電子設計自動化

概要

EDAは、技術者が電子システム、とりわけ半導体チップを設計し作り込むために用いるソフトウェアとハードウェアのツール群を指す。計画、シミュレーション、テスト、製造準備といった複雑な作業を自動化することで、人手では扱えない規模の回路を設計可能にしている。

技術的な要点

典型的な流れは次の工程からなる。まず設計入力と仕様定義で、VerilogやVHDLといったハードウェア記述言語を用いて機能要件を記述する。次にシミュレーションで、論理実装や物理実装に入る前に設計が意図した動作をするかを確認する。論理合成では、記述をゲートレベルのネットリストへ変換する。配置配線では、数十億規模の論理ゲートを物理的にどこへ置くかを決め、それらを結ぶ多数の金属配線を引く。検証工程では、機能検証に加えて形式的手法、タイミング解析、消費電力解析を組み合わせて設計の正しさを確認する。最後のサインオフでは、デザインルールチェックや製造性の解析を行い、製造へ渡してよいかを判断する。工程間はデータ形式と制約条件で接続され、下流の結果が上流の記述に戻される反復が発生する。

産業での位置づけ

微細化に伴い扱う素子数と物理効果が増え、EDAツールの能力が実現可能な設計の上限を規定する構図になっている。設計期間と検証工数の圧縮が半導体開発の主要な課題であるため、既存フローの各工程を自動化・支援する新しいツールが継続的に投入されている。