EDA技术与VHDL程序开发基础教程 教学资料第七章
2023年大学_EDA技术与VHDL第二版(潘松著)课后习题答案下载
2023年EDA技术与VHDL第二版（潘松著）课后习题答案下载EDA技术与VHDL第二版（潘松著）课后答案下载第1章 EDA技术概述1.1 EDA技术及其发展1.1.1 EDA技术的发展1.1.2 EDA技术的涵义1.1.3 EDA技术的基本特征1.2 EDA技术的主要内容及主要的EDA厂商1.2.1 EDA技术的主要内容1.2.2 主要EDA厂商概述1.3 EDA技术实现目标1.3.1 超大规模可编程逻辑器件1.3.2 半定制或全定制ASIC1.3.3 混合ASIC1.4 EDA技术应用1.4.1 EDA技术应用形式1.4.2 EDA技术应用场合1.5 EDA技术的发展趋势1.5.1 可编程器件的发展趋势1.5.2 软件开发工具的发展趋势1.5.3 输入方式的发展趋势__小结思考题和习题第2章大规模可编程逻辑器件2.1 可编程逻辑器件概述2.1.1 PLD的'发展进程2.1.2 PLD的种类及分类方法2.2 简单可编程逻辑器件2.2.1 PLD电路的表示方法及有关符号 2.2.2 PROM基本结构2.2.3 PLA基本结构2.2.4 PAL基本结构2.2.5 GAL基本结构2.3 复杂可编程逻辑器件2.3.1 CPLD基本结构2.3.2 Altera公司器件2.4 现场可编程逻辑器件2.4.1 FPGA整体结构2.4.2 Xilinx公司FPGA器件2.5 在系统可编程逻辑器件2.5.1 ispLSl/pLSl的结构2.5.2 Lattice公司ispLSI系列器件 2.6 FPGA和CPLD的开发应用2.6.1 CPLD和FPGA的编程与配置2.6.2 FPGA和CPLD的性能比较2.6.3 FPGA和CPLD的应用选择__小结思考题和习题第3章 EDA设计流程与开发3.1 EDA设计流程3.1.1 设计输入3.1.2 综合3.1.3 适配3.1.4 时序仿真与功能仿真3.1.5 编程下载3.1.6 硬件测试3.2 ASIC及其设计流程3.2.1 ASIC设计方法3.2.2 一般的ASIC设计流程3.3 可编程逻辑器件的开发环境 3.4 硬件描述语言3.5 IP核__小结思考题和习题第4章硬件描述语言VHDL4.1 VHDL概述4.1.1 VHDL的发展历程4.1.2 VHDL的特点4.2 VHDL程序基本结构4.2.1 实体4.2.2 结构体4.2.3 库4.2.4 程序包4.2.5 配置4.3 VHDL基本要素4.3.1 文字规则4.3.2 数据对象4.3.3 数据类型4.3.4 运算操作符4.3.5 VHDL结构体描述方式 4.4 VHDL顺序语句4.4.1 赋值语句4.4.2 IF语句4.4.3 等待和断言语句4.4.4 cASE语句4.4.5 LOOP语句4.4.6 RETIARN语句4.4.7 过程调用语句4.4.8 REPORT语句4.5 VHDL并行语句4.5.1 进程语句4.5.2 块语句4.5.3 并行信号代人语句4.5.4 并行过程调用语句4.5.5 并行断言语句4.5.6 参数传递语句4.5.7 元件例化语句__小结思考题和习题第5章 QuartusⅡ软件及其应用5.1 基本设计流程5.1.1 建立工作库文件夹和编辑设计文件 5.1.2 创建工程5.1.3 编译前设计5.1.4 全程编译5.1.5 时序仿真5.1.6 应用RTL电路图观察器5.2 引脚设置和下载5.2.1 引脚锁定5.2.2 配置文件下载5.2.3 AS模式编程配置器件5.2.4 JTAG间接模式编程配置器件5.2.5 USBBlaster编程配置器件使用方法 __小结思考题和习题第6章 VHDL应用实例6.1 组合逻辑电路设计6.1.1 基本门电路设计6.1.2 译码器设计6.1.3 数据选择器设计6.1.4 三态门设计6.1.5 编码器设计6.1.6 数值比较器设计6.2 时序逻辑电路设计6.2.1 时钟信号和复位信号6.2.2 触发器设计6.2.3 寄存器和移位寄存器设计6.2.4 计数器设计6.2.5 存储器设计6.3 综合实例——数字秒表的设计__小结思考题和习题第7章状态机设计7.1 一般有限状态机7.1.1 数据类型定义语句7.1.2 为什么要使用状态机 7.1.3 一般有限状态机的设计 7.2 Moore型有限状态机设计 7.2.1 多进程有限状态机7.2.2 单进程有限状态机7.3 Mealy型有限状态机7.4 状态编码7.4.1 状态位直接输出型编码 7.4.2 顺序编码7.4.3 一位热码编码7.5 状态机处理__小结思考题和习题第8章 EDlA实验开发系统8.1 GW48型实验开发系统原理与应用8.1.1 系统性能及使用注意事项8.1.2 GW48系统主板结构与使用方法8.2 