电子设计自动化(EDA)技术(葛红宇)课件章 (4)
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电子设计自动化(EDA)第4章 印制电路板的设计ppt课件
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18
第 4 章 印制电路板的设计
(1) Signal Layers(信号层)区域。信号层主要用于放置元件、 导线等与电器信号有关的电气元素。对于双面板而言，Top Layer (顶层)和Bottom Layer (底层)这两个工作层必须设置为显 示状态，顶层是元件层，底层是焊接层。系统共提供了32个 信号层，但默认打开的只有顶层和底层，如果需要制作多层 板，则执行菜单【Design】→【Layer Stack Manager】，打开 如图4.8所示的对话框，单击【Add Layer】按钮，即可增加信 号层。选中某信号层，单击【Properties】按钮，可以修改该 信号层的名称和敷铜的厚度。
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19
第 4 章 印制电路板的设计
(2) Internal Planes(内电源或接地层)区域。内电源或接地 层主要用于放置电源或地线，通常是一块完整的铜箔。系统 共提供了16个内电源层，在图4.7中没有显示，如果要添加内 电源层，则在图4.8中单击【Add Plane】按钮即可。
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20
第 4 章 印制电路板的设计
为了防止元件的位置和布线过于靠近电路板的边框， 电路板的电气边界要小于物理边界，如电气边界距离物理边 界为50 mil。
一般情况下，可以不定义物理边界，而用电路板的电 气边界来替代物理边界。
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33
第 4 章 印制电路板的设计
3) 手工规划PCB的技巧
上述手工规划电路板时，画线主要靠眼睛辨别，要时刻
(4) Mask(遮盖层)区域。该区域的Top Paste(顶层锡膏层)、 Bottom Paste(底层锡膏层)专为贴片式元件设置，Top Solder(顶 层阻焊层)和Bottom Solder(底层阻焊层)与厂家制作PCB的工艺 有关。
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第 4 章 印制电路板的设计
(1) Signal Layers(信号层)区域。信号层主要用于放置元件、 导线等与电器信号有关的电气元素。对于双面板而言，Top Layer (顶层)和Bottom Layer (底层)这两个工作层必须设置为显 示状态，顶层是元件层，底层是焊接层。系统共提供了32个 信号层，但默认打开的只有顶层和底层，如果需要制作多层 板，则执行菜单【Design】→【Layer Stack Manager】，打开 如图4.8所示的对话框，单击【Add Layer】按钮，即可增加信 号层。选中某信号层，单击【Properties】按钮，可以修改该 信号层的名称和敷铜的厚度。
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第 4 章 印制电路板的设计
(2) Internal Planes(内电源或接地层)区域。内电源或接地 层主要用于放置电源或地线，通常是一块完整的铜箔。系统 共提供了16个内电源层，在图4.7中没有显示，如果要添加内 电源层，则在图4.8中单击【Add Plane】按钮即可。
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第 4 章 印制电路板的设计
为了防止元件的位置和布线过于靠近电路板的边框， 电路板的电气边界要小于物理边界，如电气边界距离物理边 界为50 mil。
一般情况下，可以不定义物理边界，而用电路板的电 气边界来替代物理边界。
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第 4 章 印制电路板的设计
3) 手工规划PCB的技巧
上述手工规划电路板时，画线主要靠眼睛辨别，要时刻
(4) Mask(遮盖层)区域。该区域的Top Paste(顶层锡膏层)、 Bottom Paste(底层锡膏层)专为贴片式元件设置，Top Solder(顶 层阻焊层)和Bottom Solder(底层阻焊层)与厂家制作PCB的工艺 有关。
精品课件-电子设计自动化(EDA)(朱晓红)-第1章
14
第1章 绪 论
2. Multisim2001的安装 Multisim2001的安装是基于Windows的操作界面之下的。下 面介绍的是以安装源盘为光盘，在Windows XP操作系统下的安 装步骤。 Multisim2001的安装光盘可以自行启动运行，具体安装步 骤如下： (1) 开始安装前请退出所有的Windows应用程序。将光盘放 入光驱，光盘会自启动，出现图1.2所示的安装程序的启动画面， 单击【Next】按钮继续。
45
第1章 绪 论
图1.15 Components菜单
46
第1章 绪 论
(5) 安装后将光盘上的license.dat 拷贝 到 :\isptools\license目录下。
(6) 重新启动计算机即可运行ispLEVER软件。
47
第1章 绪 论
上机操作 操作1 Multisim2001软件的安装 操作2 Protel 99 SE软件的安装 操作3 ispLEVER软件的安装
42
第1章 绪 论
1.3.3 ispLEVER软件的安装 ispLEVER软件的安装步骤如下： (1) 关闭所有Windows应用程序，将光盘放入光驱。 (2) 运行:\isplever3.0\lattice\setup，出现图1.14所示
的安装程序的启动画面。
43
第1章 绪 论
图1.14 安装程序画面
48
第1章 绪 论
课后练习 1．简述EDA技术的含义和发展。 2．常用的EDA工具有哪些？
49
第1章 绪 论
每一种知识都需要努力， 都需要付出，感谢支持！
50
第1章 绪 论
知识就是力量，感谢支持！
51
第1章 绪 论
第1章 绪 论
2. Multisim2001的安装 Multisim2001的安装是基于Windows的操作界面之下的。下 面介绍的是以安装源盘为光盘，在Windows XP操作系统下的安 装步骤。 Multisim2001的安装光盘可以自行启动运行，具体安装步 骤如下： (1) 开始安装前请退出所有的Windows应用程序。将光盘放 入光驱，光盘会自启动，出现图1.2所示的安装程序的启动画面， 单击【Next】按钮继续。
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第1章 绪 论
