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第1讲EDA技术与大规模可编程逻辑器件.ppt-电气与信息工程学院
《 E D A 技 术》 课 程 教 学 讲授:伍宗富 第 一 讲 EDA技术与大规模可编程逻辑器件 教学目的:使学生了解EDA技术的涵义,EDA的工程设计流程, CPLD/FPGA器件及其配置模式;掌握CPLD/FPGA的 开发应用选择,VHDL的程序基本结构。 教学重点:CPLD/FPGA器件及其配置模式;VHDL的程序基本结构。 教学难点:VHDL与CPLD/FPGA工程实现。 教学方法:讲授法、计算机辅助法。 课时计划:2学时 使用教材:EDA技术及应用.谭会生等.西安:西安电子科技大学出版社 主要参考文献: [1] 徐光辉等.CPLD/FPGA的开发和应用[M].北京:电子工业出版社 [2] 侯伯亨等.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计[M].西安:西安电子科技大学出版社 [3] [4] 周立功等.SOPC嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航空航天大学出版社 课堂小结 课外作业: 教材P15 1.1、1.7、1.10 教材P79 2.12 * EDA技术 讲授:伍宗富 * EDA技术 讲授:伍宗富 * 湖南文理学院电气与信息工程学院 课题:EDA技术与大规模可编程逻辑器件 一、 EDA技术及其发展 二、 CPLD与FPGA器件 三、 VHDL程序基本结构 四、课堂小结 五、作业 一、 EDA技术及其发展 1. EDA技术的涵义 Electronic Design Automation 即电子设计自动化。 狭义的EDA技术:以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作,最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术,或称为IES/ASIC自动设计技术。 广义的EDA技术:包含狭义的EDA技术外,还包括计算机辅助分析CAA技术(如PSPICE,EWB,MATLAB等),印刷电路板计算机辅助设计PCB-CAD技术(如PROTEL,ORCAD等)。在广义的EDA技术中,CAA技术和PCB-CAD技术不具备逻辑综合和逻辑适配的功能,因此它并不能称为真正意义上的EDA技术。故将广义的EDA技术称为现代电子设计技术更为合适。 2. EDA的工程设计 1)传统设计方法和 EDA方法的区别 ① 传统设计方法:自下而上(Bottom - up)的设计方法,是以固定功能元件为基础,基于电路板的设计方法 固定功能元件 电路板设计 完整系统构成 系统调试、测试与性能分析 系统功能需求 输入 输出 2. EDA的工程设计 1)传统设计方法和 EDA方法的区别 ② EDA方法:自上而下(Top - Down)的设计方法。其方案验证与设计、系统逻辑综合、布局布线、性能仿真、器件编程等均由 EDA工具一体化完成。 自上而下是指将数字系统的整体逐步分解为各个子系统和模块,若子系统规模较大,则还需将子系统进一步分解为更小的子系统和模快,层层分解,直至整个系统中各个子系统关系合理,并便于逻辑电路级的设计和实现为止。自上而下设计中可逐层描述,逐层仿真,保证满足系统指标。 系统规格设计 功能级描述 功能级仿真 逻辑综合、优化、布局布线 定时仿真、定时检查 输出门级网表 ASIC芯片投片、PLD器件编程、测试 2. EDA的工程设计 2)传统设计方法和 EDA方法比较 传统方法 a.从下至上; b.通用的逻辑元、器件; c.系统硬件设计的后期 进行仿真和调试; d.主要设计文件是电原 理图。 EDA方法 a.从上至下; b.可编程逻辑器件; c.系统设计的早期进行仿 真和修改; d.多种设计文件,发展趋 势以VHDL描述文件为主; e.降低硬件电路设计难度。 EDA技术极大地降低硬件电路设计难度,提高设计效率,是电子系统设计方法的质的飞跃。 2. EDA的工程设计 3) EDA的工程设计流程 文本编辑器、图形编辑器 VHDL综合器 (逻辑综合、优化) FPGA/CPLD布线/适配器 (自动优化、布局、布线、适配) VHDL仿真器 (行为仿真、 功能仿真、 时序仿真) 编程器/下载电缆 (编程、下载) 测试电路 (硬件测试) 网表文件 (EDIF、XNL、 VHDL…) 门级
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