实验电路结构图8.2.1 实验电路信号资源符号图说明8.2.2 各实验电路结构图特点与适用范围简述8.3 GW48CK/GK/EK/PK2系统信号名与芯片引脚对照表 __小结思考题和习题第9章 EnA技术实验实验一：全加器的设计实验二：4位加减法器的设计实验三：基本D触发器的设计实验四：同步清零计数器的设计实验五：基本移位寄存器的设计串人/串出移位寄存器实验六：同步预置数串行输出移位寄存器的设计实验七：半整数分频器的设计实验八：音乐发生器的设计实验九：交通灯控制器的设计实验十：数字时钟的设计EDA技术与VHDL第二版（潘松著）：内容简介《EDA技术与VHDL》主要内容有Altera公司可编程器件及器件的选用、QuartusⅡ开发工具的使用;VHDL硬件描述语言及丰富的数字电路和电子数字系统EDA设计实例。
EDA技术与VHDL程序开发基础教程课后答案(完整版)
1.8.1填空1.EDA的英文全称是Electronic Design Automation2.EDA技术经历了计算机辅助设计CAD阶段、计算机辅助工程设计CAE阶段、现代电子系统设计自动化EDA阶段三个发展阶段3. EDA技术的应用可概括为PCB设计、ASIC设计、CPLD/FPGA设计三个方向4.目前比较流行的主流厂家的EDA软件有Quartus II、ISE、ModelSim、ispLEVER5.常用的设计输入方式有原理图输入、文本输入、状态机输入6.常用的硬件描述语言有VHDL、Verilog7.逻辑综合后生成的网表文件为EDIF8.布局布线主要完成将综合器生成的网表文件转换成所需的下载文件9.时序仿真较功能仿真多考虑了器件的物理模型参数10.常用的第三方EDA工具软件有Synplify/Synplify Pro、Leonardo Spectrum1.8.2选择1.EDA技术发展历程的正确描述为（A）A CAD->CAE->EDAB EDA->CAD->CAEC EDA->CAE->CADD CAE->CAD->EDA2.Altera的第四代EDA集成开发环境为（C）A ModelsimB MUX+Plus IIC Quartus IID ISE3.下列EDA工具中，支持状态图输入方式的是（B）A Quartus IIB ISEC ispDesignEXPERTD Syplify Pro4.下列几种仿真中考虑了物理模型参数的仿真是（A）A 时序仿真B 功能仿真C 行为仿真D 逻辑仿真5.下列描述EDA工程设计流程正确的是（C）A输入->综合->布线->下载->仿真B布线->仿真->下载->输入->综合C输入->综合->布线->仿真->下载D输入->仿真->综合->布线->下载6.下列编程语言中不属于硬件描述语言的是（D）A VHDLB VerilogC ABELD PHP1.8.3问答1.结合本章学习的知识，简述什么是EDA技术？谈谈自己对EDA技术的认识？答：EDA（Electronic Design Automation）工程是现代电子信息工程领域中一门发展迅速的新技术。
EDA技术与VHDL程序开发基础教程_教学资料_第一章
1.8.1填空1.EDA的英文全称是Electronic Design Automation2.EDA技术经历了计算机辅助设计CAD阶段、计算机辅助工程设计CAE阶段、现代电子系统设计自动化EDA阶段三个发展阶段3. EDA技术的应用可概括为PCB设计、ASIC设计、CPLD/FPGA设计三个方向4.目前比较流行的主流厂家的EDA软件有Quartus II、ISE、ModelSim、ispLEVER5.常用的设计输入方式有原理图输入、文本输入、状态机输入6.常用的硬件描述语言有VHDL、Verilog7.逻辑综合后生成的网表文件为EDIF8.布局布线主要完成将综合器生成的网表文件转换成所需的下载文件9.时序仿真较功能仿真多考虑了器件的物理模型参数10.常用的第三方EDA工具软件有Synplify/Synplify Pro、Leonardo Spectrum11．2000年推出的Pentium4微处理器芯片的集成度达（4200 ）万只晶体管。
12．在EDA发展的（CAD ）阶段，人们只能借助计算机对电路进行模拟、预测，以及辅助进行集成电路版图编辑、印刷电路板（PCB）布局布线等工作。
13．在EDA发展的（CAE ）阶段，人们可以将计算机作为单点设计工具，并建立各种设计单元库，开始用计算机将很多单点工具集成在一起使用。
14．EDA设计输入主要包括图形输入、HDL文本输入和状态机输入。
15．时序仿真是在设计输入完成之后，选择具体器件并完成布局、布线之后进行的时序关系仿真,因此又称为功能仿真。
16．VHDL的数据对象包括变量、常量和信号，它们是用来存放各种类型数据的容器。
17．图形文件设计结束后一定要通过仿真，检查设计文件是否正确。