图1.15 Components菜单
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第1章 绪 论
(5) 安装后将光盘上的license.dat 拷贝 到 :\isptools\license目录下。
(6) 重新启动计算机即可运行ispLEVER软件。
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第1章 绪 论
上机操作 操作1 Multisim2001软件的安装 操作2 Protel 99 SE软件的安装 操作3 ispLEVER软件的安装
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第1章 绪 论
1.3.3 ispLEVER软件的安装 ispLEVER软件的安装步骤如下： (1) 关闭所有Windows应用程序，将光盘放入光驱。 (2) 运行:\isplever3.0\lattice\setup，出现图1.14所示
的安装程序的启动画面。
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第1章 绪 论
图1.14 安装程序画面
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第1章 绪 论
课后练习 1．简述EDA技术的含义和发展。 2．常用的EDA工具有哪些？
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第1章 绪 论
每一种知识都需要努力， 都需要付出，感谢支持！
50
第1章 绪 论
知识就是力量，感谢支持！
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第1章 绪 论
电子设计自动化(EDA)课程大纲
电子设计自动化（EDA）课程教学大纲一、课程英文名称：Electronic Design Automation（V erilog HDL）二、学时/学分：32学时（含20学时实验）/2学分三、适用专业（层次）：电子信息工程（本科）、通信工程（本科）、测控技术（本科）、自动化（本科）等四、课程简介：介绍用计算机进行电子系统开发的基本过程，掌握常用EDA软件的使用方法，重点使学生了解可编程芯片的基本工作原理，掌握用V erilog HDL（或VHDL）设计数字电路的基本方法，学会用EDA工具软件及对HDL程序进行仿真分析与综合。
五、课程内容：第一章EDA技术概述第一节数字系统的设计第二节EDA技术及其应用第三节数字系统的实现方式与设计方法要求：了解有关数字系统的基本概念、设计思想，EDA技术、IP复用技术的发展和应用以及数字系统设计的方式和方法；理解当前数字系统设计领域新的设计理念和设计技术；重点掌握与EDA技术相关的概念。
学时分配：２学时第二章ASIC与PLD第一节PLD的分类第二节PLD的基本结构第三节CPLD的结构与特点第四节FPGA的结构与特点第五节在系统编程与边界扫描测试技术第六节PLD产品介绍与发展趋势要求：了解常用PLD器件的发展演变、分类、结构以及工作原理;理解在系统编程技术和边界扫描测试技术；重点掌握具有代表性PLD器件的结构和性能。
学时分配：２学时第三章常用的EDA设计软件第一节数字系统设计的流程第二节常用的EDA工具软件第三节Max+Plus II使用指南要求：了解数字系统设计的流程以及一些流行的EDA设计软件；理解EDA技术在电路设计中的具体应用；重点掌握Max+Plus II软件使用，包括Max+Plus II的安装、Max+Plus II的设计过程、逻辑设计的输入方法、设计项目的编译、设计项目的模拟仿真、定时分析、器件编程。
学时分配：２学时第四章V erilog HDL第一节引言第二节V erilog HDL基本结构第三节数据类型及常量、变量第四节运算符及表达式第五节语句第六节赋值语句第七节条件语句第八节循环语句第九节结构说明语句第十节编译预处理语句第十一节语句的顺序执行与并行执行第十二节不同抽象级别的V erilog HDL模型要求：了解硬件描述语言的特点;理解V erilog HDL的基本语法现象;重点掌握用V erilog HDL描述电路的方法，包括V erilog HDL程序的基本结构，数据类型及常量、变量，运算符及表达式，基本语句，不同抽象级别的V erilog HDL模型、V erilog HDL的描述风格、仿真与综合等。
电路与电子技术-电子设计自动化(eda)简介
HDL包括Verilog和VHDL两种常用语言，它们可以描述数字电路的逻辑功能、结构 和行为。
HDL描述可以被EDA工具转换成可执行的硬件配置，从而在FPGA或ASIC上实现。
逻辑合成
01
逻辑合成是将HDL描述转换为门级网表的自动化过程
。
02
逻辑合成工具使用优化算法和库技术，将HDL代码转
换为低层次的逻辑门级描述，以便于物理实现。
成熟阶段
20世纪80年代以后，随着计算机技 术的飞速发展，EDA技术逐渐成熟， 出现了许多功能强大的EDA软件， 广泛应用于电子设计领域。
EDA技术的应用领域
集成电路设计
EDA技术广泛应用于集成电路 设计领域，包括逻辑设计、物 理设计、布线设计和可靠性分
析等环节。
电路板设计
EDA技术可以帮助设计师完成 电路板的设计、布局、布线和 仿真等任务，提高设计效率和 产品质量。
大数据分析
通过大数据技术，对电路设计过 程中的数据进行分析，挖掘设计 规律和优化方向，提高设计效率 和质量。
实时计算与仿真
利用云计算的强大计算能力，实 现电路设计的实时仿真和计算， 提高设计的实时性和准确性。
5G通信技术在EDA中的应用
远程协同设计
利用5G高速网络，实现 远程协同设计，让团队 成员在全球范围内进行 实时沟通和协作。
特点
EDA技术具有自动化、智能化、高精度和高效率等特点，能够大大提高电路和 电子系统的设计和生产效率，降低成本，缩短研发周期。
EDA技术的发展历程
初级阶段
20世纪60年代，人们开始使用计 算机辅助设计（CAD）软件进行 简单的电路原理图绘制和布局。
发展阶段
20世纪70年代，随着集成电路的 出现，EDA技术逐渐发展，出现了 电路仿真和版图自动布局布线等工 具。
HDL描述可以被EDA工具转换成可执行的硬件配置，从而在FPGA或ASIC上实现。
逻辑合成
01
逻辑合成是将HDL描述转换为门级网表的自动化过程
。
02
逻辑合成工具使用优化算法和库技术，将HDL代码转
换为低层次的逻辑门级描述，以便于物理实现。
成熟阶段
20世纪80年代以后，随着计算机技 术的飞速发展，EDA技术逐渐成熟， 出现了许多功能强大的EDA软件， 广泛应用于电子设计领域。
EDA技术的应用领域
集成电路设计
EDA技术广泛应用于集成电路 设计领域，包括逻辑设计、物 理设计、布线设计和可靠性分
析等环节。
电路板设计
EDA技术可以帮助设计师完成 电路板的设计、布局、布线和 仿真等任务，提高设计效率和 产品质量。
大数据分析
