一、CAD工具

　考慮到性能和設計時間限制，利用計算機輔助設計(CAD)工具使設計過程的某些部分實現(xiàn)自動化的設計過程自動化是創(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衡，因為在給定明確定義的任務時，它們比人類更有條理并且工作速度更快。當不全神貫注于特定設計步驟的細節(jié)時，處理多個抽象級別會更容易。

　二、設計作品

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

　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化為較低抽象度的設計。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。計算機輔助設計并不是萬靈藥。營銷手冊無法轉化為成品IC設計，預計它們將來也無法做到這一點。設計師將始終需要開發(fā)創(chuàng)新設計并完成算法無法處理的細微差別的設計工作。

　最強大的綜合和分析工具在某種程度上受限的設計模型下工作；因此，分層設計和設計抽象對CAD工具和對人同樣重要。雖然CAD工具在設計過程的某些方面可能是有益的，但具有解決單一設計挑戰(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，人類設計師必須謹慎使用CAD工具。然而，由于它們是處理大規(guī)模集成電路設計所涉及的復雜性的唯一方法，因此CAD工具是未來IC設計的重要組成部分。在設計具有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，設計師冒著產(chǎn)生事后難以解決的問題的風險。通過自動化特定的設計步驟，CAD工具使設計人員能夠快速放棄不重要的選擇，并專注于芯片的關鍵問題。

　例如，長線路可能會導致過度延遲、消耗更多功率并使設備受到串擾。然而，在手動設計器件時，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致另一個問題的產(chǎn)生的復雜場景時，例如當縮短一根電線導致其他電線加長時，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。當兩個限制競爭時，問題可能沒有直接的答案。

　加快一個設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。設計滿足多種成本的系統(tǒng)需要對候選設計進行評估，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。