18．以EDA方式设计实现的电路设计文件，最终可以编程下载到FPGA 和CPLD芯片中，完成硬件设计和验证。
19．MAX+PLUS的文本文件类型是（后缀名）.VHD 。
20．在PC上利用VHDL进行项目设计，不允许在根目录下进行，必须在根目录为设计建立一个工程目录（即文件夹）。
配套课件 EDA技术与VHDL程序设计基础教程
它支持原理图、VHDL和Verilog 语言文本输入方式和波形或EDIF 格式的文件作为输入，且支持这 些文件的混合设计。
Quartus II的GUI界面
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
五、EDA集成开发工具
ISE+ModelSim
ispLEVER
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
。（b）中三条竖线A、B、C也为输入线，输入到或门的横线为和线。和线与
输入线的交叉点为编程点。
当输入线与和线相连通时，
在编程点处以“×”表示。
Y=AB
可以看出，图中电路表示
Y=A+B+C
的逻辑表达式分别为Y=AB
和Y=A+B+C。
ABC
ABC
(a)
(b)
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
三、 CPLD的基本结构和工作原理
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
第1章 EDA概述
重点内容：
EDA技术发展和应用 EDA工程设计流程 EDA集成开发工具
EDA技术与VHDL程序开发基础教程
一、EDA工程简介
EDA（Electronic Design Automation）工程是现代电子信息工程领 域中一门发展迅速的新技术。
流程
需求分析
算法设计 （Algorithm Optimization）
构架设计 （Architecture Exploration)
RTL 设计 （RTL Design）
RTL 验证 （RTL Verification)
综合 （Synthesis)
门级验证 （Gate-level Verification)
EDA第七章_宏功能模块与IP应用
下面以确定64点正弦波在ROM内的波形数据文件 为例分别说明。
1．建立.mif格式文件
使用工具：Quartus II 的ROM数据文件编辑窗口或其他编辑器
【例7-1】用Quartus II 的ROM数据文件编辑窗口产生.mif格式文件 方法：File菜单NewOther files页Memory Initialization File项 选择ROM字数和字长，再填写好下列表格并保存即得。
7.2 LPM模块应用实例
正弦信号发生器
一、定制LPM_ROM初始化数据文件
Quartus II 能接受的LPM_ROM中的初始化数据 文件的格式有2种：
Memory Initialization File（.mif）格式 Hexadecimal(Intel-Format) File（.hex）格式
使用Megafunction将大大的减少设计风险及缩短开发周期。
Megafunction可以使设计师将更多时间和精力放在改善及提高系统级 的产品上，而不要重新开发现成的Megafunction。
IP（知识产权）
一个好的IP Core要具备可靠、可重用、 可配置、可测试的特性，还应有详细 准确的说明文档 最成功的IP提供商之一： 虽然只有LPM、部分器件专有的 Megafunction是免费的，但是这些免 费的模块也足够满足大多数设计的需 要（LPM库只有25个基本模块就号称 可以完成所有的设计）。 评估付费Megafunction： 使用开放式内核(OpenCore)技术 ， 其设计流程如右图所示。 如何用好Altera的Megafunction：认真 阅读文档并执行必要的配置工作
硬件评估
购买
当您对 IP 内核完全满意，并准备将设计投产时，可以购买许可，生成产品 器件编程文件。Altera MegaCore®许可能够永久使用，支持多种工程，包括 一年更新和支持。 对 Altera 所有 IP 提供浮动和节点锁定的许可。可提供多种不同许可期限、 条件和价格模型的第三方 IP 内核。请直接联系 IP 合作伙伴，了解详细信息。
EDA技术与VHDL实用教程
EDA技术与VHDL实用教程
15
表0-1 EDA开发软件特性
厂商 EDA软件名称 软件适用器件系列 软件支持的描述方式
Altera
MAX+plusⅡ QuartusⅡ
MAX、FLEX等 MAX、FLEX、APEX等
逻辑图、波形图、 AHDL文本、VerilogHDL文本、VHDL文本 等
Xilinx