通过大数据技术，对电路设计过 程中的数据进行分析，挖掘设计 规律和优化方向，提高设计效率 和质量。
实时计算与仿真
利用云计算的强大计算能力，实 现电路设计的实时仿真和计算， 提高设计的实时性和准确性。
5G通信技术在EDA中的应用
远程协同设计
利用5G高速网络，实现 远程协同设计，让团队 成员在全球范围内进行 实时沟通和协作。
特点
EDA技术具有自动化、智能化、高精度和高效率等特点，能够大大提高电路和 电子系统的设计和生产效率，降低成本，缩短研发周期。
EDA技术的发展历程
初级阶段
20世纪60年代，人们开始使用计 算机辅助设计（CAD）软件进行 简单的电路原理图绘制和布局。
发展阶段
20世纪70年代，随着集成电路的 出现，EDA技术逐渐发展，出现了 电路仿真和版图自动布局布线等工 具。
电子设计自动化.ppt
构造系统： 1 用市面上可买到的元器件构建 最底层模块
2 用较低一层模块构造较高一层模块 3 构造顶层模块
传统设计方法的每一个设计步骤都 要借助于经验和手工来完成，一个 较为复杂的电子系统需要经过多次 设计 测试 修改 再设计的 反复迭代过程，才能完成。
弊端：效率低下、消耗量大
电子设计自动化技术（Electronics Design Automation 简称EDA）
３. ＡＳＩＣ的设计步骤
（１）概念形成阶段 （２）系统描述或电路设计阶段 （３）功能仿真阶段 （４）时序验证仿真阶段 （５）测试码生成，测试码仿真阶段 （６）得到如下文件：
全部电路图、自制库、时序仿真波形与输入激励、 测试码仿真波形与相应的测试码，外引脚清单、 ＩＣ交、直流特性。
（７） 布局布线 （８） 后仿真阶段 （９） 工艺测试码生成阶段 （１０）样片初测 （１１）样片终测
是根据某种整机或电子系统的要求而专门设计的 IC。
优点：集成度高、速度快、可靠性好、保密性好、 体积小、重量轻。
1、ASIC分类 IC
通用I制ASCP 面向多用户、特定领域ASSP
全定制ASIC 半定制ASIC
常用的半定制ASIC：
门阵列 标准单元 可编程器件 现场可编程门阵列
第一节 VHDL概念 VHSIC---Very High Speed Integrated Circuit VHDL----VHSIC Hardware Description Language
传统设计方法： 原理图、真值表、 卡诺图、状态方程
缺点：（1）费时费力，易于出错。 （2）自己设计控制逻辑。 （3）难于理解和维护。 （4）需建立相应文档以说明功能。 （5）原理图输入工具专用，难于移植。 （6）不适合于系统仿真。
2 用较低一层模块构造较高一层模块 3 构造顶层模块
传统设计方法的每一个设计步骤都 要借助于经验和手工来完成，一个 较为复杂的电子系统需要经过多次 设计 测试 修改 再设计的 反复迭代过程，才能完成。
弊端：效率低下、消耗量大
电子设计自动化技术（Electronics Design Automation 简称EDA）
３. ＡＳＩＣ的设计步骤
（１）概念形成阶段 （２）系统描述或电路设计阶段 （３）功能仿真阶段 （４）时序验证仿真阶段 （５）测试码生成，测试码仿真阶段 （６）得到如下文件：
全部电路图、自制库、时序仿真波形与输入激励、 测试码仿真波形与相应的测试码，外引脚清单、 ＩＣ交、直流特性。
（７） 布局布线 （８） 后仿真阶段 （９） 工艺测试码生成阶段 （１０）样片初测 （１１）样片终测
是根据某种整机或电子系统的要求而专门设计的 IC。
优点：集成度高、速度快、可靠性好、保密性好、 体积小、重量轻。
1、ASIC分类 IC
通用I制ASCP 面向多用户、特定领域ASSP
全定制ASIC 半定制ASIC
常用的半定制ASIC：
门阵列 标准单元 可编程器件 现场可编程门阵列
第一节 VHDL概念 VHSIC---Very High Speed Integrated Circuit VHDL----VHSIC Hardware Description Language
传统设计方法： 原理图、真值表、 卡诺图、状态方程
缺点：（1）费时费力，易于出错。 （2）自己设计控制逻辑。 （3）难于理解和维护。 （4）需建立相应文档以说明功能。 （5）原理图输入工具专用，难于移植。 （6）不适合于系统仿真。
《电子设计自动化(EDA)》教学大纲
《电子设计自动化（EDA）》课程教学大纲授课专业（群）：计算机应用技术、移动通信技术、电子信息工程技术、电气自动化技术课程英文名称：Electronics Design Automation 学分：3一、课程的地位和作用本课程是计算机应用技术、移动通信技术、电子信息工程技术、电气自动化技术专业的一门职业技术技能专业课，实践性较强。
通过本课程的学习，学生将能熟练运用EDA应用软件Protel 99SE进行原理图设计、仿真及印刷电路板的制作等，掌握一项实用而必备的电子设计自动化技术，为今后在工作中的实际应用打下坚实的基础。
二、课程教学内容本门课程为48学时，其中讲授和操作演示24学时，上机操作练习24学时，通过授课和操作演示，学生能够了解Protel 99SE软件的使用及设计技巧；通过上机操作练习，学生能够比较熟练地应用软件Protel 99SE进行原理图设计、仿真及印刷电路板的制作。
第1章设计数据库文件创建及文档文件的管理1、课程内容本章主要介绍EDA应用软件Protel 99SE的安装和进入、原理图设计基础、管理器和原理图设计环境等。
2、重点、难点（1）教学重点：原理图的设计步骤、设计对象、设计环境、原理图设计管理器的使用和原理图设计环境的设置方法。
（2）教学难点：设计环境的设置方法：图纸设置、栅格设置、字体设置、题栏设置等。
3、基本要求：（1）了解EDA应用软件Protel 99SE的安装和进入；（2）了解原理图的设计步骤和设计对象；（3）掌握原理图设计管理器的使用；（4）掌握原理图设计环境的设置方法。
第2章设计绘制电路原理图1、课程内容本章主要介绍原理图设计的基本操作和方法。
2、重点、难点（1）教学重点：原理图画图工具、原理图编辑工具、元件调用、电气规则检查和标注、原理图的设计方法。
（2）教学难点：绘制原理图、编辑原理图、电气规则检查。
3、基本要求：（1）掌握原理图画图工具的使用，学会绘制原理图的方法；（2）掌握原理图编辑工具的使用，学会编辑原理图的方法；（3）掌握元件库、模板操作；（4）掌握原理图的电气规则检查方法。
EDA技术精品课件
eda技术前沿和发展趋势
低功耗设计
低功耗设计概述
介绍低功耗设计的概念、意义 、目的和方法。
低功耗设计的技术
总结和介绍低功耗设计中使用的 各种技术，包括减少电路的功耗 、优化器件的性能、使用低功耗 器件等。
低功耗设计的应用
列举和解释低功耗设计在各个领域 中的应用，包括便携式设备、物联 网等。
集成化设计
基于电路仿真工具的验证
电路仿真原理
讲解电路仿真的基本原理，包括时序、功能 和性能仿真等。
仿真工具与应用
介绍常见的电路仿真工具，如ModelSim、VCS等 ，以及在电路设计中的应用。
仿真流程与方法
