EDA第二章
eda课程设计项目
eda课程设计项目一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握eda的基本概念、原理和方法，培养学生运用eda技术解决实际问题的能力。
具体来说，知识目标包括：掌握eda的基本概念、原理和方法；了解eda技术在工程领域的应用。
技能目标包括：能够运用eda工具进行简单的电路设计和仿真；能够分析电路的性能，并进行优化。
情感态度价值观目标包括：培养学生对eda技术的兴趣和好奇心；培养学生勇于探索、创新的精神，以及团队合作意识。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括eda的基本概念、原理和方法，以及应用实践。
具体安排如下：1.第一章：eda概述，介绍eda的基本概念、发展历程和应用领域。
2.第二章：电路描述方法，学习电路的图形描述方法和数学描述方法。
3.第三章：逻辑电路设计，学习逻辑电路的设计方法和仿真技术。
4.第四章：数字电路设计，学习数字电路的设计方法和优化技术。
5.第五章：模拟电路设计，学习模拟电路的设计方法和仿真技术。
6.第六章：eda软件工具，学习常见的eda软件工具的使用方法和技巧。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解eda的基本概念、原理和方法。
2.讨论法：用于探讨电路设计中的问题和解决方案。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生掌握eda技术的应用。
4.实验法：通过动手实验，培养学生的实际操作能力和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《电子设计自动化原理与应用》作为主教材，辅助以相关参考书籍。
2.多媒体资料：制作课件、教案等多媒体教学资料，以便于学生复习和自学。
3.实验设备：准备eda实验设备，包括电路仿真器、示波器等，以便于学生进行实验操作。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括平时表现、作业、考试等。
EDA技术(山东联盟)智慧树知到答案章节测试2023年泰山学院
绪论单元测试1.电子设计自动化的英文缩写是EDA。
A:错B:对答案:B2.EDA课程学习要求的五个一是指A:一种技术——EDAB:一种语言——HDLC:一套软件——QuartusIID:一套实验系统E:一个设计目标——数字系统F:一种器件——FPGA/CPLD答案:ABCEF3.学好EDA技术课程的标志是最后可以利用EDA方法设计出一个复杂的数字电子系统。
A:对B:错答案:A4.小组合作学习的目的包括A:相互激励克服困难B:通过交流锻炼表达能力C:分工协作以完成复杂任务D:独立工作展现个人魅力E:互帮互学答案:ABCE5.混合式学习的内涵包括A:独立学习与合作学习的混合B:线上线下学习的混合C:老师讲授与学生自学的混合D:理论学习与实践学习的混合答案:ABCD第一章测试1.基于硬件描述语言的数字系统设计目前不太常用的设计方法是（）设计法。
A:自顶向下B:层次化C:自底向上D:顶层设计答案:C2.综合是EDA设计流程的关键步骤，综合就是把抽象设计层次中的一种表示转化成另一种表示的过程。
下面关于综合的描述错误的是A:综合就是将电路的高级语言转化成低级的，可与FPGA / CPLD的基本结构相映射的网表文件；B:为实现系统的速度、面积、性能的要求，需要对综合加以约束，称为综合约束；C:综合可理解为，将软件描述与给定的硬件结构用电路网表文件表示的映射过程，并且这种映射关系是不唯一的。
D:综合是纯软件的转换过程，与器件硬件结构无关。
答案:D3.所列哪个流程是基于EDA软件的正确的FPGA / CPLD设计流程A:原理图/HDL文本输入→功能仿真→适配→编程下载→综合→硬件测试B:原理图/HDL文本输入→适配→综合→功能仿真→编程下载→硬件测试C:原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→适配→编程下载→硬件测试D:原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→编程下载→→适配硬件测试答案:C4.IP核在EDA技术和开发中具有十分重要的地位，以版图文件方式提供的IP被称为（）。
EDA的入门资料PPT文档
• MAX 7000器件可100%模仿TTL，可高密度地集成SSI（小规模集 成）、MSI（中规模集成）和LSI（大规模集成）等器件的逻辑。 它也可以集成多种PLD，其范围从PAL、GAL、22V10一直到 MACH和pLSI器件。MAX 7000器件在速度，密度和I/O资源方面 可与通用的掩膜式门阵列相媲美，可以用作门阵列的样片设计。 MAX 7000器件有多种封装类型，包括PLCC、PGA、PQFP、 RQFP和TQFP等。 • MAX 7000器件采用CMOS EEPROM 单元实现逻辑功能。这种用 户可编程结构可以容纳各种各样的、独立的组合逻辑和时序逻辑 功能。在开发和调试阶段，可快速而有效地反复编程MAX 7000 器件，并保证可编程，擦除100次以上。 • MAX 7000器件提供可编程的速度/功耗优化控制。在设计中，使 影响速度的关键部分工作在高速、全功率状态，而其余部分工作 在低速、小功耗状态。速度/功耗优化特性允许设计者把一个或多 个宏单元配置在50%或更低的功耗下而仅增加一个微小的延迟。 MAX 7000器件也提供了一个旨在减小输出缓冲器电压摆率的配 置项，以降低没有速度要求的信号状态切换时的瞬态噪声。除44 引脚的器件之外，所有MAX 7000器件的输出驱动器均能配置在 3.3V或5.0V 电压下工作。MAX 7000器件允许用于混合电压的系 统中。 • MAX 7000器件由QuartusⅡ和MAX+PLUSⅡ 开发系统支持。表 2.1是MAX 7000典型器件性能对照表。
