EDA基础与应用(2)3
eda技术与应用常用知识
eda技术与应用常用知识eda技术与应用常用知识现代电子设计技术的核心就是EDA技术。
EDA技术是一门综合性学科,它打破了软件和硬件间的壁垒,代表了电子设计技术和应用技术的发展方向。
以下是关于eda技术与应用常用知识,希望大家认真学习!电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写即是EDA.EDA技术是把计算机技术应用在电子设计过程的一门技术,从而实现了电子设计的自动化进行,现今EDA技术已经广泛用于电子电路的设计仿真以及集成电路版图设计、印刷电路板的设计和可编程器件的编程等工作中。
EDA技术是一门综合的学科,它代表了未来电子设计技术的发展方向,打破了软硬件之间的隔阂。
一、EDA的分类我们依据计算机辅助技术介入程度的不同,将电子系统设计分为以下三类:1.人工的设计方法此种设计方法从提出方案到验证方案等等均需要由人工来完成,并且方案的验证必须搭建实际的电路来完成验证。
这种人工的设计方法缺陷在于:开销特别大,但是效率却极低,并且周期比较长,还有一点就是现在的产品不是单单靠人工就能够完成的。
2.计算机辅助设计CAD1970年以来,计算机开始被应用于Ic版图设计以及PCB布局布线,后来发展为可对电路功能和结构进行设计,并且在原来的基础上增添了逻辑仿真、自动布局布线等等的功能。
可以这么说CAD技术的应用取得了可喜的成果。
但我们也不能过于乐观,因为各种各样的软件层出不穷,每一种设计软件只能够解决一部分的问题,这就造成了软件不能完全脱离人去设计,智能化程度不能够满足人们的需求。
3.EDA电子设计自动化1990年以后是EDA时代的到来。
伴随着电子计算机的不断发展,计算机系统被广泛的应用于电子产品的设计和电子产品的测试以及电子产品的制造等各环节当中。
由于电子产品的性能不断提高以及精密度的增加,产品的更新所需要的时间越来越短。
相应的,电子产品的设计和电子产品的测试以及电子产品的制造也必须跟上更新的步伐。
EDA原理及应用 共263页PPT资料
EDA技术发展历史
EDA技术随着计算机、集成电路、电子系统设 计的发展,经历了三个发展阶段:
1、计算机辅助设计(CAD) 2、计算机辅助工程设计(CAE) 3、电子设计自动化(EDA)
1、计算机辅助设计(CAD)
硬件设计发展的初级阶段。在此阶段,大量选用中 小规模标准集成电路,将产品设计过程中高度重复 性的布图布线工作,采用二维图形编辑与分析的 CAD工具。由于PCB布图布线工具受到计算机工作 平台的制约,其支持的设计工作有限且性能比较差。
广义EDA技术,是通过计算机及其电子系统的辅助 分析和设计软件,完成电子系统某一部分的设计过 程。因此,广义EDA技术除了包含狭义的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)和其它高 频和射频设计和分析的工具等。
2、设计输入 设计输入是将所设计的系统或电路以开发软件要求 的某种形式表示出来,并输入EDA工具的过程。常 用的方法有硬件描述语言(HDL)和原理图输入方 法等。 原理图输入方式是一种最直接的描述方式,在可编 程芯片发展的早期应用较广,它将所需的器件从元 件库中调出来,画出原理图。这种方法虽然直观并 易于仿真,但效率低,且不易维护。更主要的缺点 是可移植性差。 HDL语言输入法利用文本描述设计,主要使用行为 级HDL,其主流语言是Verilog HDL和VHDL。
6、大多数EDA软件都具有仿真和模拟功能;
EDA技术的主要内容
基于狭义EDA技术进行可编程逻辑器件的设计应掌 握以下几个方面的内容: 1、大规模可编程逻辑器件PLD,是利用EDA技术 进行电子系统设计的载体; 2、硬件描述语言HDL,是利用EDA技术进行电子 系统设计的主要表达手段; 3、EDA设计软件EDAS:是利用EDA技术进行电 子系统设计的自动化设计工具; 4、相关的硬件平台,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;
EDA基础与应用(2)1
