EDA技术项目教程——基于VHDL与FPGA 课件全套 于润伟 项目1--7 数据比较器的设计与实现----数字系统设计实训.pptx

EDA项目教程

——基于VHDL与FPGA;本章要点

EDA技术的内涵

QuartusⅡ软件的使用

数据比较器的设计;1.1.1发展历史

1．计算机辅助设计（CAD）

;1.1.1发展历史

2．计算机辅助工程设计（CAE）

这一阶段的主要特征是以逻辑模拟、定时分析、故障仿真、自动布局布线为核心，重点解决电路设计的功能检测等问题，使工程师能在产品制作之前预知产品的功能与性能。CAE工具已经具备了自动布局布线、电路的逻辑仿真、电路分析和测试等功能。与CAD技术相比，CAE技术除了具有图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，以实现工程设计。;1.1.1发展历史

3．电子系统设计自动化（ESDA）

这一阶段采用一种新的设计概念，即自顶而下（Top-to-Down）的设计程式和并行工程的设计方法，设计者的精力主要集中在所要设计电子产品的准确定义上，而由EDA系统去完成电子产品的系统级至物理级的设计，开始实现“概念驱动工程”的梦想。电子设计工程师们摆脱了大量的辅助设计工作，而把精力集中于创造性的方案与概念构思上，从而极大地提高了设计效率，使设计更复杂的电路和系统成为可能，并且使产品的研制周期大大缩短。;（1）在一个可编程芯片上完成系统级的集成已成为可能，即可编程片上系统（SOPC）。

（2）计算机硬件平台性能大幅度提高，为复杂的SOC（系统级芯片）设计提供了物理基础。

（3）EDA工具和IP（知识产权核）应用更为广泛。

（4）高性能的EDA工具软件得到长足的发展，其自动化和智能化程度不断提高，为嵌入系统设计提供了功能强大的开发环境。;1．采用自顶向下设计方案

2．应用硬件描述语言（HDL）

3．能够自动完成仿真和测试

4．开发技术的标准化和规范化

5．对工程技术人员的硬件知识和经验要求低;1．硬件描述语言（HDL）

硬件描述语言是各种描述方法中最能体现EDA优越性的描述方法。所谓硬件描述语言就是一个描述工具，其描述的对象是设计电路系统的逻辑功能、实现该功能的算法、选用的电路结构以及其他各种约束条件???。通常要求硬件描述语言既能描述系统的行为，又能描述系统的结构。

目前主要使用Verilog-HDL和VHDL两种硬件描述语言。

;2．可编程逻辑器件：是实现数字系统的主要载体。

可编程逻辑器件（PLD）是一种可以由用户编程来实现某种逻辑功能的新型逻辑器件，不仅速度快、集成度高，能够完成用户定义的逻辑功能外，还可以加密和重新定义编程，其允许编程次数可多达上万次。使用可编程逻辑器件可大大简化硬件系统、降低成本、提高系统的可靠性和灵活性。

目前，PLD主要分为FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）两大类。;3．EDA工具软件：用于在计算机上仿真、调试设计的数字系统。

EDA技术的核心是利用计算机软件完成电路设计的全程自动化，即自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线、仿真，直至对于特定目标芯片（可编程逻辑器件）的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。;1.1.4EDA技术的设计流程;1．组合逻辑电路的设计;按照同比较器的定义，设输入的两个1位二进制数分别为A、B，用Y表示比较结果。若两数相等，输出1；两数不等输出0。

表1-1同比较器真值表

;1.2.2项目建立;3．打开项目建立向导;新项目建立向导对话框;5．添加文件;;

;;1.建立图形输入文件：单击菜单File→New选项;编辑窗口;输入元件及管脚;同比较器电路;1.2.4编译

单击菜单栏中的Processing→StartCompilation选项或工具栏的按钮，启动编译。;1.3大小比较器的设计;大小比较器逻辑图;（1）仿真前必须建立波形文件。单击File→New选项，打开文件选择窗口，展开Verification/DebuggingFiles选项卡，选择其中的UniversityProgramVWF选项，单击【OK】按钮。;（2）为了使仿真时间设置在一个合理的时间区域上，单击波形编辑器的菜单Edit→SetEndTime选项，在弹出窗口中的Time输入框输入1，单位选us，即整个仿真域的时间设定为1微秒；

单击波形编辑器的菜单Edit→GridSize…选项，在弹出窗口中的Period输入框输入100，单位选ns，即设定仿真周期为100纳秒。

结束设置后，要将波形文件存