式仿真調試;關鍵參數(shù)與非關鍵參數(shù)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域的系統(tǒng)設計，其整個設計過程包含了機械技術、電子技術、液壓技術、燃油系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)、雷達無線技術等復雜的混合技術設計與仿真。從航空器、輪船、汽車到消費電子、電源設計都可以通過Saber來完成。