EDA技术及应用_第1章.ppt

电子设计自动化—EDA 电子设计自动化—EDA 几点疑问？ Q1: EDA 是什么？ Q2： 为什么要学习EDA？ Q3： 我们要学习什么内容？ Q4： 怎样学好这门课程？ …… 第1章 EDA技术概述 1.1 EDA技术及其发展过程 1.1.1 EDA技术的发展过程 1.1.2 EDA技术的基本特征 1、“自顶向下”（up to down）设计方法 自底向上（bottom up）设计方法 2、用硬件描述语言来描述数字电路与系统 3、综合及优化 4、开放性与标准化的框架结构 1.1.3 EDA技术的常用设计工具 集成的EDA开发工具 常用的综合工具 1.2 硬件描述语言 HDL（Hardware Description Language) 设计思想 +语言 +工具 = 产品设计 几种常用的HDL： VHDL； Verilog-HDL； ABEL； AHDL； System-Verilog； SystemC； 1.3 可编程逻辑器件及其发展趋势 1.4 基于EDA技术进行数字系统设计的优越性 一．数字系统的概念 1.5 EDA技术的发展方向 可编程逻辑器件简称PLD(Programable Logic Device)，它是EDA技术发展的一个重要支持点，PLD的发展推动了EDA工具的发展，也改变了电子系统的设计方法。PLD的发展过程经历了如下几个阶段： 1. 20世纪70年代初期：生产出了最早的可编程逻辑器件PROM和PLA 2. 20世纪70年代末期: AMD公司的PAL器件上市 3. 20世纪80年代初期: 世界上第一片电可擦写的GAL器件问世 4. 20世纪80年代中期: 推出世界上第一片FPGA器件，同时推出EPLD器件 5. 20世纪90年代初期: 具有在系统可编程能力的CPLD器件问世 6. 20世纪90年代以后: PLD进入高速发展时期，主要表现在： 向集成度更高、速度更快、频带更宽的方向发展； 向嵌入标准和通用功能方向发展； 向绿色元件方向发展－－低电压、低功耗。 现代的电子设备，单纯用模拟电路实现的已经很少见了。通常情况是在系统的前端（如信号放大）和后端（如驱动负载）等局部采用模拟电路，而其余部分均采用数字电路。也就是说，对大多数电子设备而言，其主体部分是数字系统。 系统这个名词的定义是比较含混的，大到计算机系统，小到一个简单的数字密码锁控制电路，皆可称为系统。 通常将门、触发器称为逻辑器件； 将由逻辑器件构成，能执行某个单一功能的电路，如计数器、译码器、加法器等称为逻辑功能部件； 通常说来，系统与部件之间的区别在于功能是否单一：一个存储器尽管规模很大，可达数兆字节，但因其功能单一，只能称为部件；而只需几片MSI器件即可实现的数字密码锁控制电路却应称之为系统。 近年来，数字系统的设计大多仿效计算机组成方式，将整个系统分为控制器和受控器二部分（或分成控制器、处理器和存储器三个部分）。 在这种结构下，系统与部件的区别就在于其中有无控制器：一个数字电路，无论其规模大小，必须具有控制器才可称之为系统。 而由若干逻辑部件组成，能实现复杂功能的电路称为数字系统；有些规模较大的系统还可分成若干子系统。 1.早期（20世纪60年代中期--70年代中期）的数字系统设计一般采用具有固定功能的标准集成电路如TTL和CMOS电路。用户只能根据需要选择合适的器件，设计的灵活性极差，搭成的系统体积大、可靠性低且开发周期长。 2. 70年代中期兴起的以微处理器（包括单片机）为核心的软件编程设计的热潮至今仍有相当广阔的市场， 微处理器是一种通用型器件，只要配以一定的程序和一些附属电路，原则上可以实现任意复杂的逻辑功能。其优点是设计方便灵活，系统所用器件数较少，程序修改方便，开发周期短，成本低，试制时承担的风险小。但它也有不可克服的缺点： （1）速度低。 （2）程序“跑飞”; （3）必威体育官网网址性差。 二．数字系统的硬件实现 基于芯片的设计分全定制（Full Custom）和半定制(Semi-Custom)两种。 全定制设计是由设计人员使用版图编辑工具，从系统级、电路级直到晶体管级的版图尺寸、位置及连线，完成整个芯片的全部设计。 优点是：可以优化芯片性能、提高芯片的元件密度、降低功耗等。只要设计得当全定制集成电路的性能应该是最好的。 集成电路生产工艺流程中需经数次光刻或蚀刻等处理，每次处理都需做一块掩膜，设计制作掩膜的成本相当高，因此全定制设计方法的风险大，设计周期长，通常只有生产批量达数万片以上，全定制设计才有价值。 3. 基于芯片又称专用集成电路(AS