单击文件下载窗口最下方的Click here链接,选择需要下载的文件(最
好全选),输入文件保存路径后,等 待下载完成即可。
单击第1个对话框右侧的 按钮,在弹出的窗口中选 择E:\Example1文件夹,单击【打开】按钮;
然后在第2个对话框中输入项目名、在第3个对话框 输入顶层设计实体名。
项目名和文件名称可由字母、数字和下划线组成, 但第1个字符必须是英文字母。
本例中项目名和顶层文件名均为Choice。
1.项目准备
在E盘根目录下建立E:\Example1文件夹作为项目 文件夹。
2.启动软件
单击桌面上的图标或单击“开始”→“所有程 序”→Altera 14.0.0.200 Web Edition→QuartusⅡ Web Edition →QuartusⅡ 14.0(64-bit),如图1-7所示。
2.EDA软件:用于在计算机上仿真、调试设计的 数字系统。
3.可编程逻辑器件:可编程逻辑器件是实现数字 系统的主要载体,通过EDA软件将系统编程或下 载到可编程逻辑器件中。
1.2.1 软件的获得与安装 一、软件的获得
(1)进入公司网站首页,网址是 。
本章要点
EDA技术的内涵 Quartus Ⅱ软件的使用 数据比较器的设计
on)就是 电子设计自动化。
1.1.1 发展历史
1.计算机辅助设计(CAD) 2.计算机辅助工程设计(CAED) 3.电子设计自动化(EDA) 4.可编程片上系统(SOPC)
(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→Set End Time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;
EDA原理及应用 实验报告
一.基础部分1.整体框架采用自顶向下的层次化设计思路,将实现功能的各模块放入单独的文件内完成,最后通过top文件例化各个模块实现整体功能,再根据引脚约束与硬件对应。
在本例的基础部分主要分为计数频率5hz的分频,七段数码管的驱动,七段数码管扫描的频率,计数模块,16进制到10进制转换模块。
下面逐项介绍:2.计数频率5HZ分频a.设计思路由上一个实验,我们知道1HZ的分频需要计数到49999999,因此本例的5HZ应该计数到上次计数值的五分之一:9999999,也就是十六进制下的98967f,将分频后的时钟div_clk_098作为输出。
为了最终的顶层设计具有清零功能,因此对每一个子模块也加入清零引脚。
b.源代码module divclk_2_098(input clk_098,input rst_098,output reg div_clk_098);reg[31:0]counter_098;always@(posedge clk_098 or posedge rst_098)beginif(rst_098)counter_098<=32'h00000000;elseif(counter_098==32'h0098967f)//5hz分频begincounter_098<=32'h00000000;div_clk_098<=~div_clk_098;endelsecounter_098<=counter_098+1;endendmodule3.数码管刷新频率分频a.设计思路根据人眼的视觉暂留效应,当数码管的刷新频率很快的时候,看上去会像多个数码管通识导通。
但原有100MHZ的主频太快,以此刷新并不能实现效果,查阅资料并实际测试,让其计数到60000左右可以完成任务,最终选取了61567,即16进制下的f07f,将输出scan_clk_098作为顶层文件中的七段数码管的时钟进行驱动刷新。
EDA原理及应用
马冬梅
2019.1.17
内容: 一、EDA设计导论 二、可编程逻辑器件设计方法 三、Verilog HDL语言基础
一、EDA设计导论
EDA技术综述;
EDA技术发展历史 EDA技术涵义 EDA技术主要内容
PLD设计方法学;
PLD设计概论 PLD设计术,是通过计算机及其电子系统的辅助 分析和设计软件,完成电子系统某一部分的设计过 程。因此,广义EDA技术除了包含狭义的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)和其它高 频和射频设计和分析的工具等。
