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什么是 e d a? e d a 是 electronic this is an automation 的缩写,中文名称。电子设计自动化是指利用计算机辅助设计软件来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、 综合验证、布局、布线、版图、设计规则检查等流程的设计方式。简单来说就是用于电子设备开发的一种工具软件。我们知道,制作一颗芯片主要经历从 ic 设计、 新人制造到封装测试三大环节,而 eda 就是在 ic 设计环节中必不可少的工具。有芯片之母支撑的 eda 行业属于技术、资金、人才密集型行业,技术壁垒高,研发投入大,贯穿于芯片设计和制造的全流程,在整 整个半导体行业中扮演关键的基础性角色。其实早期的芯片设计是不需要用到 eda 工具的,这是由于早期的芯片内含的晶体管数量并不多,因此 此 ic 设计图都是由工程师通过手工画出来的。但是随着 ic 设计的复杂程度不断的提升,基于先进工艺节点的芯片内部可以达到几十亿甚至上百亿个晶体管, 所以不得不借助 eda 工具来完成芯片设计。一九八零年,卡弗尔米德和林康维发表的论文超大规模集成电路系统捣乱,提出了通过编程语言来进行芯片设计的思想, eta 软件由此诞生。从一九八一年开始, eta 软件逐渐商业化,国际上代表性产 商有新资科技、凯登电子和被西门子收购的明岛国际三家巨头占据了全球百分之八十以上的市场。国内代表性厂商有华大、九天、广利威、盖伦电子、新河半导体等。

今天聊聊作为一名电子爱好者,如何将自己的想法变为实际的电子成果。下面我就用自己当前的一个案例,从头到尾介绍一下想法到实现的过程。 先看一下本阿婆历时三天完成的成果,一块 stc 单片机的学习版。这个月要开始讲单片机,但市面上没有符合我要求的学习版,所以决定自己做一个 学习版。要求很简单,单片机所有银角用排针引出,并方便连接外部电源供电,就可以在讲课过程中再逐渐加入电路的其他部分,这样虽然不那么方便,但对单片机的理解很有好处。 确定了想法,第二步就是画原理图和 pcb。 原理图和 pcb 我选择用加力创 edi 专业版来设计, 加利创一跌是国产 pgb 设计工具是免费的。我之前用的是 ad, 近期才改用加利创的一跌。 经过一番使用后发现加利创一跌非常好用,超出了我的预期。加利创一跌不只是能画原理图、 pcb 面板外壳,而且还完美解决了我使用 id 十的痛点,节约了我大量的时间和精力。这不是特意鼓吹加利创,我们用事实说话, 下面就开始 stc 单面机学习版原理图的设计。加力创 ada 可以离线,也可以在线做设计,我选择这 在线设计,连一点软件都不用装,直接用浏览器就可以完成所有的工作,操作非常流畅,没有卡顿的感觉。 新建一个工程,加利创一跌会自动创建一个空白的原理图和一个空白的 pcb, 通过器件这个图标像原理图中添加原器件,可以直接输入单片机的型号,在立创商城搜索,尽量选择有库存的型号,这里我选择这种二十角封装的,这个位置可以看到这款单片机的实物图, 这里有库存和不同数量的单价。单击数据手册图标,可以立即查看这 款单面机的资料, 是不是超级方便,简直就是为我们量身定做的。 单机放置按钮就可以把这款单面机的符号放到原理图中,这时如果选择更新转换原理图到 pcb 菜单应用更新, pcb 里就会自动出现这个芯片的封装, 在 pcb 中加一个板框,再点击三 d 图标,就可以显示进复实际效果的三 d 图像, 这些功能几乎毫不费力就完成了。