1.2 现代数字IC设计方法的发展

在CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）软件工具成熟以前，设计数字集成电路只能基于最原始的手段。工程师把电路图画在图纸上，然后由人工完成繁重的计算验证，工程师按照原理图手工画成多层版图（最初的辅助工具是尺和笔），再把版图刻成模板，最后用模板进行集成电路工艺制造。由于各个环节都是手工设计，出错概率很大，严重影响了开发周期和成本。

1.2.1 自底向上的设计方法

自底向上（bottom-up）的设计方法是集成电路和PCB（Printed Circuit Board）的传统设计方法，该方法盛行于20世纪70年代。自底向上的设计方法的思想是先设计底层的门电路，再由门电路搭建模块级电路，然后再由模块级电路搭建系统级电路。自底向上的设计流程如图1.10所示。

自底向上设计方法的优点是在设计早期能够准确估算性能、规模，缺点是设计效率低、设计周期长、一次设计成功率低。

1.2.2 自顶向下的设计方法

自顶向下（top-down）设计方法的思路是：从确定电路系统的功能和性能指标开始，自系统级、寄存器传输级、逻辑级直到物理级，逐级细化并逐级验证其功能和性能。具体流程如图1.11所示。

自顶向下设计方法的优点是设计效率高、设计周期短、一次设计成功率高，缺点是在设计早期无法准确估算电路的性能和规模等指标。

1.2.3 自顶向下与自底向上相结合的设计方法

目前IC设计工程师经常采用自顶向下与自底向上相结合的设计方法，这样可以有效整合两种设计方法的优点，使得设计工作既具有较高的效率和成功率，也能在设计早期较准确地估算电路的性能和规模。这样能够有效地将IC设计与市场需求结合起来，减少产品的市场风险。