详细介绍电路仿真的流程和方法，包括仿真 测试文件编写、约束文件设置、仿真执行等 。
基于可编程逻辑器件的实现
介绍数字信号处理的基本概念 、信号转换方法以及数字信号
处理的优势等。
dsp芯片介绍
详细说明选用dsp芯片的选型方 法、芯片特点以及编程语言和
开发环境等。
dsp算法实现
介绍数字信号处理中常用的算 法，如滤波器、FFT、频域变换 等，并说明如何用dsp芯片实现
这些算法。
dsp电路设计
01
02
03
dsp概述
高性能设计的应用
列举和解释高性能设计在 各个领域中的应用，包括 超级计算、云计算等。
THANKS
感谢观看
pld概述
介绍可编程逻辑器件（ PLD）的基本概念、发展 历程、基本结构和编程原 理等。
pld硬件设计
详细说明如何使用eda工 具进行pld芯片的硬件设 计，包括器件选择、布局 布线、时序分析等。
pld软件编程
介绍pld常用的编程语言 和开发环境，并举例说明 pld软件编程的基本步骤 和方法等。
低功耗设计
低功耗设计概述
介绍低功耗设计的概念、意义 、目的和方法。
低功耗设计的技术
总结和介绍低功耗设计中使用的 各种技术，包括减少电路的功耗 、优化器件的性能、使用低功耗 器件等。
低功耗设计的应用
列举和解释低功耗设计在各个领域 中的应用，包括便携式设备、物联 网等。
集成化设计
基于电路仿真工具的验证
电路仿真原理
讲解电路仿真的基本原理，包括时序、功能 和性能仿真等。
仿真工具与应用
介绍常见的电路仿真工具，如ModelSim、VCS等 ，以及在电路设计中的应用。
仿真流程与方法
详细介绍电路仿真的流程和方法，包括仿真 测试文件编写、约束文件设置、仿真执行等 。
基于可编程逻辑器件的实现
介绍数字信号处理的基本概念 、信号转换方法以及数字信号
处理的优势等。
dsp芯片介绍
详细说明选用dsp芯片的选型方 法、芯片特点以及编程语言和
开发环境等。
dsp算法实现
介绍数字信号处理中常用的算 法，如滤波器、FFT、频域变换 等，并说明如何用dsp芯片实现
这些算法。
dsp电路设计
01
02
03
dsp概述
高性能设计的应用
列举和解释高性能设计在 各个领域中的应用，包括 超级计算、云计算等。
THANKS
感谢观看
pld概述
介绍可编程逻辑器件（ PLD）的基本概念、发展 历程、基本结构和编程原 理等。
pld硬件设计
详细说明如何使用eda工 具进行pld芯片的硬件设 计，包括器件选择、布局 布线、时序分析等。
pld软件编程
介绍pld常用的编程语言 和开发环境，并举例说明 pld软件编程的基本步骤 和方法等。
电子设计自动化EDA
。
可测试性设计
EDA技术可以帮助设计师进行 可测试性设计，提高产品的可
测试性和可靠性。
02
EDA工具分类与功能
硬件描述语言（HDL）工具
总结词
用于描述数字电路和系统的行为和结构。
详细描述
HDL工具包括Verilog和VHDL等，用于描述数字电路和系统的行为和结构。这 些工具支持逻辑设计、模拟、验证等功能，是电子设计过程中不可或缺的一部 分。
05
EDA发展趋势与未来展望
AI与机器学习在EDA中的应用
自动化设计优化
利用机器学习算法对电路设计进行自动优化， 提高设计的性能和可靠性。
智能物理设计
通过机器学习技术实现物理设计的自动化， 提高设计的效率和质量。
自动化布线
利用机器学习技术实现布线的自动化，提高 布线的准确性和效率。
自动化测试
通过机器学习技术实现测试的自动化，提高 测试的准确性和效率。
特点
EDA技术具有自动化程度高、设计灵 活、精度高、可重复性好等优点，能 够大大提高设计效率，缩短产品上市 时间。
EDA技术的发展历程
起源
20世纪60年代，随着集成电路的出现， 人们开始使用计算机辅助设计工具进 行电子系统设计。
发展
现状
目前，EDA技术已经成为电子系统设 计不可或缺的重要工具，广泛应用于 集成电路、印刷电路板、系统级等多 个领域。
云计算与高性能计算在EDA中的应用
01
云计算资源共享
02
高性能计算加速
03
云端协同设计
通过云计算技术实现EDA资源的 共享，提高资源的利用率和效率。
利用高性能计算技术加速EDA的 计算过程，提高设计的速度和效 率。
可测试性设计
EDA技术可以帮助设计师进行 可测试性设计，提高产品的可
测试性和可靠性。
02
EDA工具分类与功能
硬件描述语言（HDL）工具
总结词
用于描述数字电路和系统的行为和结构。
详细描述
HDL工具包括Verilog和VHDL等，用于描述数字电路和系统的行为和结构。这 些工具支持逻辑设计、模拟、验证等功能，是电子设计过程中不可或缺的一部 分。
05
EDA发展趋势与未来展望
AI与机器学习在EDA中的应用
自动化设计优化
利用机器学习算法对电路设计进行自动优化， 提高设计的性能和可靠性。
智能物理设计
通过机器学习技术实现物理设计的自动化， 提高设计的效率和质量。
自动化布线
利用机器学习技术实现布线的自动化，提高 布线的准确性和效率。
自动化测试
通过机器学习技术实现测试的自动化，提高 测试的准确性和效率。
特点
EDA技术具有自动化程度高、设计灵 活、精度高、可重复性好等优点，能 够大大提高设计效率，缩短产品上市 时间。
EDA技术的发展历程
起源
20世纪60年代，随着集成电路的出现， 人们开始使用计算机辅助设计工具进 行电子系统设计。
发展
现状
目前，EDA技术已经成为电子系统设 计不可或缺的重要工具，广泛应用于 集成电路、印刷电路板、系统级等多 个领域。
云计算与高性能计算在EDA中的应用
01
云计算资源共享
02
高性能计算加速
03
云端协同设计
通过云计算技术实现EDA资源的 共享，提高资源的利用率和效率。
利用高性能计算技术加速EDA的 计算过程，提高设计的速度和效 率。
电子设计自动化(EDA)页PPT文档
1、元器件的操作
－－创建电路
元件选用：打开元件库栏，移动鼠标到需要的元件图形上，按下左键，将元件符号 拖拽到工作区。
元件的移动：按住鼠标左键拖拽。
元件的旋转、反转、复制和删除：用鼠标单击元件符号选定，用相应的菜单、工具 栏，或单击右键激活弹出菜单，选定需要的动作。
元器件参数设置：选定该元件，从右键弹出菜单中选Component Properties可以设 定元器件的标签（Label）、编号（Reference ID）、数值（Value）和模型参数 （Model）、故障（Fault）等特性。
信息系统、通信系统、计算机系统、
性机能械分电析子、、自时动序化测等各试个直行至业印的设刷计电领路域板。
的自动设计。
目前常用的EDA软件
电子工作台（EWB）
印制电路板设计软件Protel99
电路硬件描述语言VHDL 及设计平台MAXplus+II
电子工作台EWB
电子工作平台Electronics Workbench (EWB)(现称为MultiSim) 软件是加拿大 Interactive Image Technologies公司于八十 年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的 虚拟电子工作台软件。