回到原理图,下一步增加连接单面机的排针,单面机是二十角, 两侧分别十个角,找一个死角的排针,还是点击器件图标,在立创商城搜索排针十 p, 找个性价比好的型号, 这个型号是镀金的,价格一块多一个,成本太高,重新选择一个便宜的 这个型号只要两毛多钱,有库存就选它了。点击放置按钮, 在单片 gs 两侧各放一个排针,将排针做一下旋转或翻转,把排针的脚位和单片机的脚位连接到一起,再 拉一下,这样排针和单片记忆脚位就连接好了。 打上网络标签,操作方法跟 id 非常接近,都可以用快捷键操作。 按照单片机数据手册的要求,单片机的 vcc 和结音 d 之间需要加一个二十二位法的电容做绿波,加一个零点一位法的电容抗高频干扰。在原理图中把这两个电容加上去, 其实我也不了解这么多电容的型号,选择合适的参数和封装基本就不会有问题,这是我特别喜欢的一点,可以像逛网店一样选择需要的型号,即使我对 型号不熟悉也没任何影响,轻松就能找到我需要的产品,而且还能制造单价,顺手点击放置就能放到我的原理图中,这样符号封装、三 d 模型价格、物料清单全搞定了。 设计电路变成了一件很轻松很享受的事情,这是我强烈推荐家里创的这种模式的原因之一。 两个电容已经加好了,下面再加一个电源指示灯, 找一个贴片类型的发光好极管, 再加一个一 k 的限流电阻, 加上 vcc, 加上 gnd, 这样电源指示灯电路就花好了。是不是很简单, 用相同的方法加上连接 vcc 和集音 d 的排针,这样方便给单片机外部电路供电 保存一下,这样原理图就画好了。将原理图更新到 pcb 应用修改,开始画 pcb, 这个电路比较简单,就是调整一下各元器件的位置和方向,连连线就好了,没有基础也能 很快上手。可以一边画 pcb 一边预览一下胜利效果,这样心里有底,就不容易出错。经过半个小时的努力, pcb 终于画好了,我们预览一下效果。 两排十 p 的排针,连接单面计的二十个角,这是两个绿波电容, 这是电源指示灯的限流电阻,这是发光二极管,发光二极管的负极连接 gnd, 单面机的 vcc 和 gnd 连接到下面的排针和焊盘。 pcb 画好了就开始下单生产,因为这次做的学习版是第一版,我需要先 打样一两块验证一下,由于数量少,板子简单,我决定再打样 pcb, 同时在平台上购买元器件自己焊接。但如果板子数量和元器件较多的情况,还是建议大家使用加利创的 smt 贴片加工, 只需要多花几十块钱工程费,一分钱一个焊点,这样拿到手就是成品,而且能保证质量,比自己焊接要方便高效很多。 点击导出原件下单,可以自动生成物料清单,选择采购套索,加入购物车就能轻松购买单机。导出 pcb 下单就可以进入到 pcb 下单界面。具体下单过程 我就不演示了,一个月好像有两次免费打压,我做的这块本子就是免费的。 由于疫情,物流速度比较慢,经过三天的等待,电子元器件和 pcb 终于都到货了。先看一下 pcb, pcb 用真空袋包装的, 可以防止外部环境俯视电路板, pcb 看上去质量很不错,适应也很清晰。再看一下配套的电子元器件, 每个型号的元气件都进行了独立的包装。这是单片 gic, 这是十 p 牌扔,这是六 p 牌扔。这是 电容电阻,还有发放二极管,这是二十二微法的电容。 下面就拆开 pcb 真空袋,将原器件焊上去。 一共打了五块板子,下面给单片机的焊盘涂细浆,由于没有相应钢网,临时用普通打印纸刻了一个对好焊盘位置 及少量西浆到单面 g l c 焊盘上, 然后用塑料刮片将西江刮均匀, 再将单片记芯片摆放到焊盘上,注意不要放反芯片上。小圆点位置对应焊盘,小圆点位置调节好正角和焊盘的位置,用日风将开始焊接。 由于西江龙点不高,日风枪我用的是三百多,风量百分之六十, 吹到焊锡融化。说实话,自己焊接这种小芯片对大多数人还是有一定难度的,下次我肯定会选择加利创的贴片加工, 检查一下正脚有没有怜惜和虚汗的情况。