SX系列、MX系列 逻辑图、VHDL文本等
EDA技术与VHDL实用教计方法的缺点是： 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)设计过程中产生大量文档， 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。
EDA技术，电子设计师可以方便地实现IC 设计、电子电路设计和PCB设计等工作。
EDA技术与VHDL实用教程
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广义的EDA技术，除了狭义的EDA技 术外，还包括计算机辅助分析CAA技术(如 PSPICE，EWB，MATLAB等)，印刷电路 板计算机辅助设计PCB-CAD技术(如 PROTEL，ORCAD等)。
在广义的EDA技术中，CAA技术和 PCB-CAD技术不具备逻辑综合和逻辑适配 的功能，因此它并不能称为真正意义上的 EDA技术。
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狭义的EDA技术，就是以大规模可编 程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言 为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算 机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及 实验开发系统为设计开发工具的EDA技 术。
3、算法的实现
如：离散FFT变换、数字滤波器、浮点乘法器、高速宽位加法器、数字 振荡器、数字锁相环、调制解调器、图象DSP等电路的设计，时钟频 率一般在50MHz以上
EDA技术及应用-VHDL版(第三版)(潭会生)第7章详解
第7章 EDA技术实验
CLK CLR ENA
CNT10
CLK
U0
CLR
ENA
CQ[3..0] CO
DOUT[3..0] S0
CNT10
CLK
U1
CLR
ENA
CQ[3..0] CO
DOUT[7..4] S1
CNT10
CLK CLR ENA
U2 CQ[3..0] CO
DOUT[11..8] S2
CNT10 U3
第7章 EDA技术实验
ห้องสมุดไป่ตู้验证清零功能
验证使能有效
验证计数功能
预计可能结果
图7.2 CNT10仿真输入设置及可能结果估计图
第7章 EDA技术实验
4) 管脚锁定文件 根据图7.1所示的CNT9999电路原理图，本设计实体的 输入有时钟信号CLK、清零信号CLR和计数使能信号ENA， 输出为DOUT[15..0]，据此可选择实验电路结构图NO.0，对 应实验模式0。 根据图7.5所示的实验电路结构图NO.0和图7.1确定引脚 的锁定。选用EPM7128S-PL84芯片，其引脚锁定过程如表 7.1所示，其中CLK接CLOCK2，CLR接键3，ENA接键4， 计数结果DOUT[3..0]、DOUT[7..4]、DOUT[11..8]、 DOUT[15..12]经外部译码器译码后，分别在数码管1、数码 管2、数码管3、数码管4上显示。
第7章 EDA技术实验
3．实验要求 (1) 画出系统的原理框图，说明系统中各主要组成部分 的功能。 (2) 编写各个VHDL源程序。 (3) 根据系统的功能，选好测试用例，画出测试输入信 号波形或编好测试程序。 (4) 根据选用的EDA实验开发装置编好用于硬件验证的 管脚锁定表格或文件。 (5) 记录系统仿真、逻辑综合及硬件验证结果。 (6) 记录实验过程中出现的问题及解决办法。
《VHDL语言程序设计》课程教学大纲
GDOU-B-11-213《VHDL语言程序设计》课程教学大纲课程简介课程简介:本课程为软件工程专业嵌入式专业方向的专业课，是开发基于FPGA/CPLD嵌入式系统的必备基础。
主要内容包括FPGA/CPLD目标器件的结构和工作原理、EDA技术和工作流程、VHDL基础知识、VHDL实用方法和设计深入、原理图输入法、LPM宏功能模块实用方法、状态机设计以及EDA优化设计。
目的是为后续课程的学习和嵌入式系统的设计作必须的基础准备。
课程大纲一、课程的性质与任务：本课程是软件工程专业的专业方向课程。
教学任务主要包括使学生了解EDA技术的工作流程，正确使用开发平台，掌握以VHDL为代表的硬件描述语言的基本知识、编程实用方法和工程设计方法，掌握原理图设计法、状态机设计法，能够正确使用IP Core和LPM等宏功能模块。
本课程是软件工程专业嵌入式专业方向的第一门专业方向课，是后续课程的必备基础，具有较重要的地位。
二、课程的目的与基本要求：本课程涉及到的学科基础知识面广，要求软硬件兼备，需要较好的学科基础。
