EDA课程设计 功- 副本.doc

课程设计说明书 名称 任意波形产生电路设计　 院 　系 班 级 姓 名 　 系　主　任 教研室主任 指导教师 第一章 绪论 电子设计自动化（Electronic Design Automation）目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。IC和PCB的设计方法。采用由底向上的设计方法需要设计者先定义和设计 每个基本模块，然后对这些模块进行连线以完成整体设计。在IC设计复杂程度低于10 000门时，常采用这种设计方法，但是随着设计复杂程度的增加，该方法会 产生产品生产周期长、可靠性低、 开发费用高等问题。 EDA技术采用现代的设计方法 ——自顶向下的设计方法。采用自 顶向下技术进行设计可分为三个主 要阶段：系统设计、系统的综合优 化和系统实现，各个阶段之间并没 有绝对的界限。 EDA设计流程为：设计输入、 时序与功能仿真、综合、适配与下 载。右图图1-1是运用EDA技术进 图1-1 EDA技术数字 行数字系统设计的流程图。 系统设计的流程图 1.3 数字系统设计 1.3.1 数字系统设计的模型 数字系统的设计就是用规范的和形式化的方式作出正确的系统逻辑功能的描述，详细反映系统的逻辑进程和具体的逻辑运算操作，并选用具体的电路来实现所描述的系统逻辑。用于数字系统设计的EDA软件有3类：—是允许用户用高级语言(如C语言)描述数字系统的逻辑功能，并能自动实现电路的设计，这种软件的自动化程度最高；二是允许用户以逻辑流程图的方式描述系统的逻辑关系，软件自动将逻辑流程图设计成数字电路，这种软件的自动化程度次之：三是要求用户先以人工方式设计出数字电路，再用电路图方式或硬件描述语言的方式输入计算机，由EDA软件作优化、仿真等后续处理。 1.3.2 数字系统设计的基本步骤 数字系统设计的基本步骤有：系统任务分析，确定逻辑算法，系统划分，系统逻辑描述，逻辑电路设计，仿真、验证，物理实现。 （1）系统任务分析：数字系统设计中的第一步是明确系统的任务。设计任务书可用各种方式提出对整个数字系统的逻辑要求，常用的方式有自然语言、逻辑语言描述、逻辑流程图、时序图等。 （2）确定逻辑算法：实现系统逻辑运算的方法称为逻辑算法，简称算法。一个数字系统的逻辑运算往往有多种算法，设计者的任务要比较各种算法的优劣，取长补短，从中确定最合理的一种。数字系统的算法是逻辑设计的基础，算法不同，则系统的结构也不同，算法的合理与否直接影响系统结构的合理性。 （3）系统划分：当算法明确后，应根据算法构造系统的硬件框架(也称为系统框图)，将系统划分为若干个部分，各部分分别承担算法中不同的逻辑操作功能。 （4）系统逻辑描述：当系统中各个子系统和模块的逻辑功能和结构确定后，则需采用比较规范的形式来描述系统的逻辑功能。对系统的逻辑描述可先采用较粗略的逻辑流程图，再将逻辑流程图逐步细化为详细逻辑流程图，最后将详细逻辑流程图表示成与硬件有对应关系的形式，为下一步的电路级设计提供依据。 （5）逻辑电路设计：电路级设计是指选择合理的器件及连接关系以实现系统逻辑要求。电路级设计的结果通常采用两种方式来表达：电路图方式和硬件描述语言方式。EDA软件支持这两种方式的输入。 （6）仿真、验证：当电路设计完成后必须验证设计是否正确。在早期，只能通过搭试硬件电路才能得到设计的结果。目前，数字电路设计的EDA软件都有具有验证(也称为仿真、电路模拟)的功能，先通过电路验证(仿真)，当验证结果正确后再进行实际电路的测试。由于EDA软件的验证结果十分接近实际结果，因此，可极大地提高电路设计的效率。 （7）物理实现：最终用实际的器件实现数字系统的设计，用仪表测量设计的电路是否符合设计要求。现在的数字系统往往采用大规模和超大规模集成电路，由于器件集成度高、导线密集，故一般在电路设计完成后即设计印刷电路板，在印刷电路板上组装电路进行测试。需要注意的是、印刷电路板本身的物理特性也会影响电路的逻辑关系。 1.4 Quartus II 介绍 Quartus II 是MAX+plus II的升级版本，是ALTERA公司的第四代开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Lang