电子产品智能化日益完善
电子产品和 计 算机紧密相联
电路的集成度越来越高 电子产品的更新周期越来越短
CAD技术
自动化程度更高；
EDA技术 功能更完善；
运行速度更快；
操作界面友好；
有良好的数据开放性和互换性；
EDA技术
研究电对子象设：计自动化（EDA）技术， 使字得系电统子的自线数动字路设集的计成设理电论计路和以人设及员计它能方所法在构。成计的算数机 上 应完用成领电域：路的功能设计、逻辑设计、
教学课件：《电子设计自动化(EDA)技术》葛红宇
800万门。
仅局限于PLD器件。Lattice半导体
的可编程逻辑器件主要包括 ispLSI1000、ispLSI2000、
ispLSI5000、ispLSI8000、ispXPLD、 ispMACH等系列的CPLD器件，以 及LatticeXP2、ICE40、ECP等系列
的FPGA器件。
描述电子系统的逻辑功能行为、
布局、逻辑综合、设计模拟与软 硬件协同设计阶段。
(2) EDA开发平台自主实现 HDL语言描述到门级电路网表的 全过程，将电路映射到特定器件
的专用结构中。
力，具有框图、状态图与流程图
编辑功能，具有硬件描述语言 (VHDL，ABEL，AHDL)标准元件库。
(5) EDA超越电子设计进入其
他领域，与其他领域充分融合， 产生大量基于EDA的单片专用系 统SOC；基于VHDL自顶向下的设 计理念以及软硬核功能库在EDA
活方便，且便于设计交流与重用； 作为一种标准语言，VHDL不依赖 于特定器件，被众多EDA工具所
支持，移植性好。
数字系统的硬件结构与行为，可
以描述逻辑电路图、逻辑表达式 以及数字系统的逻辑功能。
Verilog以模块为基础实现设 计，具有与C语言类似的风格， 形式自由、灵活，容易掌握，对 其提供支持的EDA工具也较多， 综合过程较VHDL稍简单，高级描
接收系统。
的一个重要领域，由于飞行控制 具有多变量、强实时、复杂运算、 并行处理、非线性等特点，大容 量、超大容量的可编程逻辑器件 在飞行控制方面能够发挥重要的
作用。
通过FPGA实现航拍云台姿态的数 据采集控制与Kalman滤波的浮点
数运算，实现了一种基于硬件 Kalman滤波器的航拍云台姿态获
述方面不如VHDL。
仅局限于PLD器件。Lattice半导体
的可编程逻辑器件主要包括 ispLSI1000、ispLSI2000、
ispLSI5000、ispLSI8000、ispXPLD、 ispMACH等系列的CPLD器件，以 及LatticeXP2、ICE40、ECP等系列
的FPGA器件。
描述电子系统的逻辑功能行为、
布局、逻辑综合、设计模拟与软 硬件协同设计阶段。
(2) EDA开发平台自主实现 HDL语言描述到门级电路网表的 全过程，将电路映射到特定器件
的专用结构中。
力，具有框图、状态图与流程图
编辑功能，具有硬件描述语言 (VHDL，ABEL，AHDL)标准元件库。
(5) EDA超越电子设计进入其
他领域，与其他领域充分融合， 产生大量基于EDA的单片专用系 统SOC；基于VHDL自顶向下的设 计理念以及软硬核功能库在EDA
活方便，且便于设计交流与重用； 作为一种标准语言，VHDL不依赖 于特定器件，被众多EDA工具所
支持，移植性好。
数字系统的硬件结构与行为，可
以描述逻辑电路图、逻辑表达式 以及数字系统的逻辑功能。
Verilog以模块为基础实现设 计，具有与C语言类似的风格， 形式自由、灵活，容易掌握，对 其提供支持的EDA工具也较多， 综合过程较VHDL稍简单，高级描
接收系统。
的一个重要领域，由于飞行控制 具有多变量、强实时、复杂运算、 并行处理、非线性等特点，大容 量、超大容量的可编程逻辑器件 在飞行控制方面能够发挥重要的
作用。
通过FPGA实现航拍云台姿态的数 据采集控制与Kalman滤波的浮点
数运算，实现了一种基于硬件 Kalman滤波器的航拍云台姿态获
述方面不如VHDL。
电子设计方案自动化技术EDA教学课件
通过EDA教学，学生可以加强实 际电路设计和仿真验证的能力。
培养创新思维
EDA教学鼓励学生提出创新电路 设计的想法和方法。
满足行业需求
提供EDA教学使学生能够满足电 子设计行业对技术人才的需求。
结语与总结
1 继续学习
EDA是一个广阔而不断发展的领域，继续学习将提升你的技能。
2 应用实践
将所学知识应用于实际项目中，提升你的电子设计能力。
3 分享你的经验
与他人分享你的EDA经验和成果，共同推动电子设计领域的发展。
使用布局设计工具进行PCB布局和元件布置。
3 仿真工具
使用仿真工具评估电路性能和验证设计。
EDA在电子设计中的应用
电路板制造
了解EDA在电路板制造中的角色 和应用。
消费类电子产品
探索EDA在消费类电子产品设计 中的应用。
汽车电子
了解EDA在汽车电子系统设计中 的关键性应用。
EDA教学的重要性
加强实践能力
为什么学习EDA？
探索学习EDA的重要性和应 用前景。
课程内容
预览本课程将涵盖的主题和 学习目标。
EDA的基本概念
电路图
了解电路图的基本结构和表示方 法。
原理图设计
介绍原理图设计的原理和常见工 具。
PCB布局
探索PCB布局的关键步骤和最佳 实践。
EDA的工作流程
1
需求分析
了解客户需求和项目目标，定义设计规电路设计 Nhomakorabea2
范。
进行电路设计和模拟验证，优化电路性
能。
3
PCB设计
将电路设计转换为PCB布局，进行布线优
仿真与验证
4
化。
使用仿真工具验证设计的正确性和性能。
培养创新思维
EDA教学鼓励学生提出创新电路 设计的想法和方法。
满足行业需求
提供EDA教学使学生能够满足电 子设计行业对技术人才的需求。
结语与总结
1 继续学习
EDA是一个广阔而不断发展的领域，继续学习将提升你的技能。
2 应用实践
将所学知识应用于实际项目中，提升你的电子设计能力。
3 分享你的经验
与他人分享你的EDA经验和成果，共同推动电子设计领域的发展。
使用布局设计工具进行PCB布局和元件布置。
3 仿真工具
使用仿真工具评估电路性能和验证设计。
EDA在电子设计中的应用
电路板制造
了解EDA在电路板制造中的角色 和应用。
消费类电子产品
探索EDA在消费类电子产品设计 中的应用。
汽车电子
了解EDA在汽车电子系统设计中 的关键性应用。
EDA教学的重要性
加强实践能力
为什么学习EDA？
探索学习EDA的重要性和应 用前景。
课程内容
预览本课程将涵盖的主题和 学习目标。
EDA的基本概念
电路图
了解电路图的基本结构和表示方 法。
原理图设计
介绍原理图设计的原理和常见工 具。
PCB布局
探索PCB布局的关键步骤和最佳 实践。
EDA的工作流程
1
需求分析
了解客户需求和项目目标，定义设计规电路设计 Nhomakorabea2
范。
进行电路设计和模拟验证，优化电路性
能。
3
PCB设计
将电路设计转换为PCB布局，进行布线优
仿真与验证
4
化。
使用仿真工具验证设计的正确性和性能。
电子设计自动化第2章 EDA技术的设计方法ppt课件
.