焊的还算可以,这样单片机的芯片就焊好了。 接着含单片机 vcc 和井底正角之间的两个绿布电容,焊接方法跟单片机芯片的焊接方法相同,涂上细浆, 用刮片将西浆在电容焊盘上涂均匀。 将两个电容在焊盆上放置好, 用日风将均匀吹西江融化聚集 后,电容就焊好了。由于西江涂抹的位置不是很精确,所以焊盘上不是那么干净,如果要焊接的板子数量多,还是建议用加力创的贴片生产。用同样的方法将电阻和发光二极管焊上, 西瓜已经涂抹好了, 放置好电阻和发光二极管,注意发光二极管分正负极,不要放反。用日风将开始吹 已经焊好了,是不是焊接的很不错? 用刷子 沾点洗发水,将焊接位置刷一刷,用纸巾擦干净, 这样贴片部分的元器件就焊接好了。 每个点位都测试一遍,确保没有短路和虚汗的地方。 自己焊接真的有点费时费力。等本子设计定稿后,会直接用加利创的贴片加工生产一批。 要一起学习单片机,需要学习版的朋友可以提前联系我,这样我好决定加工多少板子。 测试完毕后开始焊接排针,排针放置到位后,现焊两个角固定, 焊接金立排针, 焊接 vcc 排针, 排针位置都固定好喝。将电路板固定到工作台上,然后将排针各正角一一焊好, 排针已经全部焊好了,整个学习板已经制作完成, 下面上电测试一下,接上五伏直流电源,可以看到红色电源指示灯亮起,下一步将通过创口连接电脑下载程序测试一下,看看单面机能否正常工作。 usb 转 ttl 模块的接收和发送信号线。接单片记得 tx 和 x, vcc 接五伏电源正极, gnd 接电源负几。 写了一个简单的程序,功能是 long p 一点零和 p 一点一端口 半秒高电瓶半秒低电瓶循环。编一下程序,打开 stc 厂家提供的下载程序, 选择好相应的单面剂型号,这次好当前使用的创口, 选择好单面机的工作频率,选择要稍写的程序文件, 单击下载按钮, 这时要关开一次单面机才能完成下载。下载已经完成了。接个发光二极管到 单片机 p 一点零口,看看发光二极管能不能一亮,一面可以看到发光二极管成功开始闪烁。再接一个发光二极管到单片机 p 一点一口 可以看到这个发光二极管也开始闪烁。说明学习版成功运行,这两天会再改进一下学习版,后面会用这块学习版进行单篇期的详细教学, 这就是从想法到实现的全过程,希望对大家有所帮助。 今天的视频就到这里,谢谢大家观看,喜欢点赞加关注!

很多人对国产一爹的认知还停留在过去,我们的确与国际三巨头存在很大的差距,但是我们也要客观的认识到,这些年在国家政策的大力扶持下,国产一爹厂商所取得的进步与突破有目共睹,我们确实也攻克了一些卡布的技术。 前两个视频给大家讲了 eda 和 cad 的区别,以及国外厂商的发展现状,今天接着给大家讲一下国内厂商的发展现状。 eda 目前被美国垄断,我们确实受制于人,但很多人并不知道我们的发展经历了怎样的艰难险阻。 我们经历了西方的全面封锁期、集中突破期、沉寂期、缓慢发展期。从建国初期的时候,我们就开始被禁运了,当时我们发展集成电路产业急需这种工具,所以没办法,只能在一九八六年利用我国集中力量办大 的优势,从全国十七个单位抽掉了一百二十多个顶级工程师,研发我国自由的集成电路设计系统熊猫系统。 终于在一九九二年首套熊猫系统问世了,还获得了国家科技进步一等奖。千万不要小瞧它,它是中国第一个完全具备自主知识产权的大型 e d a 软件,为我们以后的发展打牢了根基。 到了一九九四年,美国看你自己搞出来了,就取消经历,利用他们技术成熟、价格便宜的优势,快速占领了国内一点市场,人家就是想把你扼杀在摇篮里。 虽然在一九九四到二零零八年,就这时期我们受到国外厂商的全面压制,而且国家就这时期对国产 ada 的支持非常有限,但是国产 ada 发展的种子依然保留着原熊猫系统的班底,北京集成电路设计中心依然在 苦舞坚持着。