EDA实践教程(Rev4)

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数字系统EDA工程实践技术教程

(第四次修改)

陈强,陈立万编著

重庆三峡学院电子与信息工程学院

EDA技术实验室

二0一一年五月

前言

EDA的概念和应用范畴很宽,涵盖电子、通信工程的各个领域。本教程所指的EDA技术,主要指以可编程器件(包含可编程逻辑器件和模拟器件)为物理载体,利用EDA工具自动完成现代电子系统的设计。EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向。《EDA技术》课程是教育部高校电子与电气学科教学指导委员会强调的电气信息类专业的重点必修课程,也是国际国内高校十分重要且十分重视的实践性很强的技术平台课程。

EDA技术将电子设计手段由传统的“硬”碰“硬”(设计、调试上依赖具体硬件,验证上依赖实际仪器)转变为现代的“软”碰“硬”(设计、调试与验证过程大多在软件中完成)。这样不但节约开发成本、降低复杂度,同时可大幅度提高效率,缩短开发周期。现代EDA技术对设计人员本身系统架构能力要求高,直接面向工程实际。而当前EDA课程实践教学对工程能力与系统架构能力的重视和训练不够,导致大多学生EDA技术水平和能力低下。因此,“很有必要”进行实践教学模式改革。

重庆三峡学院应用技术院于2004年在全校首开EDA课程,并一直作为专业主干课程建设,其支撑课程为重庆三峡学院重点课程《数字电子技术》(建设依

托单位也为我院)。经过以陈立万教授为带头人的“数字与EDA技术课程教学团队”多年来的建设和教学改革,本课程已形成优良的传统和良好的教学效果,

有较为完整的课程体系和教学经验。一部面向工程应用的有较高水平的理论课

新教材已经由学校立项建设,目前编写工作已全部完成。

怎样以培养职业能力为核心,以工作实践为主线,以工作过程(项目)为导向, 用任务进行驱动, 构建基于能力本位的集知识学习与岗位职能训练于一体的EDA课程实践教学模式已经成为当今EDA技术教育工作者面前的棘手问题。以

本书作者为主要成员的EDA实践教学改革课题组通过反复比较论证,从可借鉴

的几种综合性较强的教学模式中,选取“项目导向模式”作为EDA课程实践教学的主要模式, 用完成某个具体项目作为驱动课程学习的手段和方法。

课题组一直以来力图编写了一本面向工程应用以项目为导向的实践教程。本教程正是在这样的强烈需求牵引下应运而生的。本教程自2007年在重庆三峡学院应用技术学院电子信息工程本科首次使用以来,至今已四易其稿。教程以

项目流程为主线贯穿实践教学始终。让学生在项目实践中体会、把握流程、熟悉开发工具、掌握硬件描述语言、了解FPGA器件以及通过查阅资料、咨询老师解决设计中的其它工程问题。教程力图通过“项目导向”实践教学模式在EDA

实践教学中的应用,破解学生只会“实验”不会“实干”的问题,将学生对EDA 技术的把握程度由“体验”上升到“体会”和“掌握”,逐级提高学生的EDA技术应用层次,使学生形成能够独立开发一个小型工程的能力。

然而,本书的形成属于新形势下实践教学的探索,还有很多不成熟的地方,有待实践进一步检验;同时,限于作者水平,疏漏错误也在所难免。作者期待阅读本书的读者多提宝贵意见。编者邮箱:dypcq@

编者

2011年5月

目录

上篇:基本实验 (1)

1. 序言 (1)

2.实验规则及EDA实验室仪器设备操作规程 (2)

2.1 实验规则 (2)

2.2 EDA实验室仪器设备操作规程 (3)

3.数字系统及其设计方法 (3)

3.1 数字系统的概念与设计 (3)

3.2 数字系统设计架构方法 (4)

3.2.1、传统的数字系统逻辑设计法 (4)

3.2.2、传统的数字系统直接设计法 (4)

3.2.3、设计专用集成电路 (5)

4.教学系统介绍 (11)

4.1 配套硬件要求: (11)

4.2 RC-EDA-2000C型实验箱 (11)

5.实验前的一些重要话题 (18)

5.1关于软件开发工具 (18)

5.2关于器件 (21)

5.2.1 CPLD与FPGA的比较 (21)

5.2.2 ALTERA产品型号命名规则 (22)

5.3 代码下载与配置 (22)

5.3.1 CPLD器件的下载接口及其连接 (22)

5.3.2 FPGA器件的配置模式 (22)

5.4 关于利用ModelSim SE6.0C实现时序仿真 (24)

6.软硬件操作参考流程实例 (27)

6.1 十进制计数器流程 (27)

6.1.1 建立工作文件 (27)

6.1.2 创建工程 (28)

6.1.3 编译前设置 (30)

6.1.4 全程编译 (30)

6.1.5 时序仿真 (31)

6.1.6 引脚设置和下载 (33)

6.1.7 配置文件下载 (34)

6.1.8 编程配置器件 (35)

7. 实验教学内容及要求 (36)

实验项目一EDA实验软、硬件平台的认识使用(本) (37)

实验项目二3-8译码器的设计(本、专) (38)

实验项目三触发器功能模拟(本、专科) (40)

实验项目四基本计数器的设计 (44)

实验项目五带进制的计数器 (46)

实验项目六半整数分频器的设计 (49)

实验项目七音乐发生器设计(本) (51)

上篇附录: ................................................................................. 错误!未定义书签。

一、实验报告的格式与要求.................................................. 错误!未定义书签。

二、报告一般书写格式(以某实验为例)............................. 错误!未定义书签。中篇:CAD/EDA课程实训.............................错误!未定义书签。

一、目的和任务 .......................................................................... 错误!未定义书签。

二、实训软硬件工具、内容与主要教学环节安排 ......................... 错误!未定义书签。

附录一:EDA课程实训参考题目 ................................................... 错误!未定义书签。

设计一数字式竞赛抢答器 ................................................... 错误!未定义书签。

设计二数字钟..................................................................... 错误!未定义书签。

设计三数字频率计.............................................................. 错误!未定义书签。

设计四拔河游戏机.............................................................. 错误!未定义书签。

设计五乒乓球比赛游戏机 ................................................... 错误!未定义书签。

设计六交通信号等控制器 ................................................... 错误!未定义书签。

设计七电子密码锁.............................................................. 错误!未定义书签。

设计八彩灯控制器.............................................................. 错误!未定义书签。

设计九脉冲按键电话显示器................................................ 错误!未定义书签。

设计十简易电子琴.............................................................. 错误!未定义书签。

设计十一出租车自动计费器................................................ 错误!未定义书签。

设计十二洗衣机控制器....................................................... 错误!未定义书签。

十三、自动奏乐器二 ............................................................ 错误!未定义书签。

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