第2章 EDA技术的设计方法
1) VHDL输入
VHDL(Very-high-speed Integrated Circuit Hardware Description Language)诞生于1982年，1987年底被IEEE和美国国 防部确认为标准硬件描述语言。自IEEE公布了VHDL的标准版 本IEEE-1076(简称87版)之后，各EDA公司相继推出了自己的 VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。以 后，VHDL在电子设计领域得到了广泛的应用，并逐步取代了 原有的非标准的硬件描述语言。1993年，IEEE对VHDL进行了 修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容， 公布了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993版本(简称93 版)。如今，VHDL和Verilog HDL作为IEEE的工业标准硬件描述 语言，同样得到众多EDA公司的支持，在电子工程领域已成为 事实上的通用硬件描述语言。有专家认为，在新的世纪中， VHDL与Verilog HDL语言将承担. 起大部分的数字系统设计任务。
2.3 EDA设计过程 上一节介绍了现代电路设计的流程，这一 节介绍运用EDA技术进行数字系统设计的过程。 完整地了解EDA技术进行设计开发的流程对于 正确选择和使用EDA软件、优化设计项目、提 高设计效率十分有益。一个完整的、典型的 EDA设计流程既是自顶向下设计方法的具体实 施途径，也是EDA工具软件本身的组成结构。 在实践中进一步了解这一设计流程的诸多设计
(2) 采用通用逻辑元器件，通常采用74系列或CMOS4000系 列的产品进行设计。
(3) 在系统硬件设计的后期进行调试和仿真。只有在部分 或全部硬件电路连接完成后，才可以进行电路调试，一旦考虑 不周到，系统设计存在较大缺陷，则要重新设计，使设计周期 延长。
第2章 EDA技术的设计方法
1) VHDL输入
VHDL(Very-high-speed Integrated Circuit Hardware Description Language)诞生于1982年，1987年底被IEEE和美国国 防部确认为标准硬件描述语言。自IEEE公布了VHDL的标准版 本IEEE-1076(简称87版)之后，各EDA公司相继推出了自己的 VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具可以和VHDL接口。以 后，VHDL在电子设计领域得到了广泛的应用，并逐步取代了 原有的非标准的硬件描述语言。1993年，IEEE对VHDL进行了 修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL的内容， 公布了新版本的VHDL，即IEEE标准的1076-1993版本(简称93 版)。如今，VHDL和Verilog HDL作为IEEE的工业标准硬件描述 语言，同样得到众多EDA公司的支持，在电子工程领域已成为 事实上的通用硬件描述语言。有专家认为，在新的世纪中， VHDL与Verilog HDL语言将承担. 起大部分的数字系统设计任务。
2.3 EDA设计过程 上一节介绍了现代电路设计的流程，这一 节介绍运用EDA技术进行数字系统设计的过程。 完整地了解EDA技术进行设计开发的流程对于 正确选择和使用EDA软件、优化设计项目、提 高设计效率十分有益。一个完整的、典型的 EDA设计流程既是自顶向下设计方法的具体实 施途径，也是EDA工具软件本身的组成结构。 在实践中进一步了解这一设计流程的诸多设计
(2) 采用通用逻辑元器件，通常采用74系列或CMOS4000系 列的产品进行设计。
(3) 在系统硬件设计的后期进行调试和仿真。只有在部分 或全部硬件电路连接完成后，才可以进行电路调试，一旦考虑 不周到，系统设计存在较大缺陷，则要重新设计，使设计周期 延长。
电子设计自动化第4章
第4章 EDA开发工具
第4章 EDA开发工具
4.1 EDA设计过程 4.2 典型EDA工具Quartus II 4.3 基于Quartus II的专用集成电路设计 习题与思考
第4章 EDA开发工具
4.1 EDA设计过程
4.1.1 功能与需求分析 1．任务解析 EDA过程的功能与需求分析阶段主要进行设计命题与
第4章 EDA开发工具
1．启动界面 集成开发工具Quartus Ⅱ的启动界面如图4.1所示，界面 分为右侧的开始设计(Start Design)、右侧的开始学习(Start Learning)以及界面底部的网上支持三部分。开始设计部分包 括新建项目(Creat a New Project)与打开已有项目(Open Existing Project)两项功能，打开项目下方列有最近打开的项 目，用鼠标点击后可将这些项目打开并显示在系统主界面中； 开始学习部分提供交互式教程功能，同时，启动界面底部提 供按钮以打开在线设计文化(Literature)、在线培训(Training)、 在线实例(Online Demos)与技术支持(Support)。
第4章 EDA开发工具
3．编程下载 结合实际情况，通过编程电缆或其他方式，下载程序至 相应PLD器件，制版并进行物理测试。
第4章 EDA开发工具
4.2 典型EDA工具Quartus II
4.2.1 主界面 Quartus Ⅱ面向Altera的各类可编程逻辑器件，提供
AHDL、VHDL、Verilog HDL等多种硬件描述语言的编辑编 译环境。同时，Quartus Ⅱ支持图形、文本以及图形文本相 结合的多种设计输入方式，能够实现包括设计输入、仿真分 析、综合、布线以及下载编程的EDA全过程，并为上述的 过程操作提供集成的IDE环境。
第4章 EDA开发工具
4.1 EDA设计过程 4.2 典型EDA工具Quartus II 4.3 基于Quartus II的专用集成电路设计 习题与思考
第4章 EDA开发工具
4.1 EDA设计过程
4.1.1 功能与需求分析 1．任务解析 EDA过程的功能与需求分析阶段主要进行设计命题与
第4章 EDA开发工具
1．启动界面 集成开发工具Quartus Ⅱ的启动界面如图4.1所示，界面 分为右侧的开始设计(Start Design)、右侧的开始学习(Start Learning)以及界面底部的网上支持三部分。开始设计部分包 括新建项目(Creat a New Project)与打开已有项目(Open Existing Project)两项功能，打开项目下方列有最近打开的项 目，用鼠标点击后可将这些项目打开并显示在系统主界面中； 开始学习部分提供交互式教程功能，同时，启动界面底部提 供按钮以打开在线设计文化(Literature)、在线培训(Training)、 在线实例(Online Demos)与技术支持(Support)。
第4章 EDA开发工具
3．编程下载 结合实际情况，通过编程电缆或其他方式，下载程序至 相应PLD器件，制版并进行物理测试。
第4章 EDA开发工具
4.2 典型EDA工具Quartus II
4.2.1 主界面 Quartus Ⅱ面向Altera的各类可编程逻辑器件，提供
AHDL、VHDL、Verilog HDL等多种硬件描述语言的编辑编 译环境。同时，Quartus Ⅱ支持图形、文本以及图形文本相 结合的多种设计输入方式，能够实现包括设计输入、仿真分 析、综合、布线以及下载编程的EDA全过程，并为上述的 过程操作提供集成的IDE环境。
《电子设计自动化》PPT课件
计算机辅助设计CAD （CAD：Computer Assist Design）
计算机辅助工程设计CAE （CAE: Computer Assist Engineering Design）
电子系统设计自动化ESDA （ESDA: Electronic System Design Automation）
《电子设计自动化》PPT 课件
第10章 电子设计自动化
第1 节 第2 节 第3 节 第4 节
概述 ABEL－HDL语言 PAC-Designer 软件的使用 ispPAC器件与PAC-Designer的使用
第1节 概述
一、EDA技术的发展过程
EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计 的发展，经历了三个发展阶段：
特殊常量符号 .C. .D. .F. .K. .P. .SVn. .U. .X. .Z.
