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杭州康芯电子 数字系统分析与设计 EDA （Electronic Design Automation） ----袁海林 第一章 概 述 第一节 EDA技术概述 第二节 硬件描述语言 第三节 可 编 程 逻 辑 器 件 第四节 EDA工具 第一节 EDA技术概述 EDA技术是一种以计算机作为工作平台，以EDA软件工具为开发环境，以硬件描述语言为设计语言，以可编程逻辑器件为实验载体，以ASIC、SOC和嵌入式系统为目标器件，以数字系统设计为应用方向的电子产品自动化设计技术。 二、硬件描述语言与软件描 述 语言的异同 第三节 可编程逻辑器件概述 三、可编程逻辑器件实物 二、 MAX+PLUS II的使用 方法及要求 1、明确知识的体系结构 2、明确本课程的设计工具性特点 3、能熟练采用此技术完成各种数字系统的设 计与实现 一、 EDA技术的定义 FPGA/CPLD 器件 VHDL代码 VHDL文本编辑器 VHDL综合器 FPGA/CPLD 编程下载器 时序与功能 仿真器 MAXPLUSII FPGA/CPLD 适配器 二、EDA 设计流程 三、与传统电子设计技术和单片机技术相比， EDA技术的优越性 1、自主知识产权 2、开发技术标准化、规范化、IP Core（Intellectual Property） 的可重用性 3、自顶向下的设计方案，设计效率高和规模大 4、现代电子开发技术的发展方向，全方位仿真、充分利用现代计算机技术 7、CPLD的纯硬件加密的可靠性要好得多， 5、先进的编程下载方式isp 6、对于硬件经验要求不高，仅需集中精力于系统本身功能的实现 8、高速性能好 9、高可靠性 10、可设计成单片系统--- SYSTEM ON A CHIP - SOC 第二节 硬件描述语言 HDL - Hardware Description Language 一、常用硬件描述语言： VHDL Verilog HDL IEEE标准 VHDL - Very high speed integrated Hardware Description Language “Tell me how your circuit should behave and I will give you hardware that does the job” VHDL设计事例----一个2选1多路选择器 程序包 实体 结构体 信号传输符号 C、ASM... 程序 CPU指令/数据代码： 010010 100010 1100 软件程序 编译器 COMPILER 软件语言设计目标流程 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 硬件语言设计目标流程 PLD Programmable Logic Dvice 一、什么是可编程逻辑器件 模拟集成电路 数字集成电路 集成电路 混合集成电路 标准单元 门阵列 PLD 半定制集成电路 全定制集成 电路 FULL-CUSTOM IC 可编程逻辑器件 已经成为比分离元件以及类似专用集成电路（ ASICs ）的全定制或者半定制器件更受欢迎的 产品。 可编程逻辑器件 ------是用户可自由配置的数字集成电路 (ICs) 。 可编程逻辑器件可以利用其内部逻辑结构实现用户再设计的任何逻辑功能。 现在，PLD制造商已经能够供应集成度和性能比分离元件高，而单位功能成本低于分离元件的可编程器件。 基于乘积项的结构模块 CPLD - Complex Programmable Logic Device 基于查找表的结构模块 FPGA - Field Programmable Gate Array 二、构成可编程逻辑的 两种主要实现方法 1、基于乘积项的结构模块 可编程的“与”阵列， 固定的“或”阵列 结构原理与特点： O2 = I2 · I1 · I0 +I2 · I0 + I1 · I0 O1 = I2 · I1 · I0 + I1 · I0 O0 = I1 · I0 + I2· I1 · I0 一个N输入查找表 (LUT，Look Up Table)可以实现N个输入变量的任何逻辑功能，如 N输入“与”、 N输入“异或”等。 输出 查黑 找盒