PLD设计方法学
传统上的设计方法是自下而上 的设计方法,是以固定功能元 件为基础,基于电路板的设计 方法。这种设计方法有下面的 缺点: • 设计依赖于设计人员的经验。 • 设计依赖于通用元器件。 • 设计后期的仿真不易实现,并 且调试复杂。 • 设计实现周期长,灵活性差, 耗时耗力,效率低下。
系统调试、测试与性能分析 完整系统构成 电路板设计 固定功能元件 系统功能需求
4、综合优化
所谓综合就是将较高级抽象层次的描述转化成较 低层次的描述。综合优化根据目标与要求优化所生 成的逻辑连接,使层次设计平面化,供FPGA布局 布线软件进行实现。
综合优化是指将设计输入编译成由与门、或门、 非门、RAM、触发器等基本逻辑单元组成的逻辑 连接网表,而并非真实的门级电路。真实具体的门 级电路需要利用FPGA制造商的布局布线功能,根 据综合后生成的标准门级结构网表来产生。由于门 级结构、RTL级的HDL程序的综合是很成熟的技术, 所有的综合器都可以支持到这一级别的综合。
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技术基础》复习资料
EDA复习资料《EDA技术基础》题库及参考答案(试用版)目录一、填空题 (I)二、单选题 (4)三、简答题 (10)四、应用题 (11)五、上机实验题 (15)一、填空题1.现代电子技术经历了CAD 、CAE 和EDA 三个主要的发展阶段。
2.EDA技术包括大规模可编程器件、硬件描述语言HDL 、EDA工具软件和实验开发系统四大要素。
3.EDA的设计输入主要包括文本输入方式、图形输入方式和波形输入方式三种形式。
4.目前已经成为IEEE标准、应用最为广泛的硬件描述语言有VHDL 和Verilog HDL 。
仿真是一种对所设计电路进行间接检测的方法,包括_ 功能仿真和_ 时序仿真。
5.层次化设计是将一个大的设计项目分解为若干个子项目或若干个层次来完成的。
先从底层的电路设计开始,然后在___高层次___的设计中逐级调用低层次的设计结果,直至实现系统电路的设计。
6.用HDL设计的电路,既可以被高层次的系统调用,成为系统的一部分,也可以作为一个电路的功能块独立存在和独立运行____。
7.可编程逻辑器件从结构上可分为乘积项结构器件和查找表结构器件。
8.PLD(FPGA、CLPD)种类繁多,特点各异。
共同之处包括的三大部分是逻辑块阵列、输入/输出块和互连资源。
9.FPGA两类配置下载方式是主动配置方式和被动配置方式。
10.Quartus II是EDA器件制造商Altera公司自己开发的___EDA工具___软件。
11.Quartus II工具软件安装成功后、第一次运行前,还必授权。
12.Q uartus II支持原理图、__文本和波形等不同的编辑方式。
13.在Quartus II集成环境下,设计文件不能直接保存在计算机磁盘根目录中,因此设计者在进入设计之前,应当在磁盘根目录中建立保存设计文件的工程目录(文件夹)。
14.在Quartus II集成环境下执行原理图输入设计法,应选择___模块/原理图文件(Block Diagram/Schematic File ).__方法,设计文件的扩展名是__ .bdf_______。
电子工程设计的EDA技术详解
电子工程设计的EDA技术详解电子工程设计是一门复杂的学科,需要高超的技术和技能才能成功完成。
为了简化工程设计,EDA技术应运而生。
EDA 技术是指电子设计自动化技术,是通过计算机软件和硬件工具辅助电子工程师完成电路设计、电路仿真、布局及版图设计和自动化测试等流程的一组技术。
这些技术已经成为全球电子工程设计的标准,本文将详尽介绍EDA技术。
一、EDA的历史发展EDA技术是在20世纪60年代末、70年代初出现的,随着计算机技术的发展而逐渐被广泛应用。
在当时,使用电路仿真工具和还原与印刷电路板设计等自动化技术的设计过程仍然需要耗费大量时间,但这项技术的出现使设计人员更快地获得模拟电路的准确性,设计效率也显著提高了。