图2.1 APEX 10K、APEX 20K、 FLEX、ACEX 1K、MAX、Classic 器件和配置芯片的命名方法
EP1M
120
F
484
C
7
A 可 选 后 缀 表 示 特 殊 的 器 件 选 项 或 发 货 方 式 A： 铝 处 理 ES： 工 程 样 片
eda第二章
2.1 概述
2．2．1 Protel 99 SE的主要功能 1． 电路原理图设计—Schematic 99 SE 2． 印制板图设计—PCB 99 SE 3． 元器件库编辑—Schematic Library ，PCB Library 4． 信号完整性分析与电路逻辑仿真 5． 可编程逻辑设计PLD 2．2．2 Protel 99 SE的主要特性 1． C/S体系结构 2 ．智能技术 3 ．综合设计数据库 4 ．设计管理器 5．网络设计组及访问权限 6 ．同步设计 7 ．帮助系统
2．3 Protel 99 SE原理图初步 ． 原理图初步
2．3．3 设计环境设置 原理图设计环境设置包括图纸、栅格、标题栏、图形编 辑环境和元件库设置等，通过菜单命令Design|Options完成设 置（Tool|Preference命令的操作请参阅有关资料）。 1．设置图纸、栅格和标题栏 选择菜单命令Design|Option出现如图2.11所示的对话框。
菜单栏 标题栏
设计管理器
图2.1 Protel 99 SE 的主窗口界面
2．2 Protel 99 SE基本操作 ． 基本操作
2．2．2 Protel 99 SE的关闭 1．选择菜单命令File|Exit。 2．单击标题栏的 按钮或右击标题栏选择“关闭”命令。 2．2．3 设计数据库文件操作 1 1．新建设计数据库（.ddb）文件 .ddb （1）在Protel 99 SE的主窗口界面中，选择菜单命令File|New ，出现新建设计数据库对话框（含Location和Password两个标签 ）。 （2）当已有某设计数据库文件被打开，用户又需要新建设计 任务时，请选择菜单命令File|New Design，同样会出现新建设计 数据库对话框。
eda电路课程设计
eda电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解EDA电路的基本概念，掌握电路设计的基本原理。
2. 使学生掌握EDA软件的使用方法，能够进行简单的电路图绘制和仿真。
3. 帮助学生掌握常见的电子元器件的特性及其在电路中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用EDA软件进行电路设计和仿真的能力。
2. 培养学生分析电路原理和解决实际问题的能力。
3. 提高学生的团队协作能力和沟通表达能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子电路设计和制作的兴趣，激发创新意识。
2. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好的学习习惯。
3. 增强学生的环保意识，了解电子电路在生产、生活中的环保要求。
课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的电路设计能力和动手能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理和数学基础，对电子技术有一定的好奇心，但实际操作能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以学生为主体，发挥教师引导作用，提高学生的实践操作能力和创新能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在课程学习过程中逐步实现目标，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. EDA电路基本概念：介绍EDA电路的定义、发展历程及在电子设计中的应用。
教材章节：第一章 芯片设计自动化概述2. EDA软件使用方法：讲解如何安装、使用EDA软件，以及软件的基本操作。
教材章节：第二章 EDA工具及其使用3. 电路设计基本原理：学习电路设计的基本流程、原理图绘制和PCB布线等。
教材章节：第三章 电路设计基本原理4. 常见电子元器件：介绍电阻、电容、二极管、三极管等元器件的特性和选型。
教材章节：第四章 电子元器件5. 电路设计与仿真：学习运用EDA软件进行电路设计与仿真，分析电路性能。
教材章节：第五章 电路设计与仿真6. 实践项目：分组进行电路设计实践，培养学生的动手能力和团队协作精神。
EDA一二章总结
1.作为EDA技术最终实现目标的ASIC，可以通过哪三种途径来实现？超大规模编程逻辑器件、半定制或全定制ASIC、混合ASIC。
半定制或全定制ASIC可统称掩模ASIC，大致分为门阵列ASIC、标准单元ASIC、全定制ASIC。
2.EDA与ASIC和FPGA的关系。
1）EDA使得电子技术领域各学科的界限更加模糊，更加互为包容；2）基于EDA工具、用于ASIC设计的标准单元已涵盖大规模电子系统及复杂IP核模块；3）一般地，利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标，是完成专用集成电路ASIC的设计和实现，ASIC作为最终的物理平台，集中容纳了用户通过EDA技术将电子应用系统的既定功能和技术指标具体实现的硬件实体；4）FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。
