Qu’est-ce qu’un logiciel de conception de circuits ?
Les logiciels de conception de circuits sont des logiciels qui prennent en charge les travaux de conception de circuits intégrés, de dispositifs électroniques et de circuits électriques.
Avec le matériel d’aide à la conception de circuits, il est parfois également appelé EDA (Electronic Design Automation). La conception de dispositifs électroniques, qui était autrefois effectuée manuellement, peut être réalisée dans une certaine mesure automatiquement à l’aide de logiciels de conception de circuits. Cela permet d’accélérer le développement et de garantir une conception sûre et exempte d’erreurs.
Alors qu’à l’époque de la conception manuelle, la conception était réalisée à l’aide de schémas de circuits. La conception à l’aide d’un logiciel de conception de circuits consiste à décrire des fonctions dans un langage de conception dédié et à les convertir automatiquement en circuits.
Utilisations des logiciels de conception de circuits
Les logiciels de conception de circuits sont utilisés dans tous les domaines où des circuits électroniques et électriques sont conçus et développés. Chez les fabricants de semi-conducteurs, les logiciels de conception de circuits sont utilisés à tous les stades de la conception. Notamment la conception de dispositifs, la conception de systèmes et d’architectures de circuits intégrés, la conception logique, la conception de circuits, la conception de la mise en page et la simulation à chaque étape.
Les logiciels de conception de circuits sont également utiles dans les domaines des serveurs, des appareils IoT, des équipements médicaux, des équipements industriels et des équipements de télécommunications. Par exemple pour la conception des cartes de circuits imprimés, le placement et le routage des composants électroniques sur les cartes et les tests fonctionnels.
Principe des logiciels de conception de circuits
Lors de la conception à l’aide d’un logiciel de conception de circuits, la conception des circuits s’effectue selon le flux suivant.
1. Conception à l’aide de HDL
Tout d’abord, les fonctions requises sont exprimées dans un langage de description du matériel (HDL : Hardware Description Language) tel que Verilog. Cette partie est généralement réalisée manuellement par le concepteur, et non par un logiciel de conception de circuits.
Certains systèmes peuvent convertir automatiquement un langage de conception de niveau système supérieur au HDL en HDL, mais dans ce cas, la conception de niveau système est effectuée manuellement.
2. Conversion en circuits logiques
Une fois la conception en HDL achevée et vérifiée sur un banc d’essai pour s’assurer qu’elle fonctionne comme prévu, le logiciel de conception de circuits synthétise le HDL en circuit logique. Le Logiciel de conception de circuits dispose d’une bibliothèque d’informations sur les dispositifs existants et sélectionne automatiquement le dispositif approprié dans la bibliothèque en fonction des règles de conception.
3. Simulation
Le logiciel de conception de circuits effectue une simulation sur les circuits logiques créés par la synthèse logique et vérifie que les fonctions requises sont remplies, de manière similaire à un banc d’essai après la conception HDL. À ce stade de la vérification, les informations temporelles des dispositifs de la bibliothèque sont également incluses, de sorte que la vérification ne se limite pas à déterminer si la valeur du signal est 0 ou 1, mais comprend également une vérification fonctionnelle incluant l’état dans lequel la valeur du signal est indéfinie (X).
4. Conception de l’agencement
Après avoir vérifié que le circuit logique répond aux exigences fonctionnelles, les dispositifs sont placés efficacement sur une puce ou une carte de taille définie et acheminés entre les signaux. Cette étape ultérieure est appelée conception de l’agencement, et non conception du circuit, et n’est généralement pas incluse dans les logiciels de conception de circuits.
Informations complémentaires sur les logiciels de conception de circuits
Types de langages de description du matériel
Il existe deux types de langages de description du matériel utilisés pour la conception de circuits : Verilog et VHDL.
1. Verilog
Similaire au C et au Pascal en termes de notation et de syntaxe, Verilog est réputé plus concis que les autres HDL et plus facile à apprendre pour les débutants. Il est riche en fonctionnalités pour la simulation et a été normalisé en tant qu’IEEE 1364 en 1995.
2. VHDL
Similaire à ALGOL et Ada dans la notation et la syntaxe, et utilisant des types de données stricts, ce langage est réputé difficile à maîtriser pour les débutants. Il est riche en fonctionnalités et très abstrait, et a été normalisé sous la référence IEEE 1076 en 1987.
Il existe des différences essentielles entre le HDL et les langages de programmation de logiciels. Dans la programmation de logiciels, le traitement se déroule essentiellement de manière séquentielle dans l’ordre dans lequel il est décrit. En effet, les logiciels fonctionnent sur une seule unité centrale et n’envisagent pas l’exécution simultanée de plusieurs processus en parallèle.
En revanche, les circuits décrits en HDL fonctionnent simultanément. C’est pourquoi les composants qui constituent le matériel peuvent fonctionner chaque fois qu’ils reçoivent un signal d’entrée.