EDA交通灯word.doc

课程设计说明书 名称 　 交通灯控制系统的设计　 2012年 6 月 11 日至 2012 年 6 月 15 日共 1 周 院 　系 电子信息工程系 班 级 姓 名 系　主　任 张红兵 教研室主任 陈伟元 指导教师 陈伟元  第一章绪论 2 1.1EDA 技术概述 2 1.2EDA技术的发展 2 1.3EDA技术的应用 2 1.4EDA的设计方法 3 1.5硬件描述语言 3 1.6数字系统 4 1.6.1数字系统的设计方法 5 1.6.2自顶向下设计(Top Down) 5 1.6.3现代数字系统的设计过程 5 第二章 交通灯交通灯控制系统简介 6 2.1交通灯的功能 6 第三章 交通灯控制系统的设计 7 3.1设计要求 7 3.2交通灯设计思路 7 3.3.1交通灯控制器状态控制表 8 3.4设计步骤及程序 9 3.5硬件实现及调试结果 11 第四章 总结 14 参考文献 14 第一章绪论 1.1EDA 技术概述 电子设计自动化（Electroc Design Automation, EDA）技术以计算机为基础工作的平台，以微电子技术为物理基础，以现代电子技术设计技术为灵魂，采用计算机软件工具，最终实现系统或专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit,ASIC）的设计。EDA技术的使用者包括两类：一类是专用集成电路芯片的设计研发人员；另一类是广大电子设计线路设计人员。后者并不具备专门的IC（集成电路）深层次的知识。 1.2EDA技术的发展 伴随着计算机、集成电路、电子设计的发展，EDA技术经历了计算机辅佐设计 （Computer Assist Design,CAD）、计算机辅佐工程设计(Computer Assist Engineering Design,CADE)和电子设计自动化（Electroc Design Automation, EDA）三个阶段。 20世纪70年代的计算机辅佐阶段 20世纪80年代的计算机辅佐工程设计阶段 20世纪90年代的电子设计自动化（EDA）阶段 1.3EDA技术的应用 EDA技术在教学、科研。产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。教学方面，主要目的是让学生了解EDA的基本概念和原理，掌握用HDL语言编写规范的程序，掌握逻辑综合的理论和算法。 科研方面，主要利用电路仿真工具进行电路设计与仿真，利用虚拟机仪器进行产品测试，将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中，从事PCB设计和ASIC设计。 在产品设计与制造方面，EDA技术应用于仿真、生产、测试等各个环节，如PCB的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、运用FPGA/CPLD进行数字系统的设计与制作、ASIC的流片过程，等等。 EDA技术已经应用于各行各业，在机械、电子、通信、航空航天。化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域都有EDA技术的应用。 1.4EDA的设计方法“自顶向下”的设计方法。高层次设计是一种“自顶向下”的全新设计方法，这种设计方法首先从系统设计人手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。在方框图一级进行仿真、纠错，并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证。然后，用综合优化工具生成具体门电路的网络表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。由于设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的，这既有利于早期发现结构设计上的错误，避燃计工作的浪费，又减少了逻辑功能仿真的工作量，提高了设计的一次成功率。硬件描述语言硬件描述语言（HDL）是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言，它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式，与传统的门级描述方式相比，它更适合大规模系统的设计。VHDL是一种全方位的硬件描述语言，包括系统行为级。寄存器传输级和逻辑门级多个设计层次，支持结构、数据流和行为三种描述形式的混合描述，因此VHDL几乎覆盖了以往各种硬件俄语言的功能，整个自顶向下或由底向上的电路设计过程都可以用VHDL来完成。VHDL还具有以下优点：（1）VHDL的宽范围描述能力使它成为高层进设计的核心，将设计人员的工作重心提高到了系统功能的实现与调试，而花较少的精力于物理实现。（2）VHDL可以用简洁明确的代码描述来进行复杂控制逻辑艄设计，灵活且方便，而且也便于设计结果的交流、保存和重用。（3）VHDL的设计不依赖于特定的器件，方便了工艺的转换。（4）VHDL是一个标准语言，为众多的EDA厂商支持，因此移植性好。