3.网表文件：利用软件工具将VHDL源码自动地转化为文本方式表达的基本逻辑元件的接线图。
4.VHDL的特点：1）VHDL语言具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次对数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计任务，提高了设计效率和可靠性。
2）VHDL具有与具体硬件电路无关和设计平台无关的特性，并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力，在语言易读性和层次性结构化设计方面表现了强大的生命力和应用能力。
3）VHDL具有良好的适应能力。
5.综合：把某些东西结合到一起，把设计抽象层次中的一种表示转化成另一种表示的过程。
在电子设计领域中综合的概念可以表示为：将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现额模块组合装配的过程。
6.综合器和编译器：1）编译器将软件程序翻译成某种特定的CPU的机器代码，这种代码仅限于这种CPU而不能移植，并且机器代码不代表硬件机构，更不能改变CPU的硬件结构，只能被动的为其特定的硬件电路结构所利用。
如果若里了已有的硬件环境，机器代码将失去意义。
EDA技术的基础知识
EDA技术在进入21世纪以后，得到了更大的发展， 开始步入一个新的时期，主要表现在： 电子技术各个领域全方位进入EDA领域；电子技 术领域各学科的界限更加模糊、更加相互包容和 渗透； IP（Intellectual Property，知识产权）核在电子 行业的产业领域、技术领域和设计应用领域得到 广泛应用； 在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言的 EDA工具不断推出；系统级、行为验证级硬件描 述语言的出现，使得复杂电子系统的设计和验证 趋于简单； 嵌入式微处理器软核的出现，更大规模的FPGA /CPLD器件不断推出，使得单片电子系统 （System on a Chip，SoC）进入大规模应用阶段。
元器件参数选择对话框 Sheet Properties对话框
5. 基本操作
（1）元器件的选取和放置 执行菜单命令Place|Component…，或单击元器件 图标工具栏中元器件图标按钮，弹出Select a Component【元器件选择】对话框。 （2）元器件的移动、复制 （3）连线 （4）添加连接结点 （5）旋转或翻转元器件 （6）替换已放置的元器件 （7）修改元器件属性参数 （8）修改连线轨迹
EDA技术的发展 EDA技术的发展历程同大规模集成电路设 计、计算机技术、可编程逻辑器件、电子 设计技术及工艺的发展是同步的。就过去 近几十年电子技术的发展历程，EDA技术 的发展大致分为3个阶段。
20世纪70年代到80年代初为CAD阶段。在 这一时期，集成电路制作已广泛采用MOC 工艺，可编程逻辑技术和可编程逻辑器件 已经问世，计算机作为一种运算工具已在 科研领域应用，CAD的概念初步形成。利 用CAD软件，设计人员开始利用计算机代 替手工劳动，进行逻辑仿真、集成电路版 图编辑、印制电路板布局布线等方面的工 作，提高了电子系统设计的效率和可靠性。 但由于计算机的运行速度、存储容量、图 形处理能力等方面的限制，CAD没有形成 系统，仅是一些孤立的软件程序。
EDA课程设计——数字跑表
第一章引言数字电子技术的应用一直在向着广度和深度扩展。
时至今日,“数字化”的浪潮几乎席卷了电子技术应用的一切领域。
由于电子产品的更新周期日益缩短,新产品开发速度日益加快,因而对电子设计自动化(EDA)提出了更高的要求,也有力地促进了EDA技术的发展和普及。
在数字集成电路方面,电路的集成度如摩尔定律(Moore’s Law)所预言的那样，以每1-2年翻一番的速度增长，使电路的复杂程度越来越高、规模越来越大。
同时，在基本技能方面，对使用EDA工具的能力也提出了更高的要求。
因此，学好EDA课程设计至关重要。
第二章 设计说明1.器件介绍-集成十进制加法计数器74160集成同步十进制加法计数器74160。
图2-1给出了74160的引脚排列图和逻辑符号图。
除了具有十进制加法计数功能外，还具有异步复位、同步预置数和计数状态保持、对输入的时钟信号进行分频等功能。
CLRN 为异步复位端,LDN 为预置数控制端,A-D 为预置状态输入端,RCO 为进位输出端,ENT 和ENP 为工作状态控制端(双使能端)。
图2-1 74160逻辑符号图 表2-1 74160功能特性 表2-2是74160的功能表,它给出了各种控制信号作用下计数器的工作状态,具体如下。
序号 CLK CLRN LDN ENP ENT 工作状态 1 × 0 × × × 复位 2 ↑ 1 0 × × 预置数 3 ↑ 1 1 1 1 正常计数 4 × 1 1 × 0 保持,且C=0 5×110 1保持表2-2 74160的功能表⑴当CLRN=0时,无论其他功能端为何状态,计数器都将复位,有QD ～QA=0000(注:QD 为状态端最高位)。
⑵当CLRN=1、LDN=0时,计数器处于预置数状态。
在出现此情况后的第一个CLK 上升沿,将预置输入端加载的数据送入计数器,即有QD ～QA=D ～A(注:D 为置入端最高位)。
eda简易电子琴课程设计
eda简易电子琴课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握EDA简易电子琴的基本组成结构及其工作原理。