通过本课程的学习，最终达到能够设计基于FPGA/CPLD的ASIC，并能进行EDA优化的目的。
三、面向专业：软件工程四、先修课程:《计算系统基础》五、本课程与其它课程的联系：本课程的先行课程是计算系统基础。
服务的主要后续课程包括基于FPGA的嵌入式软件开发、基于ARM的嵌入式软件开发等。
六、教学内容安排、要求、学时分配及作业：第一章概述（2学时）1.1 EDA技术及其发展（C）1.2 硬件描述语言硬件描述语言种类、自顶向下设计方法、EDA工程设计流程。
（A）1.3 面向FPGA/CPLD的开发流程设计输入、分析综合、布局布线、仿真、下载和硬件测试。
（A）1.4 IP Core 及EDA技术发展趋势。
（C）第二章 FPGA硬件特性与编程技术（8学时）2.1 PLD发展历程及其分类（c）2.2 低密度PLD工作原理PROM、PLA、PAL、GAL。
《VHDL程序设计基础》课件
语法格式
library library_name; use library_name.packag e_name.item;
库的使用
在程序中引用库中的函 数、过程、数据类型等 。
示例
library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_116 4.ALL;
程序包（Package）
01 程序包描述
并行赋值语句
同时对多个信号进行赋值操作。
生成语句
用于生成多个相似的电路结构， 如多路选择器、译码器等。
04 VHDL设计方法
自顶向下设计方法
总词
从整体到局部的设计方法
详细描述
自顶向下设计方法是一种从整体到局部的设计方法，首先确定系统的整体结构 和功能，然后逐步细化各个模块的设计，最终完成整个系统的设计。这种方法 有助于提高设计的层次性和模块化，便于设计和调试。
状态机设计
总结词
通过实例演示如何使用VHDL设计状态机。
详细描述
介绍状态机的基本概念和设计方法，包括状态图的绘制、状 态转移的实现等。通过具体的VHDL代码实现一个有限状态机 ，并解释代码中的各个部分。
06 VHDL仿真与验证
仿真工具与流程
仿真工具
ModelSim、Vivado Simulation等常用的 VHDL仿真工具，支持多种仿真算法和精度 。
02 语法格式
03 包的内容
04 包的使用
05 示例
程序包是库的子集，用于 组织相关的函数、过程、 数据类型等。
package package_name is
在包中声明函数、过程、 数据类型等。
在其他程序中引用包中的 内容。
package logic_operators is function AND (A, B: in std_logic) return std_logic; function OR (A, B: in std_logic) return std_logic; end logic_operators;
《EDA技术与VHDL》教案
变量和信号的赋值
变量和信号的用法
进程中的变量和信号的赋值
本次课主体教学方式、方法：
多媒体教室
第六讲
第3章
VHDL基础
教学目的：初步IF语句的语法规则及使用，总结归纳进程语句，并行赋值语句的深入理解
教学重点:
进程语句以及并行赋值语句
讲授主要内容:
复习回顾本章内容，通过阅读教材上的程序来理解和巩固本章所学知识
本次课主体教学方式、方法：
多媒体教室
第 十七讲
第5章
VHDL状态机
教学目的：理解状态机的概念，学习状态机的设计，区别两种状态机
教学重点:
状态机的概念及设计方法
教学难点:
状态机的概念及设计方法、两种状态机的设计
讲授主要内容:
状态机设计的相关语句
应用程序设计实例的分析，算法乘法器的实现方法、除法的实现方法
本次课主体教学方式、方法：
多媒体教室
第 二一 讲
第9章
DSP Builder的设计初步
教学目的：了解MATLAB/DSP Builder及其设计的流程、了解使用该工具设计正弦信号发生器的方法
教学重点:
MATLAB/DSP Builder及其设计的流程
4 IEEE预定义标准逻辑位与矢量
VHDL数组类型，定义格式及使用方法
5 操作符，逻辑操作符，关系操作符、算术操作符
本次课主体教学方式、方法：
多媒体教室
第 十六讲
第8章
VHDL结构
教学目的：复习本章知识
教学重点:
教材上程序的阅读，本章难点复习
教学难点:
VHDL过程重载、子程序调用、并行过程调用、重载函数、转换函数、决断函数、过程
EDA 技术实用教程VHDL设计初步7
-- 第三种语句格式
WAIT FOR 时间表达式； -- 第四种语句格式，超时等待语句
10.1 顺序语句
10.1.7 WAIT语句
【例10-10】 (a) WAIT_UNTIL结构 ... Wait until enable ='1'; ...