特殊常量
常量值功能说明 时钟输入(电平按低-高-低变化) 时钟下降沿(电平按高-低变化) 浮动输入或输出信号 时钟输入(电平按高-低-高变化) 寄存器预置数 N=2-9，驱动输入到超级电平2-9 时钟上升沿（电平按低-高变化） 任意态 高阻态
集合的表示
集合用中括号括起来，集合的元素用‘ ，’或 范围运算符‘ .. ’分隔 。 如： IN1＝[A, B, C, D, E, F]； OUT＝[Y0, Y1, Y2, Y3]； OUT = [Y0..Y3]； ADD=[0, C1, C2, Q15… Q0]；
集合的赋值
可以用数值或数值集合对集合赋值和比较。 例如集合A=[A1, A2, A3]， A＝[1，0，1]；等效于A1=1；A2=0； A3=1 或 A＝5； [A1, A2, A3] = 2等效于 A1=0；A2=1； A3=0 ；
计算机辅助工程设计CAE （CAE: Computer Assist Engineering Design）
电子系统设计自动化ESDA （ESDA: Electronic System Design Automation）
《电子设计自动化》PPT 课件
第10章 电子设计自动化
第1 节 第2 节 第3 节 第4 节
概述 ABEL－HDL语言 PAC-Designer 软件的使用 ispPAC器件与PAC-Designer的使用
第1节 概述
一、EDA技术的发展过程
EDA技术伴随着计算机、集成电路、电子系统设计 的发展，经历了三个发展阶段：
特殊常量符号 .C. .D. .F. .K. .P. .SVn. .U. .X. .Z.
特殊常量
常量值功能说明 时钟输入(电平按低-高-低变化) 时钟下降沿(电平按高-低变化) 浮动输入或输出信号 时钟输入(电平按高-低-高变化) 寄存器预置数 N=2-9，驱动输入到超级电平2-9 时钟上升沿（电平按低-高变化） 任意态 高阻态
集合的表示
集合用中括号括起来，集合的元素用‘ ，’或 范围运算符‘ .. ’分隔 。 如： IN1＝[A, B, C, D, E, F]； OUT＝[Y0, Y1, Y2, Y3]； OUT = [Y0..Y3]； ADD=[0, C1, C2, Q15… Q0]；
集合的赋值
可以用数值或数值集合对集合赋值和比较。 例如集合A=[A1, A2, A3]， A＝[1，0，1]；等效于A1=1；A2=0； A3=1 或 A＝5； [A1, A2, A3] = 2等效于 A1=0；A2=1； A3=0 ；
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设计任务的详细解析，明确设计系统的一般要求与基本功能。 同时，结合目标系统的应用场合、作用环境与特定用户人群， 确定系统应该满足的特殊功能要求与个性化需求。第4章 EDA开发工具
2．基本要求 在进行功能需求分析时，要求设计者对照目标数字系 统的设计任务、运行环境、用户人群以及与其他系统的制约、 承启关系，展开全面系统的论述，依次逐条列出针对该条目应 该具备的功能与达到的要求。要求清晰明确地表达出应实现何 种功能，达到何种程度，具体的性能指标为什么。 最终，设计者应对目标系统的功能需求分析加以总结， 清晰明了地给出目标系统应具备的功能、应满足的要求与应达 到的性能指标。系统功能、要求与性能指标必须易于考核，不 受主观性影响。
第4章 EDA开发工具
图4.2所示界面中的右侧灰色部分窗体为当前文档显示窗 口，用鼠标左键双击项目浏览器(Project Navigator)的实体、 文件或其他条目后，相应文档内容会显示于右侧灰色窗口区域。
第4章 EDA开发工具
4.2.2 项目创建 1．工作目录、项目名称与顶层实体指定 Quartus II项目的创建通过启动界面中Start Design部分
第4章 EDA开发工具
4.1.2 框架设计 1．框架划分 EDA过程的系统框架设计阶段首先根据功能，确定系
统的整个工作过程、各个工作状态及状态转换条件。 2．项目创建 根据系统框架设计确定的模块功能、接口信号及其他
基本要求，确定模块的工作过程、工作状态及工作状态转换条 件，继而确定模块的基本功能结构、数据处理顺序以及功能行 为。在此基础上，按照层层分解的方法，确定模块的层阶框架、 各层阶构成单元的具体实现方法、真值表、时序图、典型电路 等。
第4章 EDA开发工具
4.1.3 构成模块设计 1．模块设计输入及其构成单元设计 根据前文确定的真值表、时序图等设计模块构成单元，
将项目顶层实体分别指定为模块的各构成单元，编译并仿真分 析模块的各构成单元，实现各构成单元电路；指定模块为项目 顶层实体，利用软件工具的图形、文本编辑器实现模块电路设 计输入。
第4章 EDA开发工具
3．编程下载 结合实际情况，通过编程电缆或其他方式，下载程序 至相应PLD器件，制版并进行物理测试。
第4章 EDA开发工具
4.2 典型EDA工具Quartus II
4.2.1 主界面 Quartus Ⅱ面向Altera的各类可编程逻辑器件，提供AHDL、
VHDL、Verilog HDL等多种硬件描述语言的编辑编译环境。同 时，Quartus Ⅱ支持图形、文本以及图形文本相结合的多种设 计输入方式，能够实现包括设计输入、仿真分析、综合、布线 以及下载编程的EDA全过程，并为上述的过程操作提供集成的 IDE环境。
第4章 EDA开发工具
2．模块编译 利用EDA工具软件编译完成的模块项目文件，修正语 法错误。 3．模块仿真波形编辑 借助EDA工具软件或第三方仿真工具创建仿真波形文 件，在仿真波形文件中添加输入、输出端口、关键变量、信号； 设定仿真时长、仿真时间栅格大小等仿真参数并存储仿真文件， 编辑、设定各信号、端口、变量的取值，完成仿真准备。
第4章 EDA开发工具
4.1.4 系统实现及分析 1．系统项目创建、输入、编译与仿真分析 创建系统设计文件，将完成的模块文件作为元件载入
设计文件；将设计文件中的实体指定为顶层实体，按照前文所 述方法完成编译、仿真分析，并对系统设计进行优化。
2．器件与引脚分配 根据编译及仿真分析结果，结合系统应用条件，综合 考虑资源占用、器件规模以及封装形式等情况，合理选择器件 并指定端口与器件引脚的对应关系。
第4章 EDA开发工具
1．启动界面 集成开发工具Quartus Ⅱ的启动界面如图4.1所示，界面 分为右侧的开始设计(Start Design)、右侧的开始学习(Start Learning)以及界面底部的网上支持三部分。开始设计部分包 括新建项目(Creat a New Project)与打开已有项目(Open Existing Project)两项功能，打开项目下方列有最近打开的 项目，用鼠标点击后可将这些项目打开并显示在系统主界面中； 开始学习部分提供交互式教程功能，同时，启动界面底部提供 按钮以打开在线设计文化(Literature)、在线培训(Training)、 在线实例(Online Demos)与技术支持(Support)。
第4章 EDA开发工具
4．模块仿真分析 借助EDA工具软件或第三方的仿真工具，启动电路仿 真功能；根据仿真波形，考察系统模块输入输出对应关系、时 间关系等指标，对模块功能与时序进行分析，根据分析结果完 善模块设计。 根据上述过程，分别将各模块指定为顶层实体，完成 系统各构成模块的设计、仿真分析以及优化。