在EDA的诞生初期,主要限制因素是缺乏高速计算机和处理器等硬件设备,当时的系统也缺乏必要的软件功能和设计方法,无法对大型电路进行完整的模拟和分析。
而如今,EDA技术已经迅速发展,已经基本成为电子工程领域的核心技术。
二、EDA技术的应用机制EDA技术利用计算机技术,以及从自动化设计到真实物理系统测试的各种工具来辅助电路设计全过程。
其完整应用包括了以下浅显组成机制:1、原语、模型库和输入通过系统的数据终端和透过特殊的软件来访问EDM模型库,工程师可以立刻从模型库中获取需要相应的电子元件模型、原语等。
2、应用的添加及网表生成EDA的利用者可以按照模型库添加自行的应用,随后通过软件对网表的作用,来管理整个电路。
同时,应用程序还能帮助电路设计者将电路转换为网络表,以更方便地进行后续的操作。
3、顶层设计在确定了电路元器件和电路板的所有附加元素的基础上,电路设计师就开始考虑如何将电路拼接在一起,并以最有效和可支持的方式实现电路的最终设计目标。
4、布局设计布局设计涉及到代替板上元器件的几何图形,包括元器件间的物理距离等。
电路板的布局设计受到很多因素的限制,例如电路板尺寸,供电要求和热排除等。
5、仿真通过计算机,EDA技术能够仿真检测电路功能和设计的可行性,并对电路进行性能测试。
《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。
第1章绪论eda
1.4 EDA软件系统的构成
EDA软件系统应当包含以下子模块:
设计输入子模块、设计数据库子模块、 分析验证子模块、综合仿真子模块、布局 布线子模块等。
1.5 EDA工具的发展趋势
1. 设计输入工具的发展趋势
1)早期EDA工具设计输入普遍采用原理图输入 方式,以文字和图形作为设计载体和文件, 将设计信息加载到EDA工具,完成设计分析 工作。
3. 20世纪90年代电子系统设计自动化EDA阶段
由用户自己设计芯片,让他们把想设计 的电路直接设计在自己的专用芯片上。设计 师可以在较短的时间内使用EDA工具,利用微 电子厂家提供的设计库来完成数万门
从教学和实用的角度看,应掌握以下内容: 1、大规模可编程逻辑器件; 2、硬件描述语言; 3、软件开发工具; 4、实验开发系统。
--能方便地发现设计错误
电路修改很麻烦 --提供方便的修改手段
5)PLD器件的出现改变了这一切
八、PLD出现的背景
1)电路集成度不断提高
SSIMSILSIVLSI
2)计算机技术的发展使EDA技术得到广泛应用 3)设计方法的发展
自下而上自上而下
4)用户需要设计自己需要的专用电路
专用集成电路(ASIC-Application Specific Integrated Circuits)开发周期长,投入大, 风险大
C、ASM… 程序
软件程序编译器 COMPILER
((aA) 软件语言设计目标流程
CPU指令/数据代码: 010010 100010 1100
VHDL/VERILOG 程序
硬件描述语言综合器 SCYONMTPHEISLIEZRER
((bB)硬件语言设计目标流程
DQ
JQ K
《EDA技术应用》课程标准
《EDA技术应用》课程标准适用专业:应用电子技术课程编码:TC7开设时间:第9阶段课时数:60一、课程概述《EDA技术》是针对EDA助理工程师所从事的PLD器件选型、原理图设计输入、VHDL 语言编程、设计综合、功能时序仿真、ISP调试等典型工作任务进行分析后,归纳总结出来其所需求的PLD设计开发的芯片选型、设计、编程、仿真、调试等能力而设置的学习领域。
《EDA技术》是以计算机软件为工作平台,融合微电子技术、计算机技术、现代电子理论等进行电子产品的计算机自动化设计的学习领域,是电子信息专业和应用电子专业的专业核心学习领域。
两专业培养的重要目标之一是掌握现代电子技术的设计方法,具有电子设计自动化应用能力,该学习领域正是为了培养和提升电子信息和应用电子从业人员的专业素质和专业技能而开设的。
EDA技术和单片机技术相结合,可以用于信号管理与采集,控制算法的实现和PLD的开发应用;同时,还作为一种智能化的控制手段,和相关专业技能紧密结合在一起。