【例10-9】 SIGNAL s1,s2 : STD_LOGIC; ... PROCESS BEGIN ... WAIT ON s1,s2 ； END PROCESS ；
10.1.5 NEXT语句
NEXT；
-- 第一种语句格式
NEXT LOOP标号；
-- 第二种语句格式
NEXT LOOP标号 WHEN 条件表达式； -- 第三种语句格式
【例10-6】 ...
L1 : FOR cnt_value IN 1 TO 8 LOOP s1 : a(cnt_value) := '0';
EXIT LOOP标号；
-- 第二种语句格式
EXIT LOOP标号 WHEN 条件表达式； -- 第三种语句格式
10.1 顺序语句
10.1.6 EXIT语句
【例10-8】
SIGNAL a, b : STD_LOGIC_VECTOR (1 DOWNTO 0);
SIGNAL a_less_then_b : Boolean;
END CASE;
END PROCESS;
END activ;
10.1 顺序语句
10.1.3 CASE语句
【例10-2】 SIGNAL value : INTEGER RANGE 0 TO 15; SIGNAL out1 : STD_LOGIC ;
... CASE value IS END CASE；
《eda技术》课程教学
VHDL编程实例分析
1 2
组合逻辑电路设计
通过实例分析，讲解如何使用VHDL语言设计组 合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选择器等。
时序逻辑电路设计
通过实例分析，讲解如何使用VHDL语言设计时 序逻辑电路，如触发器、计数器、寄存器等。
3
状态机设计
通过实例分析，讲解如何使用VHDL语言设计状 态机，包括Moore型状态机和Mealy型状态机。
05
CPLD/FPGA应用与开发
CPLD/FPGA器件概述
CPLD（Complex Programmable Logic Device）和FPGA（Field Programmable Gate Array）的基本概念和原理
CPLD和FPGA的结构和特点
CPLD和FPGA的编程方式和编程语言
CPLD/FPGA开发流程
综合与优化
将设计转换为门级网表，并进 行优化
仿真与验证
对设计进行功能仿真和时序仿 真，确保设计的正确性
设计输入
使用硬件描述语言（HDL）或 原理图输入设计
布局与布线
将门级网表映射到 CPLD/FPGA器件上，并进行 布局和布线
下载与调试
将设计下载到CPLD/FPGA器 件中，并进行调试和测试
典型应用案例分析
用操作。
合理利用图层
02
通过图层管理可以方便地组织和编辑复杂的原理图，提高可读
性。
灵活运用编辑工具
03
掌握各种编辑工具的使用技巧，如选择、移动、旋转、镜像等。
层次化设计思想
自顶向下设计
从系统最高层次开始，逐 步细化到低层次的设计方 法。
模块化设计
将复杂的系统划分为若干 个相对独立的模块，分别 进行设计。
EDA技术与VHDL课后答案(第3版)潘松 黄继业
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ;
ENTITY 8f_suber IS
PORT ( x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7 : IN STD_LOGIC ;
y0,y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7 : IN STD_LOGIC ;
sub_in : IN STD_LOGIC ;
ELSIF u2_y<= u2_b ;
ELSE u2_y<= NULL ;
END IF ;
END PROCESS p_ MUX21A_u2 ;
u1_s<= s0 ; u1_a<= a2 ; u1_b<= a3 ;
tmp<= u1_y ;
u2_s<=s1 ; u2_a<= a1 ; u2_b<= tmp;
diff=>diff2 ) ;
u3 : f_suber PORT MAP (x=>x3, y=>y3, sub_in=>c, sub_out=>d,
diff=>diff3 ) ;
u4 : f_suber PORT MAP (x=>x4, y=>y4, sub_in=>d, sub_out=>e,
diff=>diff4 ) ;
sub_in x y
sub_out
diffr
0
x
0
y
0
f_suber
sub_in x y
sub_out
diffr
1
x
1
y
1
f_suber
sub_in x y
sub_out
diffr
EDA技术与VHDL程序开发教程课程设计
EDA技术与VHDL程序开发教程课程设计1. 课程设计介绍本课程设计是针对电子电路设计与自动化专业的本科生开设的EDA技术与VHDL 程序开发教程。
本课程的目的是让学生学会使用EDA工具设计数字电路，以及用VHDL语言编写数字电路程序。
