一、CAD工具

　考慮到性能和設(shè)計時間限制，利用計算機輔助設(shè)計(CAD)工具使設(shè)計過程的某些部分實現(xiàn)自動化的設(shè)計過程自動化是創(chuàng)建芯片的唯一實用方法。有效完成后，使用計算機自動化設(shè)計有助于解決所有三個問題：

　計算機程序可以比人類更有效地分析成本權(quán)衡，因為在給定明確定義的任務(wù)時，它們比人類更有條理并且工作速度更快。當(dāng)不全神貫注于特定設(shè)計步驟的細節(jié)時，處理多個抽象級別會更容易。

　二、設(shè)計作品

　根據(jù)它們管理的設(shè)計任務(wù)，可以對計算機輔助設(shè)計工具進行分組。最簡單的CAD工具包含設(shè)計條目，例如交互式原理圖繪制軟件。雖然它們經(jīng)常使修改設(shè)計變得更容易，但設(shè)計輸入工具不執(zhí)行任何設(shè)計工作；相反，他們?yōu)槠渌绦虿东@機器可讀形式的設(shè)計。

　三、分析驗證

　分析和驗證工具更加有效。例如，通過Spice電路模擬器求解控制電路如何隨時間對輸入波形作出反應(yīng)的微分方程。盡管許多分析工作太具有挑戰(zhàn)性而無法手動完成，但此類工具不會指導(dǎo)更改電路以使其按照的意愿運行。

　四、合成

　綜合工具采用更高層次的描述并將其轉(zhuǎn)化為較低抽象度的設(shè)計。一些用于版圖綜合的算法可以根據(jù)電路描述創(chuàng)建版圖。計算機輔助設(shè)計并不是萬靈藥。營銷手冊無法轉(zhuǎn)化為成品IC設(shè)計，預(yù)計它們將來也無法做到這一點。設(shè)計師將始終需要開發(fā)創(chuàng)新設(shè)計并完成算法無法處理的細微差別的設(shè)計工作。

　最強大的綜合和分析工具在某種程度上受限的設(shè)計模型下工作；因此，分層設(shè)計和設(shè)計抽象對CAD工具和對人同樣重要。雖然CAD工具在設(shè)計過程的某些方面可能是有益的，但具有解決單一設(shè)計挑戰(zhàn)所需的深入理解的算法通常缺乏平衡多個要求所需的信息廣度。

　五、輔助工具

　為了發(fā)揮最大作用，人類設(shè)計師必須謹(jǐn)慎使用CAD工具。然而，由于它們是處理大規(guī)模集成電路設(shè)計所涉及的復(fù)雜性的唯一方法，因此CAD工具是未來IC設(shè)計的重要組成部分。在設(shè)計具有100,000個甚至1億個晶體管的手動芯片時，選擇的數(shù)量讓設(shè)計人員不知所措。并非每個選項都同樣重要；有些可能會稍微改變芯片的尺寸和速度，而另一些可能會顯著改變其價格。

　通過專注于錯誤的選擇，設(shè)計師冒著產(chǎn)生事后難以解決的問題的風(fēng)險。通過自動化特定的設(shè)計步驟，CAD工具使設(shè)計人員能夠快速放棄不重要的選擇，并專注于芯片的關(guān)鍵問題。

　例如，長線路可能會導(dǎo)致過度延遲、消耗更多功率并使設(shè)備受到串?dāng)_。然而，在手動設(shè)計器件時，可能很容易錯過這個單一連接，并且直到芯片從制造返回時才會發(fā)現(xiàn)故障。在研究一個問題的答案導(dǎo)致另一個問題的產(chǎn)生的復(fù)雜場景時，例如當(dāng)縮短一根電線導(dǎo)致其他電線加長時，CAD工具是必不可少的。使用通過芯片分析延遲的計算機可以發(fā)現(xiàn)此類問題。當(dāng)兩個限制競爭時，問題可能沒有直接的答案。

　加快一個設(shè)計組件的速度可能會使另一部分變得過于龐大和緩慢。通過分析方法來評估選項的成本和綜合方法，使能夠快速開發(fā)出問題的候選解決方案，CAD工具可以幫助解決這些問題。設(shè)計滿足多種成本的系統(tǒng)需要對候選設(shè)計進行評估，因為不能通過簡單地提高每個組件的性能來優(yōu)化完整的系統(tǒng)。使芯片的部分在隔離狀態(tài)下盡可能快地運行并不能保證芯片會盡快運行。通過使用CAD工具來建議和分析解決方案，可以研究比手動研究更大的問題。