2. 学生能掌握基础电子元件的使用，如电阻、电容、二极管、三极管等，并能运用到电子琴的制作中。
3. 学生能理解并运用基础的电子音乐理论知识，如音符、音阶、和弦等。
技能目标：1. 学生能够独立完成EDA简易电子琴的组装和调试。
2. 学生能够通过编程实现对电子琴音调的控制，具备初步的编程能力。
3. 学生能够运用所学的电子琴知识创作简单的音乐作品，提高动手实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过动手实践，培养对电子科技的兴趣，提高创新意识和团队合作精神。
2. 学生在创作过程中，体验科技与艺术的结合，培养审美观念和艺术修养。
3. 学生在课程学习过程中，树立正确的价值观，认识到科技发展对生活的改善，增强社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合电子技术与音乐艺术，旨在培养学生的动手能力、创新意识和团队合作精神。
学生特点：六年级学生具备一定的认知能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，鼓励学生主动探究，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
同时，注重课程目标的分解与落实，确保学生能够达到预期学习成果。
二、教学内容根据课程目标，教学内容分为以下三个部分：1. 电子琴基础知识- 了解EDA简易电子琴的组成结构，包括键盘、主控板、音源、功放等。
- 学习基础电子元件（电阻、电容、二极管、三极管等）的功能和选型。
- 掌握基础的电子音乐理论知识，如音符、音阶、和弦等。
教学内容关联教材章节：第二章 电子元件与电路基础2. 电子琴制作与调试- 学习使用面包板进行电路搭建，掌握EDA简易电子琴的组装方法。
- 学习编程控制电子琴音调，实现不同音符的演奏。
- 学习调试电子琴，解决制作过程中遇到的问题。
教学内容关联教材章节：第三章 数字电路与编程基础、第四章 电子琴设计与制作3. 音乐创作与展示- 运用所学知识创作简单的音乐作品，进行小组内分享与评价。
EDA硬件系统使用说明
CPLD 实验系统用户手册单片机爱好者网站荣誉出品Altera CPLD 实验系统是针对CPLD初、中级学习者设计，帮助用户降低学习成本和加快用户快速进入可编程逻辑器件设计开发领域，提供一个帮助用户快速开始可编程逻辑器件学习之旅的硬件平台。
可以作为数字电路的试验平台，做几乎所有的数字电路试验，不需一根导线和数字电路IC.第一章系统安装Altera CPLD 实验系统由CPLD 实验主板、Altera CPLD子板、Altera CPLD下载线、直流电源等组成首先进行软件的安装：实验系统的软件平台是Altera Quartus II 专用设计软件，完成程序的编辑、编译，以及软件模拟运行。
Altera 的EPM7128由于只可以重复烧写100次，不适合实验，实验板采用一颗atmel ATF1508-PLCC84，ATF15XX 系列CPLD芯片提供了替代ALTERA公司 EPM7000 和 EPM3000系列芯片的引脚完全一致，结构完全包容的器件。
ATF15XX系列芯片可实现ALTERA 公司芯片的完全替换！！！！不存在任何性能和设计上的不同；可重复编程10000次，可放心做实验。
安装atmel ISP编程软件，运行配套光盘中的安装程序，按程序的提示，一步步安装即可。
安装atmel 的pof2ed 编程软件，将Quartus II生成的POF文件转换成atmel ISP编程软件使用的jed文件，用于烧写ATF1508芯片下一步进行硬件安装：1、将5V直流电源的输出插头插入实验板的电源插座—J7；2、将Altera CPLD下载线的并口电缆插入计算机的并行口，将Altera CPLD下载线的10芯电缆插座插入的实验板的CPLD JTAG下载插座---J8；3、将5V直流电源插入交流220V插座，实验板的电源指示LED会亮，说明实验板已进入工作状态，硬件安装完成。
至此实验系统安装完毕，可以实验。
第二 章 实验板的具体功能介绍电源本板需外接5V电源（插头内正外负），用本机随带的5V /1A专用开关电源为电路板供电。
EDA课件第2章
PLD的集成度分类 的集成度分类
可编程逻辑器件（PLD）
简单 PLD
复杂 PLD
PROM
PLA
PAL
GAL
CPLD
FPGA
一般将GAL22V10（500门~750门 ）作为简单 （ 一般将 门 门 作为简单PLD 和高密度PLD的分水岭 和高密度 的分水岭
பைடு நூலகம்
四种SPLD器件的区别 器件的区别 四种
ispLSI器件的结构与特点 器件的结构与特点 （1）采用 工艺。 ）采用UltraMOS工艺。 工艺 器件均支持ISP功能。 功能。 （2）系统可编程功能，所有的 ）系统可编程功能，所有的ispLSI器件均支持 器件均支持 功能 （3）边界扫描测试功能。 ）边界扫描测试功能。 （4）加密功能。 ）加密功能。 （5）短路保护功能。 ）短路保护功能。
JATG模 模 式
TCK
GND
-
-
GND
JTAG方式的在系统编程 方式的在系统编程
CPLD编程下载连接图 编程下载连接图
JTAG方式的在系统编程 方式的在系统编程
多个MAX器件的 器件的JTAG链配置方式 多个 器件的 链配置方式
FPGA器件的配置 器件的配置
Cyclone器件的 模式配置电路 器件的AS模式配置电路 器件的
2.9 FPGA/CPLD器件概述 器件概述
Xilinx公司的 公司的FPGA和CPLD器件系列 公司的 和 器件系列