本课程设计的教学模式为理论教学与实践相结合，学生将在课程学习中完成与数字电路设计相关的实验任务，学习并掌握EDA工具的使用和VHDL语言的应用。
2. 课程设计内容2.1 EDA技术的应用EDA技术是电路设计的重要工具，它包含了原理图输入、仿真、综合、布局、布线等多个方面，可以大大缩短电路设计的时间和成本。
本课程将通过EDA工具的实验任务让学生了解和掌握以下内容：•学习使用EDA工具进行电路设计的基本流程•使用EDA工具进行原理图输入和仿真•了解EDA工具中的基本元件库和模型库•学习使用EDA工具进行电路综合、布局和布线2.2 VHDL程序的开发VHDL是一种数字逻辑设计语言，具有结构化编程和行为描述的特点。
本课程将通过VHDL程序设计的实验任务让学生了解和掌握以下内容：•VHDL程序设计基本语法和结构•VHDL程序的仿真和调试•VHDL程序升级、维护与管理•VHDL程序在FPGA器件上的应用3. 实验任务设计本课程的实验任务是在EDA工具和VHDL语言的指导下，完成数字电路的设计和程序编写。
具体的实验任务包括以下内容：3.1 实验任务一：基本数字逻辑电路设计与仿真根据给定的数字电路需求，学生应使用EDA工具进行数字电路的设计和仿真，并输出仿真结果报告。
3.2 实验任务二：进阶数字电路设计与布局根据给定的数字电路需求和器件参数，学生应使用EDA工具进行数字电路的设计和布局，并输出设计报告。
3.3 实验任务三：VHDL程序编写与仿真根据给定的数字电路需求，学生应使用VHDL语言编写对应的数字电路程序，并进行仿真和调试，输出仿真结果报告和程序调试报告。
3.4 实验任务四：VHDL程序升级与维护学生需要从已有的VHDL程序中进行修改和升级，以适应新的数字电路需求，并保持指定的电路性能。
【EDA技术与VHDL课件】第7章 LPM参数化宏模块应用
EDA技术与VHDL第7章LPM参数化宏模块应用7.1 宏功能模块概述Altera提供的宏功能模块与LPM函数有：类型类型类型类型描述描述描述描述•算术组件：包括累加器、加法器、乘法器和LPM算术函数；•门电路：包括多路复用器和LPM门函数。
•I/O组件：包括时钟数据恢复(CDR)、锁相环(PLL)、双数据速率(DDR)、千兆位收发器块(GXB)、LVDS接收器和发送器、PLL重新配置和远程更新宏功能模块。
•存储器编译器：包括FIFO Partitioner、RAM和ROM宏功能模块。
•存储组件：包括存储器、移位寄存器宏模块和LPM存储器函数。
7.1 宏功能模块概述7.1.1 知识产权（IP）核的应用AMPP程序MegaCore函数OpenCore评估功能OpenCore Plus硬件评估功能7.1 宏功能模块概述7.1.2 使用MegaWizard Plug-In Manager以下列出了MegaWizard Plug-In Manager为用户生成的每个自定义宏功能模块变量而生成的文件。
•<输出文件>.bsf ：Block Editor中使用的宏功能模块的符号（元件）。
•<输出文件>.cmp：组件申明文件。
•<输出文件>.inc ：宏功能模块包装文件中模块的AHDL包含文件。
•<输出文件>.tdf：要在AHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。
•<输出文件>.vhd：要在VHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。
•<输出文件>.v ：要在VerilogHDL设计中实例化的宏功能模块包装文件。
•<输出文件>_bb.v ：VerilogHDL设计所用宏功能模块包装文件中模块的空体或black-box申明，用于在使用EDA 综合工具时指定端口方向。
•<输出文件>_inst.tdf：宏功能模块包装文件中子设计的AHDL例化示例。
EDA技术与VHDL实用教程
EDA技术与VHDL实用教程
EDA与传统电子设计方法的比较
FPGA和DSP芯片实现FIR滤波器的速度对比
8位FIR滤 FPGA的处理速度 达到相当速度所需DSP芯片的指令执行速度
波器阶数
单位： MSPS
单位：MIPS
8
104
832
16
24
101
103
1616
2472
32
EDA技术与VHDL实用教程
EDA技术与VHDL实用教程
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VHDL语言是一种高级描述语言，适用于 电路高级建模，综合的效率和效果较好。
Verilog-HDL语言是一种低级的描述语言， 适用于描述门级电路，容易控制电路资源， 但其对系统的描述能力不如VHDL语言。
EDA技术与VHDL实用教程
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（二）可编程逻辑器件 可编程逻辑器件（简称PLD）是一种由用户 编程来实现某种逻辑功能的新型逻辑器件。
Expert LEVER
Actel
EDA技术与VHDL实用教程
IspLSI、pLSI、 MACH等
SX系列、MX系列
