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EDA技术 主讲:李良荣 2012年7-9月制作 李良荣:贵州大学理学院,教授;主要研究方向有电路与系统(EDA技术、电子测量等)、电磁场与微波技术;有EDA教育资源网站(210.40.3.225) EDA技术教学内容 第一部分:EDA概述 第二部分:电子仿真与PCB设计 第三部分:PLD开发应用技术 1.1 EDA内涵 1.2 狭义EDA技术 2.1 仿真测试技术 2.2 PCB版图设计 3.1 硬件描述语言 3.2 SOPC设计应用(IP核) EDA概述 概述 EDA: Electronic Design Automation 电子设计自动化 1、广义EDA (1)电子器件及电路 : 器件 器件功能 器件联系 组合电路 电路功能的扩展 (2)电路设计: 模拟电路 数字电路 模数混合电路 单片机 PLD(FPGA/CPLD) DSP ARM等等 (3)EDA技术的发展 计算机的出现 电子技术的杰出成就 电子设计项目不断增加的要求 计算机软件的发展 CAD EDA ECAD (4)EDA技术中的一些方法问题 设计方法(输入方法) *电路图(原理图)输入法 *文本输入法 *波形输入法 *状态图输入法 (5)EDA工具 EDA工具较多 目前在国内流行的主要有: EWB(Multisim、Ultiboard等),orCAD, Proteus,Protel,Quartus II,Quick Work,ISP Synario System,XACT step等等。 (1) EDA技术及其发展 EDA技术在进入21世纪后,得到了更大的发展,突出表现在以下几个方面: 使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表达和确认成为可能; 在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言的功能强大的EDA软件不断推出。 电子技术全方位纳入EDA领域; EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊,更加互为包容; 2、 狭义EDA (1) EDA技术及其发展 更大规模的FPGA和CPLD器件的不断推出; 基于EDA工具的ASIC设计标准单元已涵盖大规模电子系统及IP核模块; 软硬件IP核在电子行业的产业领域、技术领域和设计应用领域得到进一步确认; SOPC/SOC高效低成本设计技术的成熟。 IP(Intellectual Property)就是知识产权核或知识产权模块的意思,在EDA技术和开发中具有十分重要的地位。 IP核 软 IP 固 IP 硬 IP (2) IP核 EDA技术 ASIC设计 FPGA/CPLD 可编程ASIC 设计 门阵列 (MPGA); 标准单元 (CBIC); 全定制; (FCIC); ASIC设计 SOPC/SOC 混合 ASIC 设计 (3) EDA技术实现目标 作为EDA技术最终实现目标的ASIC,通过三种途径来完成: (1) 超大规模可编程逻辑器件 (2) 半定制或全定制ASIC (3) 混合ASIC (3) EDA技术实现目标 (4) 硬件描述语言VHDL 硬件描述语言是EDA技术的重要组成部分,VHDL是作为电子设计主流硬件的描述语言。 VHDL语言具有很强的电路描述和建模能力,能从多个层次对数字系统进行建模和描述,从而大大简化了硬件设计任务,提高了设计效率和可靠性。 用VHDL进行电子系统设计的一个很大的优点是设计者可以专心致力于其功能的实现,而不需要对不影响功能的与工艺有关的因素花费过多的时间和精力。 (5) VHDL综合 设计过程中的每一步都可称为一个综合环节。 (1) 从自然语言转换到VHDL语言算法表示,即自然语言综合; (2) 从算法表示转换到寄存器传输级(Register Transport Level,RTL),即从行为域到结构域的综合,即行为综合; (3) RTL级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示,即逻辑综合; (5) VHDL综合 设计过程中的每一步都可称为一个综合环节。 (4) 从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC设计),或转换到FPGA的配置网表文件,可称为版图综合或结构综合。 有了版图信息就可以把芯片生产出来了。 有了对应的配置文件,就可以使对应的FPGA变成具有专门功能的电路器件。 C、ASM... 程序 CPU指令/数据代码: 010010 100010 1100 软件程序编译器 COMPILER 3、编译器和综合器功能比较 VHDL/VERILOG. 程序 硬件描述语言 综合器 SYNTHESIZER 为ASIC设计提供的 电路网表文件 (a)软件语言设计目标流程 (

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