EDA 技術發展的演進

3.2.1 技術新創期

為 EDA 產業的創始階段，EDA 產業原本並不存在，但由於 IC 設計與製 造的複雜性，因此許多創新的先驅者紛紛投入 EDA 工具的研發，以使其在

IC 設計與製造的過程可以更快速與正確。此時 EDA 工具的開發人員多來自 於學術界或是大型企業研發單位的研究人員。學術單位如:柏克萊大學、南 加州大學和密西根大學等。大型企業的研究單位如 IBM、CDC 或是貝爾實驗 室(Bell Lab)等大型企業所屬的研究單位都有相關的研究。EDA 在這階段為 極度創新，而參與研究的人員也是相當的少量。

此時發的新技術包括了類比電路模擬(Analog Circuit Simulation)、

數位邏輯模擬(Digital Logic Simulation)、時序模擬(Timing

Simulation)、繞線(Wire Routing)等類的技術。這個時期真正以 EDA 成立 的公司也相對的稀少，例如 1969 年成立的 Application 公司、1970 年成立 的 Calma、1972 年成立的 ComputerVision 公司等皆為此時期所創立的公司。

不過這些公司大多以銷售工作站為主要的業務，EDA 產品在此時期是附屬產 業更是影響深遠包括硬體描述語言(Hardware Description Language, HDL，如 Verilog、 VHDL)、邏輯和成(Logic Synthesis)、電路布局

(Placement and Route)、IC 測試(Testing)等相關技術皆為此時期的產 品。這些產品在現今的ＩＣ設計流程中，仍為不可或缺的一環。

這個階段也出現了幾間以硬體銷售搭配軟體服務的公司，如 Daisy、Ｍentor、Valid 等公司。而一直到 1982 年 SDA 與 ECAD 公司成 立，而這兩間公司在 1987 年進一步合併成為 Cadence（益華科技）公司，

自此第一間以 EDA 軟體銷售的公司成立。而在同時期 OSI 公司成立，OSI 公司後來發展為 Synopsys（新思科技）公司，與 Cadence 相同都是以純 粹 EDA 軟體銷售的公司。Daisy 與 Valid 這兩家以硬體搭配 EDA 軟體銷售 的解決方案，例如:整合布局與繞線方案(Integrated Place and Route)與 更有效率的電路和成與最佳化 (High Performance Synthesis and

Optimization)，這些解決方案可以使 IC 產品達到理想的晶片面積(Die Size) 以符合最佳的製造效率。而由於 IC 的複雜度不斷的提高，因此在測試與製 造上的產品良率(Yield Rate)更加的不易控制。為了使產品產出的良率可以 達到一定的規模，整合設計與製造測試的觀念也逐漸的被接受，如 Design for Manufacturing, DFM 以及 Design for Testing, DFT，意即在 IC 設計

的階段，就必須把製造過程中與產品測試的因素考慮進去。 概念繼續的更進一步演進到所謂電子系統級(Electronic System Level, ESL)的設計概念。在此之前所謂的系統級的驗證必須等到 IC 完成設計與 製造的步驟後將 IC 晶片完全產出後才有辦法與系統結合，並進一步與相 關的電路板與軟體進行整合。但由於整個 IC 設計與製造已完成，因此假 如發生整合上的失誤要修改 IC 的功能將付出相當大的代價。因此，在這 個階段，許多 EDA 公司與 IP 公司(如 ARM)提出了 ESL 的設計概念。透過 虛擬平台(Virtual Platform)的建立，就可以在 IC 設計的早期就將未來 系統所需要的軟體加以編寫，以進行先期軟體開發(Pre-silicon

Software Development)，同時，也可以進行硬體與軟體的協同驗證(H/W and S/W Co-simulation)。ESL 設計方法能將過去集中在產品設計後期 (即晶片硬體問世之後)才開始進行的軟體開發，提前到更早的階段；透 過一個虛擬的軟體平台環境，設計師能在更早期發現 SoC 軟硬體整合上 可能出現的問題，使系統設計的成功機率提高。

同一時期，由於 IC 所整合的功能也越來越複雜，因此在 IC 本身的驗

證上也是越來越困難。以往 IC 設計的過程中，IC 設計工程師為確保所設 計的功能符合預期，必須以手動的方式編寫測試平台(Testbench)，透過 測試平台產生測試條件進行模擬。當 IC 所必須要測試的功能愈趨複雜 時，以手動的方式編寫測試條件通常無法完全測試到所有的功能，為解 決這樣的問題，以特殊的程式與演來編寫自動化的測試平台(Automatic Tesebanch)可使所產出的測試條件達到更高的功能覆蓋率(Functional Coverage)。

在這個階段，EDA 產業幾乎由大公司所佔有，前三大 EDA 公司透過購 併的手段將所提供個產品盡可能的滿足 IC 設計流程所需而建立完整的設 計流程而加高進入障礙，因此前三大公司的市占率超過 75%。而其他中 小型 EDA 公司僅能依靠單一或是利基型(Niche)產品存活。