1. Virtex-4系列 系列FPGA 系列 2. SpartanⅡ& Spartan-3 & Spartan 3E器件系列 Ⅱ 器件系列 3. XC9500 & XC9500XL系列 系列CPLD 系列 4. Xilinx FPGA配置器件 配置器件SPROM 配置器件 5. Xilinx的IP核 的 核
SoC设计与EDA工具第2章SoC设计流程(1)
集成了由FPGA厂商提供的预先设计好、经过严格测试过的处理器等 IP软核或硬核。
基于FPGA的设计流程
电路功能设计 设计输入 （HDL） 综合
实现与布局布线
器件编程
SoC设计
方法与实现
SoC设计方法与实现
第பைடு நூலகம்章
SoC设计
流程(1)
SoC设计特点及软硬件协同设 计
内容大纲
SoC设计的特点
软硬件协同设计
基于标准单元的SoC芯 片设计流程
SoPC设计流程
内容大纲
SoC设计的特点 软硬件协同设计
SoC设计特点
SoC设计与传统的ASIC设计最大的不同在于以下两方面：
在完成布局布线后，需要对整个版图的布局进行动态功耗分析和静态功耗分 析。
除了对版图进行功耗分析以外，还应通过仿真工具快速计算动态功耗，找出 主要的功耗模块或单元。
基于标准单元的SoC芯片设计流程
单元布局和优化（Placement & Optimization）
单元布局和优化主要定义每个标准单元的摆放位置并根据摆放的位 置进行优化。
静态时序分析（STA，Static Timing Analysis）
通过对提取电路中所有路径上的延迟等信息的分析，计算出信号 在时序路径上的延迟，检查是否满足要求。
基于标准单元的SoC芯片设计流程
形式验证（Formal Verification）
形式验证也是一种静态验证方法。 在整个设计流程中会多次引入形式验证用于比较RTL代码之间、门级网表 与RTL代码之间，以及门级网表之间在修改之前与修改之后功能的一致性。
EDA课程初识及参考书籍
《EDA技术与实践》课程修读指引The Technology and Application of EDA一、课程的性质与目的概要：EDA技术是现代电子信息工程领域的一门新技术，它是在先进的计算机工作平台上开发出来的一整套电子系统设计的软硬件工具，并提供了先进的电子系统设计方法。
电子设计自动化（EDA，Electronics Design Automation）技术是电子设计技术和电子制造技术的核心，EDA技术的发展和推广应用极大的推动了电子信息行业的发展。
课程性质：《EDA技术与实践》是应用电子技术、电子信息工程、通信工程、通信技术、自动化、楼宇智能化技术、电子产品设计与工艺等7个电气信息类专业的一门技术基础课。
是以实践环节为主的应用类课程；前序课程为：工程数学、电路分析、数字电路、模拟电子技术等，后续课程为《单片机原理及应用》、《DSP技术应用》、《SOPC设计》等，是电子信息类各专业的设计工具，也是电子系统设计的基础。
EDA技术涉及面广，内容丰富，但在教学和技术推广层面上，应用较为广泛是基于可编程器件EDA技术，本课程学习的主要内容是基于可编程器件EDA技术。
通过本课程的学习使学生掌握可编程器件、EDA开发系统软件、硬件描述语言和电子线路设计与技能训练等各方面知识；提高工程实践能力；学会应用EDA技术解决一些简单的电子设计问题。
可编程器件EDA技术，它主要包括如下4大要素：①大规模可编程器件，它是利用EDA 技术进行电子系统设计的载体；②硬件描述语言，它是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段；③软件开发工具，它是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动化设计工具；④实验开发系统，它是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。
主要目的：1．了解EDA技术的基本内容及EDA技术的发展概况。
掌握EDA电子系统的设计方法。
掌握基于可编程器件的EDA技术设计流程，从设计的准备、设计的输入、设计的实现到设计的验证。
简单计算器eda设计最终打印版
目录第一章设计原理 (1)1.1 课程设计依据 (1)1.2 课程设计内容及原理 (1)1.3 课程设计要求 (1)第二章设计流程 (2)2.1设计流程图 (2)2.2 LED灯接线部分显示 (3)第三章模块连接 (4)3.1 四选一多路器 (4)3.1.1多路器程序设计 (4)3.1.2四选一多路器仿真图 (5)3.1.3四选一多路器仿真波形分析 (5)3.2 7段数码管显示 (5)3.2.1数码管程序设计 (5)3.2.2数码管仿真图 (6)3.2.2数码管仿真图分析 (6)3.3 循环扫描模块 (7)3.3.1循环扫描程序 (7)3.3.2循环扫描仿真图 (8)3.3.3 循环扫描模块分析 (8)3.4 简易计算器总体程序设计 (8)3.4.1简单计算器程序设计 (8)3.4.2简单计算器总体仿真图 (11)3.4.3简单计算器仿真图设计分析 (11)第四章设计体会 (12)参考文献 (13)第一章设计原理1.1 课程设计依据在掌握常用数字电路功能和原理的基础上，根据EDA技术课程所学知识，利用硬件描述语言Verilog HDL、EDA软件Quartus II和硬件平台Cyclone/Cyclone II FPGA进行电路系统的设计。
1.2 课程设计内容及原理设计一个简单计算器，采用简单4*4计算器键盘，输入2位十进制数进行+、-、 *、/ 四种运算，输入数据分别用两位数码管显示，输出用四位数码管显示4位10进制数，其中除法的结果显示分为商和余数两部分，要求采用时序逻辑设计实现计算器功能。
为了完成要求的效果显示，我先设计了一个简单的四则运算器，为了使其结果能清楚的看到，所以计算器模块和一个7段数码管模块连接。