直到零八年,我们终于迎来了曙光,国家和高级重大科技项目正式进入实施阶段,国家开始高度重视啊,这才有了零九年,华大九天继承熊猫系统的核心技术, 这时候本土 e d a 行业也重新迎来了发展的曙光。为什么我说华大九天是当之无愧的国产 e d a 之光?大家可以看一下,目前华大九天在去年拿到了国内百分之五点九的份额,紧随国际三巨头之后。别看份额少,人家国内外客户也有三百多家了。 比如说设计厂商华为、海思中心、微电子等,金元代工厂有中心国际、京东方等。它是国内规模最大、产品线最完整、综合实力最强的一阶企业,也是国内唯一能够提供模拟电路设计全流程一节工具的企业,更是全球四大模拟设计全流程平台之一。电路仿生 工具支持最先进的无纳米量产工艺制成,已经处于国际领先水平,还是全球唯一能提供平板显示电路设计领域 全流程设计解放的供应商,多项技术全球首创,还在机缘制造的专用工具、服务版图及演播版数据处理软件的性能上全球第一。有些朋友可能会觉得我在吹牛,要真有这么厉害,华为和中心也不会损失这么惨重啊。这话说的好像也没错啊, 但是我上面说的华大所处的优势也是客观事实,并没有夸大吹嘘。至于你说华大相比三巨头有没有什么大的缺点和不足,那肯定有啊。 我们就拿集成电路产业所需的一跌工具来说,华大九天已有的产品线占集成电路所需工具的三分之一左右,另外还有三分之二目前是空白的。也就是说,华大目前的产品仅能 覆盖部分环节,尚未实现全环节覆盖。比如说在公益水平上,他还有一些模拟电容工具,只能支持二十八纳米的工艺制成,但是国际上已经达到了五纳米的水平。不过话说回来,模拟芯片更关注的是性能指标、可靠性和成本, 所以通常都会采用更稳定、成熟的工艺制成。目前大部分模拟芯片产品仍在使用二十八大米以上的成熟工艺制成,这也给了华大改超的机会。我们其他一些国产厂商的发展也呈现出了多点开花的局面, 像什么盖伦电子啊,广利威、新华章、斯尔辛等都不错。盖伦电子的制造类 eda 得到全球前十大金元制造厂中九家的订单,比如说台积电、三星连电、革新中心国际等设计, aeda 已在全球存储器芯片领域部分实现对三巨头的地带拿到了全球规模 前三,纯属气场上的订单。比如说三星、 sk l、 力士、广利为主要是做制造, ada 主要是提升芯片成为率的。 英国多年的研发积累,他家的 wat 高速电信测试设备实现量产,并且获得了华红集团、月薪半导体等国内竞选场的认可,打破了国外巨头的垄断局面,实现了 wt 测试设备领域的国产替代?新华章现在做的事情主要就是填补国内在 eda 数字验证技术领域的空白。 斯尔辛主要聚焦于数字芯片的前端验证,验证之前也说过了芯片设计的不同阶段会使用不同的点工具,而圆形验证工具正是 eda 工具的一中,他们这个点工具中位列全球第二。 最后总结一下,这些年在国家政策的大力扶持下,国产场上所取得的进步与突破有目共睹,我们确实也攻克了一些 卡布斯技术,但是我们要清醒的认识到,由于一点工具链非常长,涉及到的软件种类非常多,国内大多从某一环节单点切入,只在部分流程与环节具备较强的竞争力,而国际三巨头均可提供完整的前后端技术解决方案, 技术链条的完整性和技术水平的成熟度无可比敌,而我们尚未实现全工具链覆盖。国内厂商除了华大九天在模拟电路和显示面板方面可以做到全容声工具的支持外, 其他的多是以提供点工具为主,尤其是在先进制成方面的原版尤为明显。目前全流程我们最高只能支持二十八纳米, 所以国产替代之路依然是任重道远。好在有各方面政策资金的支持,发展势头良好,让人有个盼头。下期接着聊一下面对美国的禁售,我们应该如何破局,我们下期不见不散。