逻辑图、VHDL文本等 逻辑图、VHDL文本等
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Actel Designer
EDA与传统电子设计方法的比较
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)设计过程中产生大量文档， 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。 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)对设计者的硬件知识和硬件经验要 求低。 10)高速性能好。 11)纯硬件系统的高可靠性。
第7章 EDA实验及课程设计
USE ieee.std_logic_1164.ALL;
USE ieee.std_logic_unsigned.ALL;
ENTITY count24 IS
PORT(en, clk: IN STD_LOGIC;
qa: out STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); 数
--个位数计
begin if clk'event and clk = '1' then if en = '1' then if tma = "1001" then tma := "0000"; tmb := tmb+1; Elsif tmb = "10" and tma = "0011" then tma := "0000"; tmb := "00"; else tma := tma+1; end if; end if; end if; qa <= tma; qb <= tmb; end process;
7.1.2 MAX + plusⅡ/QuartusⅡ软件VHDL设计 实验六 VHDL软件设计 一、实验目的 1. 熟悉EDA开发平台的基本操作； 2. 掌握EDA开发工具的VHDL设计方法； 3. 掌握硬件描述语言设计的编译与验证方法。 二、实验仪器
计算机、MAX + plusⅡ或QuartusⅡ软件、EDA/SOPC实验 箱。 三、实验内容 1. 二十四进制加法计数器设计与验证。代码如下： LIBRARY IEEE;
1 XXXXXXXX 1 1 1 1 1
0 11111111 1 1 1 1 0
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7.10.1填空
1.VHDL常用的预定义属性有数值属性、函数属性、类型属性、范围属性和信号属性5大类。
2.VHDL的数值属性有数值类型、数值数组和数值块3大类。
3. VHDL的函数属性有函数数值、函数数组和函数信号3种。
4. VHDL语言总共定义了DELAYED、STABLE 、QUIET 和TRANSACTION 4种信号属性供设计者使用。
5. 数据类型属性（Type Attributes）主要用于返回指定类型或子类型的基本（BASE）类型（Type）。
6.数据区间的属性函数又称为范围属性用于返回有限制的指定数组类型的范围。
7. 延迟是VHDL仿真中最重要的特性设置，为建立精确的延时模型，甚至可以不使用VHDL仿真器得到更接近实际的结果。
8.仿真周期包括敏感条件成立或等待条件成立、更新进程中的信号值和执行每一个被激活的进程，直到被再次挂起3部分。
9.VHDL系统的仿真延迟分为惯性延时和传输延时2种。
7.10.2选择
1、下列属性描述中不属于VHDL属性的是（B）
A. 数值属性（Value Attributes）
B. 过程属性（Process Attributes）
C. 函数属性（Function Attributes）
D. 信号属性（Signal Attributes）
2、下列属性描述中不属于数值类型属性的是（C）
A. Type_name’High
B. Type_name’Low
C. Type_name’Middle
D. Type_name’Left
3、下列属性描述中不属于函数数组属性的是（C）
A. Array_name’LEFT（n）
B. Array_name’High（n）
C. Array_name’Middle（n）
D. Array_name’Low（n）
4、下列属性描述中不属于函数信号属性的是（C）
A. Signal_name’EVENT
B. Signal_name’ACTIVE
C. Signal_name’FIRST_EVENT
D. Signal_name’LAST_ACTIVE
5、下列属性描述中不属于信号属性的是（D）
A. 带DELAYED（time）属性的信号
B. 带STABLE(time)属性的信号SIGNAL
C. 带QUIET (time)属性的信号SIGNAL
D. 带TRANSITION属性的信号SIGNAL
6、下列过程不属于仿真周期的是（C）
A. 敏感条件成立或等待条件成立
B. 更新进程中的信号值
C. 退出被激活的进程
D. 执行每一个被激活的进程，直到被再次挂起。