(精)数字系统设计及VHDL实践_第1章——必威体育精装版.ppt

1.3 EDA技术介绍 FPGA与CPLD比较 CPLD FPGA 内部结构 Product－term Look－up Table 程序存储 内部EEPROM SRAM，外挂EEPROM 资源类型 组合电路资源丰富 触发器资源丰富 集成度 低 高 使用场合 完成控制逻辑 能完成比较复杂的算法 速度 慢 快 其他资源 － EAB，锁相环 必威体育官网网址性 可加密 一般不能必威体育官网网址 1.3 EDA技术介绍 大的PLD生产厂商 最大的PLD供应商之一 FPGA的发明者，最大的PLD供应商之一 ISP技术的发明者 提供军品及宇航级产品 1.3 EDA技术介绍 两大生产厂商产品 Altera： FPGA:Cyclone、CycloneII Stratix、StratixII等 CPLD:MAX7000、MAX3000系列(EEPROM工艺) 其中，Cylone、CyloneII系列是侧重低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求。 Stratix、StratixII则侧重于高性能应用，容量大，满足各类高端应用。 Xilinx： FPGA:Spartan系列 Virtex系列 CPLD:XC9500系列（Flash工艺） 其中，Spartan系列主要应用于低成本设计。 Virtex系列主要应用于高端设计。 1.3 EDA技术介绍 硬件描述语言 硬件描述语言（Hardware Description Language,HDL）可以在三个层次上进行电路描述，由高到低为系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级。 常用的HDL有VHDL、Verilog和AHDL。 VHDL适用于行为级和寄存器传输级。 Verilog和AHDL适用于寄存器级和门电路级。 1.3 EDA技术介绍 软件开发工具 Maxplus II、Quartus II 等。书P5 表1－1 针对Altera的芯片，我们主要以Quartus II 和Maxplus II为开发工具 3.EDA设计流程 1.3 EDA技术介绍 系统 总体要求 行为级描述 行为级仿真 RTL级描述 RTL级仿真 逻辑 综合优化 门级 时序仿真 定时检查 输出门级 网表 布局布线 设计完成 目的是在系统设计的初始阶段，通过对行为描述的仿真来发现设计中存在的问题。 将行为方式描述的HDL程序，采用RTL方式描述，导出系统的逻辑表达式，再用仿真工具对RTL方式程序仿真。 将RTL方式描述的程序转换成用基本逻辑元件表示的文件 1.4 EDA应用与发展趋势 从应用领域看，EDA已渗透到各行各业，包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等。 在ASIC和PLD芯片方面，向超高速、高密度、低功耗、低电压方向发展。在设计方面，继续向SOPC方向迈进。 第一章 绪论 主 讲 人：徐向民 单 位：电子与信息学院 数字系统设计及VHDL实践 本章目录 1.1 数字系统概念 1.2 电子设计发展趋势 1.3 EDA技术介绍 1.4 EDA应用与发展趋势 1.1 数字系统概念 1.基本概念 数字系统是指对数字信息进行储存、传输、处理的电子系统，它的输入和输出都是数字量。在结构上分为数据处理单元和控制单元。 存储部件 受控器 控制器 输入 接口 输出 接口 数据处理单元 1.1 数字系统概念 数字系统主要处理离散信号： 数字（例如：掌上电脑） 文字（例如：文字处理器） 图像（例如：数码相机） 常用数字系统： 手机、数码相机、MP3播放器、工业过程控制器等。 一些使用模拟信号的系统： 模拟时钟、胶卷相机、计算尺等。 数字系统在处理模拟信号之前，要对模拟信号进行量化（数字化）处理。 1.1 数字系统概念 1.1 数字系统概念 一个数字系统的例子： ·通用数字计算机 记忆系统 中心处理单元 指令 数据 地址 时钟 存储 数字逻辑/暂存 -设计目标是实现最优化的表现——“优化运行速度”。 1.1 数字系统概念 ·便携式计算机 -设计目标是实现最低的价格——“节省成本，降低价格”。 -低廉的价格以运行速度为代价。 1.1 数字系统概念 ·数字钟表 -设计目标是实现耗电最低——一块电池可以使其运行几年。 -低能耗以使其运行速度更慢，价格更高。 1.1 数字系统概念 计算机系统 专用计算机 通用计算机 应用程序 应用程序 算法式 编译程序 ISA 硬件、软件 协同设计 二进制应用程序 数据流控制 数字逻辑设计 电路设计 布局，模板 半导体，封套 操作系统 固件 内存 CPU IO 硬盘 分层结构 数据通路 控制器 数字逻辑设计 电路设计 布局，模板