实验要求，输入分别用两位数码管显示，输出用四位数码管显示，所以用一个3—8译码器和数码管连接，通过开关控制，形成动态显示。
从左向右，依次是第一位数码管显示a的高四位，第二位数码管显示a的低四位；第三位数码管显示b的高四位，第四位数码管显示b的低四位；第五位数码管到第八位数码管显示输出的结果。
传输线理论微波EDA网
d
2U dz
(
2
z
)
+
β
2U
(
z
)
=
0
d
2I (z)
dz2
+
β
2I
(z)
=
0
(2 – 2 – 4)
通解为 式中， Z0 =
U (z) = A1e jβ z + A2e- jβ z
( ) I (z) = 1
Z0
A1e jβ z -
A2e- jβ z
L1（特性阻抗） β = ω L1C（1 相位常数）
C1
第二章 传输线理论
四、输入阻抗
传输线终端接负载阻抗ZL时，距离终端z处向负载方向看 去的输入阻抗定义为该处的电压U (z)与电流I (z)之比，即
Z in
(
z
)
=
U (z) I (z)
均匀无耗传输线
传输线的输入阻抗
Zin (z)
=
U2cosβ z + sinβ z
jU 2 Z0
jI 2Z0sinβ z + I2cosβ z
dU (z) = jωL1I (z)
dz dI ( z)
= jωC1U (z) dz
(2 – 2 – 2)
均匀无耗传输线基本方程
描写无耗传输线上每个微分段上的电 压和电流的变化规律，可由此解出线上 任意点的电压、电流及其相互关系。
第二章 传输线理论
二、均匀传输线方程的解
将式(2 – 2 – 2)两边对z再求一次微分，并令，可得
在许多情况下，例如并联电路的阻抗计算，采用导纳比较方便
Yin (z)
=
1
Zin (z)
EDA技术基础第2章仿真电路创建课件
EDA技术基础第2章-仿真电路创建课件
EDA技术基础第2章-仿真电路创建课件
EDA技术基础第2章-仿真电路创建课件
EDA技术基础第2章-仿真电路创建课件
2.1.2 multiSIM 2001主要工具栏 系统工具栏如图2-2所示，设计工具栏如图2-3所示。 设计栏中各个按钮的名称及其功能如表2-1所示。
2.2 绘制仿真电路
进行电路仿真实验前必须先搭接好线路，仿真电路的建立主要包括以下几个过程。 ⑴新建电路文件。 ⑵设置电路工作窗口。 ⑶选择和放置元器件。 ⑷连接线路。 ⑸设置元器件参数。 ⑹调用和连接仪器。
2.2 绘制仿真电路 进行电路仿真实验前必须先搭接
● multiSIM 2001的基本界面与基本操作● 创建仿真电路● 总线的使用● 子电路的使用● 仿真元件设计● 电路图输出
本章要点
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● multiSIM 2001的基本界面与基本操作本章要
2.1 multiSIM 2001基本界面
2.1.1 主窗口
单击任务栏上“开始”→“程序”→“multiSIM 2001程序组”→“multiSIM 2001”，进入multiSIM 2001主窗口，如图2-1所示。
5.自动备份设置选择OptionPreferences(参
6.字体、字号的设置
选择OptionPreferences(参考选项)，单击Font选项卡，屏幕弹出如图所示窗口。可以设置元器件标号、标称值、管脚、节点、说明文字等的自体和字号大小。
6.字体、字号的设置选择OptionPreferences
2.2.4 元器件布局调整
1.选中元器件 ⑴选择某个元器件，可用鼠标左键单击该元器件；选中多个元器件，可在按住<Shift>键的同时，依次单击要选中的元器件；选中某一区域的元器件，可以在电路工作区中拖曳出一个矩形区域，该区域内的元器件同时被选中。 ⑵采用Find菜单命令。当电路中元器件数目较多时，直接选中元件比较困难，可以执行菜单ViewFind（搜索）来选取。 2.元器件移动 移动一个元器件，通过选中该元器件图标后拖动光标来实现；移动一组元器件，先选中这些元器件，然后用鼠标左键拖曳其中的任意一个元器件，则所有选中的元器件都会一起移动。 元器件移动后，与其相连接的导线会自动重新排列。
EDA第二章
第二章 Protel 99se的使用
1. Protel 99se的组成
Schematic
PCB
PLD
Simulate
该模块主要包 该模块主要包括 该模块主要 括设计原理图 用于设计电路板 包括具有语 的原理图编辑 图的PCB编辑器， 法意识的文 器，用于修改、用于PCB自动布 本编辑器、 生成元件符号 线的Route模块。 用于编译和 的元件库编辑 用于修改、生成 仿真设计结 器以及各种报 元件封装的元件 果的PLD模 表的生成器。 封装库编辑器以 块。 及各种报表的生 成器。
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2 输入并确 认密码 1 选中Yes
3 单击 OK
Company Logo 设计数据库文件的密码设置对话框
菜单栏
文件标签
工作窗口
主工具栏
文件管理器 状态栏和命令栏
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文件管理器
设计导航树
设计数据库 名称
设计组文件夹
回收站
该模块主要包 括一个能力强 大的数/模混 合信号电路仿 真器，能提供 连续的模拟信 号和离散的数 字信号仿真。
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第二章 Protel 99se的使用
2.1 Protel 99se简介 2. Protel 99se的运行环境
CPU：≥Pentium II 400及以上PC机 内存：≥64M 显卡：支持800×600×16位色以上显示 Txt 光驱：≥24倍速 运行环境： Windows NT/95/98及以上版本操作系统。 Text 由于系统在运行过程中要进行大量的运算和存储，所以对机器的 性能要求也比较高，配置越高越能充分发挥它的优点。
