大学期末考试数字电路课程设计研究报告.ppt

90芯片的功能表： 数字电路课程设计 本章内容提要 1.1 EDA技术及其发展 1.2 EDA技术应用对象 1.3 硬件描述语言VHDL 1.4 课程设计的主要内容 1.5 课程设计的要求 1.1 EDA技术及其发展 EDA（Electronic Design Automation）：电子设计自动化，主要工作是利用软件工具和硬件描述语言HDL进行设计，自动化程度比CAD高。 EDA的实现需要3个基本因素： ①先进的微电子技术以及相关的理论、 ②硬件描述语言HDL、 ③功能强大的开发软件。 EDA是微电子技术和现代电子设计技术二者相结合的产物。 EDA技术的发展经历了3个阶段：70年代、80年代、90年代。 70年代：可编程逻辑器件PLD出现，计算机开始应用于电子设计，后期出现CAD，用于集成电路版图编辑和PCB布局布线。 80年代：复杂可编程逻辑器件CPLD出现，后期出现FPGA，硬件描述语言HDL产生，标准化工作取得重大进步，相关CAD软件的功能和自动化程度有很大的提高，应用更广泛，为EDA的产生奠定了基础。 90年代：百万门以上的可编程逻辑器件FPGA出现，ASIC设计技术的应用，促进了EDA技术的形成，EDA公司致力于推出兼容各种硬件实现方案和支持标准HDL的EDA工具软件的研究，将EDA技术推向成熟。 基本概念 EDA：Electronic Design Automation (电子设计自动化） ASIC: Application Specific Integrated Circuit (专用集成电路） IP:Intellectual Property( 知识产权） HDL:Hardware description Language(硬件描述语言）其中VHDL和Verilog_HDL两种应用最广泛。 PLD:Programable Logic Device （可编程逻辑器件,可编程即可改写之意，PLD就像黑板，可以自由写，可以擦除后再写）。 CPLD：Complex Programmable logic Device(复杂可编程逻辑器件） FPGA：Field Programmable logic Device(现场可编程逻辑器件） SOC： SYSTEM ON A CHIP（片上系统） SOPC： SYSTEM ON A PROGAMMABLE CHIP（可编程器件片上系统） CSOC： CONFIGURABLE SYSTEM ON A CHIP（可配置片上系统） 1：EWB,MUlTiSiM,PROTEL的学习作为 EDA的最初级内容? 2：利用VHDL或图形输入完成对CPLD/FPGA的开发等作为中级? 3：ASIC设计为最高级 EDA技术的三个层次 1）计算机? 2）EDA实验开发系统? 3) 编程器（下载电缆）? EDA开发系统中必须含有合适的在系统编程下载目标芯片，此芯片目前主要有FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件) EDA硬件工作平台 VHDL于1983年由美国国防部创建，1987年成为国际标准：IEEE：1076。 1993年进行了修订，扩充了VHDL的功能，成为IEEE：1076－1993版。2002发布了必威体育精装版版本。 3个版本：87版，93版，2002版。 此外，Verilog_HDL 也是一种通用的硬件描述语言。1983年创立，1995年成为IEEE标准。 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。 VHDL使得设计数字电路就像进行软件开发一样地方便。 1.4 EDA技术的优势 手工设计方法的缺点是： 1)复杂电路的设计、调试十分困难。 2)如果某一过程存在错误，查找和修改十分不便。 3) 文档设计过程中产生大量，不易管理。 4)对于集成电路设计而言，设计实现过程与具体生产工艺直接相关，因此可移植性差。 5)只有在设计出样机或生产出芯片后才能进行实测。 主要特点：不能仿真。 EDA技术有很大不同： 1)采用硬件描述语言作为设计输入。 2)库(Library)的引入。 3)设计文档的管理。 4)强大的系统建模、电路仿真功能。 5)具有自主知识产权。 6)开发技术的标准化、规范化以及IP核的可利用性。 7)适用于高效率大规模系统设计的自顶向下设计方案。 8)全方位地利用计算机自动设计、仿真和测试技术。 9)对设计者的硬件