此学习领域内容分为5个项目(学习情境)来进行教学内容的实施,有易中难三种等级,并可分为封闭性、开放型和开发创新性三种模式。
对于封闭性的教学,主要采取引导法教学,老师全面指导学生完成任务。
开放型强化学生的计划与自查能力,强调学生自学能力的培养、能根据任务书要求自主完成项目设计。
开放创新型强化学生独立完成工作过程及创新能力,老师只布置任务,完成任务的方式方法完全有学生自由发挥,老师几乎不做指导。
此学习领域完全按照以基于工作过程的教学模式展开教学,以六步法(资讯、计划、决策、实施、检查、评估)对每一个项目进行教学实施,有助于提高学生动手能力、自学能力、创新能力以及岗位能力等各项素质。
二、培养目标1.方法能力目标:(1)培养学生谦虚、好学的能力;(2)培养学生勤于思考、做事认真的良好作风;(3)培养学生自学能力与自我发展能力;(4)培养学生创新能力;(5)培养学生良好的职业道德。
现代电子系统设计EDA教案
现代电子系统设计EDA教案第一章:概述1.1 教学目标让学生了解现代电子系统设计的基本概念。
让学生了解电子设计自动化(EDA)的基本概念和流程。
让学生了解常见的EDA工具和软件。
1.2 教学内容现代电子系统设计的基本概念。
电子设计自动化的基本概念和流程。
常见的EDA工具和软件介绍。
1.3 教学方法讲授法:讲解基本概念和流程。
演示法:展示常见的EDA工具和软件。
1.4 教学资源PPT课件。
网络资源:介绍常见的EDA工具和软件。
1.5 教学评估课堂问答:检查学生对基本概念的理解。
课后作业:要求学生了解并使用一种EDA工具或软件。
第二章:数字电路设计基础2.1 教学目标让学生了解数字电路的基本概念和原理。
让学生掌握常见的数字电路设计方法。
让学生掌握基本的逻辑门电路设计。
2.2 教学内容数字电路的基本概念和原理。
常见的数字电路设计方法。
基本的逻辑门电路设计。
2.3 教学方法讲授法:讲解基本概念和原理。
实验法:进行逻辑门电路设计实验。
2.4 教学资源PPT课件。
实验设备:进行逻辑门电路设计实验。
2.5 教学评估课堂问答:检查学生对基本概念和原理的理解。
实验报告:评估学生的实验设计和实现。
第三章:数字电路设计高级技巧3.1 教学目标让学生掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
让学生掌握数字电路设计的优化方法。
让学生掌握数字电路设计的测试和验证方法。
3.2 教学内容组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
数字电路设计的优化方法。
数字电路设计的测试和验证方法。
3.3 教学方法讲授法:讲解设计方法和优化技巧。
实验法:进行组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计实验。
3.4 教学资源PPT课件。
实验设备:进行组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计实验。
3.5 教学评估课堂问答:检查学生对设计方法和优化技巧的理解。
实验报告:评估学生的实验设计和实现。
第四章:模拟电路设计基础4.1 教学目标让学生了解模拟电路的基本概念和原理。
让学生掌握常见的模拟电路设计方法。
《EDA技术》课程标准
《EDA技术》课程标准课程代码:B07024413课程类别:必修课授课系(部):自动化工程系学分学时:62一、课程定位《EDA技术》课程是应用电子技术专业的一门必修专业课程,也是一门实用技术骨干课程,它对培养学生的工程思维能力和解决问题的能力具有重要作用。
通过本课程的学习可以使学生较系统地掌握单片机C语言的编程方法,掌握单片机的基本原理、接口和应用技术,熟悉单片机技术在工业控制中的应用,可以培养和锻炼学生动手操作和技术创新的能力,使得学生能紧跟计算机技术的发展脚步,为将来从事工业领域相关工作,尤其是自动控制以及应用电子产品的检测和维修奠定坚实的基础,为将来进行各种智能化产品的设计开发提供技术准备。
二、课程目标本课程是应用电子技术专业的专业课,要求学生通过本课程的学习和实验,初步掌握常用EDA工具的使用方法、FPGA的开发技术以及VHDL语言的编程方法。