第4章 EDA开发工具 图4.1 集成开发环境Quartus Ⅱ的启动界面
第4章 EDA开发工具
2．工作界面 用鼠标点击选中Quartus Ⅱ启动界面的新建项目或打开已 有项目，系统进入如图4.2所示的Quartus Ⅱ工作界面。
第4章 EDA开发工具 图4.2 集成开发环境Quartus Ⅱ的工作界面
第4章 EDA开发工具
第4章 EDA开发工具
4.1 EDA设计过程 4.2 典型EDA工具Quartus II 4.3 基于Quartus II的专用集成电路设计 习题与思考
第4章 EDA开发工具
4.1 EDA设计过程
4.1.1 功能与需求分析 1．任务解析 EDA过程的功能与需求分析阶段主要进行设计命题与
第4章 EDA开发工具
图4.2中的工作界面中包括完整的EDA设计使用的所有工具、 要完成的工作过程以及所设计系统的层次结构。工作界面左上 侧子窗口为项目浏览器(Project Navigator)，包括设计层次 结构图(Hierachy)、文件结构图(Files)与设计单元结构图 (Design Units)。层次结构图按照自顶向下的描述方法，从顶 层实体开始，依次描述电路系统的构成结构；文件结构图描述 构成整个电路系统的所有设计文件；设计单元结构图显示所有 构成数字系统的实体。
2．基本要求 在进行功能需求分析时，要求设计者对照目标数字系 统的设计任务、运行环境、用户人群以及与其他系统的制约、 承启关系，展开全面系统的论述，依次逐条列出针对该条目应 该具备的功能与达到的要求。要求清晰明确地表达出应实现何 种功能，达到何种程度，具体的性能指标为什么。 最终，设计者应对目标系统的功能需求分析加以总结， 清晰明了地给出目标系统应具备的功能、应满足的要求与应达 到的性能指标。系统功能、要求与性能指标必须易于考核，不 受主观性影响。
第4章 EDA开发工具
图4.2所示界面中的右侧灰色部分窗体为当前文档显示窗 口，用鼠标左键双击项目浏览器(Project Navigator)的实体、 文件或其他条目后，相应文档内容会显示于右侧灰色窗口区域。
第4章 EDA开发工具
4.2.2 项目创建 1．工作目录、项目名称与顶层实体指定 Quartus II项目的创建通过启动界面中Start Design部分
第4章 EDA开发工具
4.1.2 框架设计 1．框架划分 EDA过程的系统框架设计阶段首先根据功能，确定系
统的整个工作过程、各个工作状态及状态转换条件。 2．项目创建 根据系统框架设计确定的模块功能、接口信号及其他
基本要求，确定模块的工作过程、工作状态及工作状态转换条 件，继而确定模块的基本功能结构、数据处理顺序以及功能行 为。在此基础上，按照层层分解的方法，确定模块的层阶框架、 各层阶构成单元的具体实现方法、真值表、时序图、典型电路 等。
第4章 EDA开发工具
4.1.3 构成模块设计 1．模块设计输入及其构成单元设计 根据前文确定的真值表、时序图等设计模块构成单元，
将项目顶层实体分别指定为模块的各构成单元，编译并仿真分 析模块的各构成单元，实现各构成单元电路；指定模块为项目 顶层实体，利用软件工具的图形、文本编辑器实现模块电路设 计输入。
第4章 EDA开发工具
3．编程下载 结合实际情况，通过编程电缆或其他方式，下载程序 至相应PLD器件，制版并进行物理测试。
第4章 EDA开发工具
4.2 典型EDA工具Quartus II
4.2.1 主界面 Quartus Ⅱ面向Altera的各类可编程逻辑器件，提供AHDL、
VHDL、Verilog HDL等多种硬件描述语言的编辑编译环境。同 时，Quartus Ⅱ支持图形、文本以及图形文本相结合的多种设 计输入方式，能够实现包括设计输入、仿真分析、综合、布线 以及下载编程的EDA全过程，并为上述的过程操作提供集成的 IDE环境。
第4章 EDA开发工具
2．模块编译 利用EDA工具软件编译完成的模块项目文件，修正语 法错误。 3．模块仿真波形编辑 借助EDA工具软件或第三方仿真工具创建仿真波形文 件，在仿真波形文件中添加输入、输出端口、关键变量、信号； 设定仿真时长、仿真时间栅格大小等仿真参数并存储仿真文件， 编辑、设定各信号、端口、变量的取值，完成仿真准备。
第4章 EDA开发工具
4.1.4 系统实现及分析 1．系统项目创建、输入、编译与仿真分析 创建系统设计文件，将完成的模块文件作为元件载入
设计文件；将设计文件中的实体指定为顶层实体，按照前文所 述方法完成编译、仿真分析，并对系统设计进行优化。
2．器件与引脚分配 根据编译及仿真分析结果，结合系统应用条件，综合 考虑资源占用、器件规模以及封装形式等情况，合理选择器件 并指定端口与器件引脚的对应关系。
第4章 EDA开发工具
1．启动界面 集成开发工具Quartus Ⅱ的启动界面如图4.1所示，界面 分为右侧的开始设计(Start Design)、右侧的开始学习(Start Learning)以及界面底部的网上支持三部分。开始设计部分包 括新建项目(Creat a New Project)与打开已有项目(Open Existing Project)两项功能，打开项目下方列有最近打开的 项目，用鼠标点击后可将这些项目打开并显示在系统主界面中； 开始学习部分提供交互式教程功能，同时，启动界面底部提供 按钮以打开在线设计文化(Literature)、在线培训(Training)、 在线实例(Online Demos)与技术支持(Support)。
第4章 EDA开发工具
4．模块仿真分析 借助EDA工具软件或第三方的仿真工具，启动电路仿 真功能；根据仿真波形，考察系统模块输入输出对应关系、时 间关系等指标，对模块功能与时序进行分析，根据分析结果完 善模块设计。 根据上述过程，分别将各模块指定为顶层实体，完成 系统各构成模块的设计、仿真分析以及优化。
第4章 EDA开发工具 图4.1 集成开发环境Quartus Ⅱ的启动界面
第4章 EDA开发工具
2．工作界面 用鼠标点击选中Quartus Ⅱ启动界面的新建项目或打开已 有项目，系统进入如图4.2所示的Quartus Ⅱ工作界面。
第4章 EDA开发工具 图4.2 集成开发环境Quartus Ⅱ的工作界面
第4章 EDA开发工具
第4章 EDA开发工具
4.1 EDA设计过程 4.2 典型EDA工具Quartus II 4.3 基于Quartus II的专用集成电路设计 习题与思考
第4章 EDA开发工具
4.1 EDA设计过程
4.1.1 功能与需求分析 1．任务解析 EDA过程的功能与需求分析阶段主要进行设计命题与
第4章 EDA开发工具
图4.2中的工作界面中包括完整的EDA设计使用的所有工具、 要完成的工作过程以及所设计系统的层次结构。工作界面左上 侧子窗口为项目浏览器(Project Navigator)，包括设计层次 结构图(Hierachy)、文件结构图(Files)与设计单元结构图 (Design Units)。层次结构图按照自顶向下的描述方法，从顶 层实体开始，依次描述电路系统的构成结构；文件结构图描述 构成整个电路系统的所有设计文件；设计单元结构图显示所有 构成数字系统的实体。