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EPLD
改 进 的 PLA GAL 器 件 器 件
PROM 和 器 件 PLA 70
器 件
CPLD CPLD 器 件 的SoPC
FPGA 器 件 80
90
2.2、 2.2、可编程逻辑器件的分类
PLD的生产厂家众多，产品名称 各异，分类方法多样。 常见的PLD产品：PROM、EPROM、EEPROM、 PLA、FPLA、PAL、GAL、CPLD、 EPLD、 EEPLD、HDPLD、FPGA、pLSI、 ispLSI、 ispGAL、ispGDS等。
FPGA：内部互连结构由多种长度不同的连线资 源组成，每次布线的延迟可不同，属统 计型结构。逻辑单元主体为由静态存储 器（SRAM）构成的函数发生器，即查找 表。通过查找表可实现逻辑函数功能。 采用SRAM工艺。
CPLD：内部互连结构由固定长度的连线资 源组成，布线的延迟确定，属确定型结构。逻 辑单元主要由“与或阵列”构成。该结构来自于 典型的PAL、GAL器件的结构。采用EEPROM工艺。 任意一个组合逻辑都可以用“与—或”表达 式来描述，所以该“与—或阵列”结构能实现大 量的组合逻辑功能。
EPM7128S器 器 件的I/O控制 件的 控制 块
2.4 FPGA结构与工作原理 结构与工作原理
2.4.1 查找表
输入A 输入B 输入C 输入D 多路选择器
FPGA查找 查找 表单元： 表单元：
输入1 输入2 输入3 输入4
16×1 RAM
查找表 LUT
输出
0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1
数据宽度 8,4,2,1 地址宽度 8,9,10,11
D
D
RAM/ROM 256x8 512x4 1024x2 2048x1
D
输出宽度 8,4,2,1
D
写使能
输入 时钟 输出 时钟
写脉冲 电 路
用EAB构成不 构成不 同结构的 RAM和ROM 和
EAB 的字长是可配置的
EAB的大小灵活可变
2048x1 256x8 512x4 1024x2
未编程前先 焊接安装 减少对器件 的触摸和损 伤 不计较器件 的封装形式
系统内编程--ISP 系统内编程--ISP 允许一般的存储 样机制造方便 支持生产和测试 流程中的修改
在系统现场 重编程修改 允许现场硬 件升级 迅速方便地 提升功能
用专用配置器件配置FPGA 用专用配置器件配置
FPGA的配置电路原理图 的配置电路原理图
用89C52进行配置 进行配置
实 验
单片机和EPROM配置FPGA电路设计 单片机和EPROM配置FPGA电路设计 EPROM配置FPGA
根据前面的叙述设计一个可对EPF10K20配置的电 根据前面的叙述设计一个可对 EPF10K20配置的电 EPF10 其中的配置文件存储器可以用EPROM( 27C512) EPROM(如 路，其中的配置文件存储器可以用EPROM(如27C512) 担任，配置控制器用EPM7128S 89C51来担任 EPM7128 来担任， 担任，配置控制器用EPM7128S或89C51来担任，要求 EPROM能放置 个配置文件， CPLD或单片机通过控 能放置4 EPROM 能放置 4 个配置文件 ， 由 CPLD 或单片机通过控 EPROM地址线的方式 根据接受命令的方式对FPGA 地址线的方式， 制EPROM地址线的方式，根据接受命令的方式对FPGA 配置不同的配置文件。 配置不同的配置文件。 本实验可作为一个毕业设计项目。 注：本实验可作为一个毕业设计项目。
单个 2.6.1 FPGA/CPLD的ISP方式编程 的 编程下载连接图 方式编程
对CPLD 编程
单个 CPLD编程下载连接图 编程下载连接图
TCK、TDO、TMS、TDI 、 、 、 为CPLD的JTAG口 的 口
芯片ISP编程连接方式 多CPLD芯片 芯片 编程连接方式
ISP功能提高设计和应用的灵活性 功能提高设计和应用的灵活性
(4) 可编程连线阵列 可编程连线阵列(PIA) (5) 不同的 不同的LAB通过在可编程连线阵列 通过在可编程连线阵列(PIA) 通过在可编程连线阵列 上布线，以相互连接构成所需的逻辑。 上布线，以相互连接构成所需的逻辑。
PIA信号布线到 信号布线到LAB的方式 信号布线到 的方式
(6)I/O控 控 制块
EPC2配置芯片 EPC2配置芯片
DCLK nCS nINIT_CONF OE DATA DCLK CONF_DONE nCONFIG nFPGA（PPS） （ 使用单片机配置 ）
MCU用PPS模式配置 用 模式配置FPGA电路 模式配置 电路
MCU用PPS模式配置多个 用 模式配置多个FPGA电路 模式配置多个 电路
CPLD与FPGA的区别
2、FPGA器件含有丰富的触发器资源，易于实现
- MAX7128S的 的 结构
2.3 CPLD结构与工作原理 (2) 宏单元 结构与工作原理
来自 PIA的 36个信号 的 个信号
MAX7000系列的单个宏单元结构 系列的单个宏单元结构
全局 清零 全局 时钟 来自 I/O引脚
并
行
扩展项
2
快速输入选择
寄存器 旁 路
PRN D Q ENA EN CLRN
+
(6 LE)
90 MHz
+ 8
(7 LE)
VS
8
EAB
8
+
(6 LE)
非流水线结构,使用 个 非流水线结构 使用35个 LE,速度为 34 MHz 使用 速度为 流水线结构速度为100 MHz, 流水线结构速度为 用EAB实现的流水线 实现的流水线 乘法器操作速度可达 90 MHz!
