VHDL 第一二章 20080815.ppt

* * * VHDL + FLEX 10K + Quartus II HDL: hardware description language FPGA: Field programmable gate arrays EDA Software * EDA工程及其开发工具 EDA工程概述 EDA技术既指进行电子工程设计的各种辅助软件，又指进行大规模电子设计时采用EDA软件的综合性方法和系统性策略。 它是以计算机为平台，结合计算机图形学、拓扑结构学、计算方法学及人工智能等多项计算机应用科学的必威体育精装版成果而开发的一整套软件工具。 * EDA 简史 第一代：CAD (Computer Aided Design) ，采用小型计算机，二维成像技术，实现人机交互式图形编辑功能、设计规则检测功能。功能单一，综合性差。 第二代：CAE(Computer Aided Engineering)，以电子仿真和电路自动布线技术为核心。硬件采用图形生成能力强、速度快的工作站，软件采用原理图输入，增加了逻辑综合、电路仿真、芯片与印刷电路板布线布局的功能。开始实现兼容。 第三代：EDA(Electric Design Automation)，以高级描述语言输入、系统级仿真和综合技术为特征，自动化程度空前提高。 * EDA 技术特点和应用 现代EDA技术的主要特征如下： 设计方法采用自顶向下的流程； 采用HDL进行输入和描述； 强大的高层综合能力； 开放的开发环境和标准的数据库； 并行设计方式。 EDA技术大体可分为三个方面的应用: ASIC（专用集成电路）设计； SOC（SOC系统芯片）设计； PCB（印刷电路板）设计； * Altera Quartus II EDA Tools * Quartus II系统特点 第一款从FPGA至掩膜器件的完整设计工具 基于模块的设计方法提高工作效率 前期I／O分配与验证 芯片编辑器 存储器编辑器 增量编译 支持CPLD、FPGA和基于HardCopy的ASIC 设计流程可独立执行 * 1.1.4 Design flow Most digital systems are sequential, that is they have states, and the outputs depend on the present state. 许多数字系统是时序的，它们包含状态和依赖于当前状态的输出。 Some early designs were asynchronous. For many years, digital systems have tended to be synchronous. The design of a (synchronous sequential) digital system using discrete gates（分立门） would therefore proceed as follows. * 1. Write a specification. 2. If necessary, partition the design into smaller parts and write a specification for each part. 3. From the specification draw a state machine chart. Shows: each state of the system input conditions that cause a change of state. outputs in each state. 4. Minimize the number of states if necessary. 5. Assign Boolean variables to represent each state. * 6. Derive next state（次态） and output logic. 7. Optimize the next state and output logic to minimize the number of gates needed. 8. Choose a suitable placement（布局） for the gates. 9. Design the routing between the integrated circuits. Step1 and step2: can not be avoided From step 3 or step 4: the design can be entered into a CAD system and simulated. * 3. From the specification dr