Chap 1 Eda Intro.ppt

数字系统EDA技术陈章鑫Tel:E-mail: zhangxinchen@uestc.edu.cn;无处不在的数字技术;无处不在的数字技术(Contd.);Why do we need EDA?;课程目的;课程内容与安排;课程内容与安排(Contd.);课程内容与安排(Contd.);教材及参考资料;教材及参考资料(Contd.);学习方法建议;答疑考核;第一章 数字系统EDA技术概述;第一章 数字系统EDA技术概述;第一章 数字系统EDA技术概述;§1.1 数字系统回顾(Contd.);按功能分，数字电路可分为： （1）组合逻辑电路 由最基本的的逻辑门电路组合而成。 特点： 输出值只与当时的输入值有关，即输出惟一 地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能 ， 输出状态随着输入状态的变化而变化，类似于 电阻性电路，如加法器、译码器、编码器、数 据选择器等都属于此类。 ;组合电路的分析、设计方法： 根据逻辑电路写出逻辑表达式，进行化简分析或填 真值表进行分析。用卡诺图化简逻辑函数，进而采 用基本门电路设计。 试分析下图组合电路的逻辑功能： ;解 ：1 ) 根据逻辑图写输出逻辑表达式并化简 ;（2）时序逻辑电路 由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路 （输出到输入）或器件组合而成的电路，与组 合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功 能。 特点：输出不仅取决于当时的输入值，而且还 与电路过去的状态有关。它类似于含储能元件 的电感或电容的电路，如触发器、锁存器、计 数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序 电路的典型器件。;以边沿D触发器为例：;动作特点： 触发器保存下来的状态是CP（时钟脉冲） 作用沿 到达时刻的输入状态。特别注意：当 D 端信号和 CP 作用沿同时跳变时，触发器存入的是 D 跳变前 的状态。 ;特性表：;数字电路的传统设计方法(自下而上);以固定功能元件为基础，基于电路板的设计方法 缺点： 1. 设计依赖于设计师的经验。 2. 设计依赖于现有的通用元器件。 3. 设计后期的仿真不易实现和调试复杂。 4. 自下而上设计思想的局限。 5. 设计实现周期长，灵活性差，耗时耗力， 效率低下。 ;什么是EDA技术？ 电子设计自动化：Electronic Design Automation EDA技术发展的三个阶段 1. 早期电子CAD (Computer Assist Design)阶段 20世纪70年代，属EDA技术发展初期。利用计算 机、二维图形编辑与分析的CAD工具，完成布图 布线等高度重复性的繁杂工作。典型设计软件如 Tango布线软件。 ;2. 计算机辅助工程设计CAE阶段 20世纪80年代初，出现了低密度的可编程逻辑器 件（PAL, Programmable Array Logic 和GAL, Generic Array Logic），相应的EDA开发工具主 要解决电路设计没有完成之前的功能检测等问题。 80年代后期，EDA工具已经可以进行初级的设计描 述、综合、优化和设计结果验证。;3. 电子设计自动化(EDA)阶段:用户自己设计芯片 20世纪90年代，可编程逻辑器件迅速发展，出现 功能强大的全线EDA工具。具有较强抽象描述能力的 硬件描述语言(VHDL、Verilog HDL)及高性 能综合工 具的使用，使过去单功能电子产品开发转向系统级 电子产品开发（即SOC, System On a Chip：单片系统、或片上系统集成）。 ;下一代超级电脑将基于可编程逻辑器件，这种机器的功能将比目 前最大的超级电脑还要强大许多。其中的秘诀在于，设计者可以 把自己的想法编成程序代码，然后让FPGA芯片去实现。 犹他州的Star Bridge Systems公司声称已经解决了这一问题。该公 司使用FPGA和自己的Viva编程语言开发出了“超级电脑” 。 对该超级电脑进行测试的美国国家航空航天局（NASA）科学家表 示，这一产品的性能令人过目难忘。美国加州大学伯克利分校（ University of California, Berkeley）