FPGA/CPLD多电压兼容系统
接受 2.5V、 3.3V 或者 5.0V 输入 内核电压 3.3V、 2.5V或 1.8V 输 出 电 位 标准 Vccio
2.5 CPLD和FPGA的编程和配置 和 的编程和配置
10芯下载口 芯下载口
接口各引脚信号名称
引脚 PS 模式 JATG 模式 1 DCK TCK 2 GND GND 3 CONF_DONE TDO 4 VCC VCC 5 nCONFIG TMS 6 7 nSTA TUS 8 9 DATA0 TDI 10 GND GND
ALTERA 的 ByteBlaster（MV）下载接口 （ ）
此接口既可作编 程下载口，也可作 程下载口， JTAG接口 接口
FPGA/CPLD配置方式
CPLD ISP－－In System Programmability
FPGA的配置方式：
使用配置器件:使用EPC2，EPC1等配置器件进行管理 被动串行模式（PS）:利用串行同步微控制器接口进行配置 被动并行同步模式（PPS）:利用并行同步微控制器接口进行配置 被动并行异步模式（PPA）:利用并行异步微控制器接口进行配置 被动串行异步模式（PSA）:利用串行异步微控制器接口进行配置 JTAG方式：利用IEEE.1149.1(JTAG)脚进行配置
通往 I/O 模块
乘 积 项 选 择 矩 阵
时钟 清零
共 享 辑 清零 选择
逻辑阵列
逻
扩展项
通往 PIA
2.3 CPLD结构与工作原理 结构与工作原理 (3) 扩展乘积项
宏单元的 乘积项 逻辑
局部连线
共享扩展乘积 项结构
共享扩展 项提供的 “与非” 乘积项
宏单元的 乘积项 逻辑
2.3 CPLD结构与工作原理 结构与工作原理
查找表 输出
FPGA查找表单元内部结构 查找表单元内部结构
基于查找表的结构模块
• 一个 输入查找表 (LUT，Look Up Table)可以实现 个输 一个N输入查找表 可以实现N个输 ， 可以实现 入变量的任何逻辑功能， 输入“ 输入“ 入变量的任何逻辑功能，如 N输入“与”、 N输入“异或 输入 输入 ”等。 • 输入多于 个的函数、方程必须分开用几个查找表（ LUT 输入多于N个的函数、方程必须分开用几个查找表（ 个的函数 ）实现
由一系列连续的水平和垂直布线 通路贯穿整个器件
(4) I/O单元与专用输入端口 单元与专用输入端口
I/O单元结构图 单元结构图
(5) 嵌入式阵列块 嵌入式阵列块EAB是在输入、输出口上带有寄存 是在输入、 是在输入 器的RAM块，是由一系列的嵌入式 单元构成。 器的 块 是由一系列的嵌入式RAM单元构成。 单元构成
通过组合EAB 可以构成更大的模块 不需要额外的逻辑单元，不引入延迟， EAB 可配置为深度 达2048的存储器
256x8 256x8 256x16 512x4 512x4 512x8
EAB 可以用来实现乘法器
实例: 4x4 乘法器
LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE LE
CPLD与FPGA的区别
1、FPGA采用SRAM进行功能配置，可重复编 程，但系统掉电后，SRAM中的数据丢失。因 此，需在FPGA外加EPROM，将配置数据写入 其中，系统每次上电自动将数据引入SRAM中。 CPLD器件一般采用EEPROM存储技术， 可重复编程，并且系统掉电后，EEPROM中的 数据不会丢失，适于数据的保密。
第二章 大规模可编程逻辑器件
PLD简介 可编程逻辑器件的分类 CPLD FPGA CPLD/FPGA的配置 的配置 CPLD/FPGA总结 总结
2.1 PLD简介
基本PLD器件的原理结构图 器件的原理结构图 基本
输 入 … 输 出 …
输入 缓冲 电路
与 阵 列
或 阵 列
输出 缓冲 电路
可编程逻辑器件的发展历程
D
Q
CLRN
Lab 控制 1 Lab 控制 2