能比较熟练地使用QuartusII等常用EDA软件对FPGA和CPLD作一些简单电路系统的设计。
1.知识目标(1)理解EDA技术的基本工作流程和原理;(2)掌握EDA应用软件的基本使用方法;(3)掌握EDA设计软件的设计流程;(4)培养学生利用现代EDA 技术进行电子产品设计的能力。
2.能力目标(1)培养学生谦虚、好学的能力(2)培养学生勤于思考、做事认真的良好风气(3)培养学生自学能力与自我发展能力(4)培养学生创新能力(5)培养学生良好的职业道德3.素质目标(1)培养学生的沟通能力及团队的协作精神。
(2)培养学生分析问题、解决问题的能力。
(3)培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风。
(4)培养学生的自我管理、自我约束的能力。
(5)培养学生的环保意识、质量意识、安全意识。
三、课程设计1、设计思想教学内容框架本课程以EDA技术的的软硬件内容构成,从功能实现的方向按照循序渐进的原则来逐步展开,通过设计五个教学项目来体现以FPGA为核心的EDA技术的结构及原理。
第1章EDA技术综合应用设计基础
S0 0/0
0/0
S1
1/0
0/1
R 1/0
S2 1/1
图1.6 状态机图
第1章 EDA技术综合应用设计基础
4.状态表、状态赋值表 在状态机的设计中,我们也可以用另外一种方 式——状态表、状态赋值表来表示一个设计实体的各 种工作状态、内部各工作状态转换的条件以及各工作 状态对应的输出信号序列。从状态表、状态赋值表上, 我们可以清楚地看出一个设计实体的各种工作状态、 内部各工作状态转换的条件以及各工作状态对应的输 出信号序列。图1.7是一个状态表、状态赋值表的示例。
第1章 EDA技术综合应用设计基础
1.1 EDA技术综合应用的形式
随着EDA技术的深入发展和EDA技术软硬件性能价 格比的不断提高, EDA技术的应用将向广度和深度两 个方面发展。根据利用EDA技术所开发的产品的最终 主要硬件构成来分,作者认为,EDA技术的应用发展 将表现为如下几种形式:
第1章 EDA技术综合应用设计基础
第1章 EDA技术综合应用设计基础
1.2 EDA技术综合应用的设计方法与建模
1.2.1 分析方法 传统的电路设计方法都是自底向上进行设计的,
也就是首先确定可用的元器件,然后根据这些器件进 行逻辑设计,完成各模块后进行连接,最后形成系统。
第1章 EDA技术综合应用设计基础
在基于EDA技术的系统设计的最重要环节——在 系统的基本功能或行为级上对设计的产品进行描述和 定义时,我们采用自顶向下分析,自底向上设计的方 法。所谓“自顶向下分析”,就是指将数字系统的整 体逐步分解为各个子系统和模块,若子系统规模较大, 则还需将子系统进一步分解为更小的子系统和模块, 层层分解,直至整个系统中各子系统关系合理,并便 于逻辑电路级的设计和实现为止。图1.1是一个自顶向 下设计的结构分解图。
EDA应用技术教学大纲
《EDA应用技术》教学大纲一、课程概述《EDA应用技术》是通信工程专业的一门专业课程,概述了EDA工程的理论基础、知识体系,阐述了EDA工具的开发、EDA工具应用于PCB设计、FPGA设计、ASIC设计、SOC设计的方法。
先修课程是数字电子技术、电路分析二、课程目标1. 了解EDA工程的基本概念和理论基础。
2. 初步熟悉和掌握EDA工程方法,涉及行为描述、SOC设计方法、IP复用、ASIC设计方法、虚拟机、测试平台设计方法、软硬件协同验证等。
3. 掌握VHDL语法基础,以及程序设计方法。
4. 了解电子产品设计开发过程以及专业EDA开发软件的应用。
5. EDA工程是一门实践性很强的课程,实验是一个很重要的教学环节,应特别重视培养提高实践动手能力。
三、课程内容和教学要求这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下:知道——是指对这门学科的基本知识、基本理论的认知。
理解——是指运用已了解的基本原理说明、解释一些现象、进行简单的电路设计。
掌握——是指利用掌握的理论知识对一些较复杂的电子产品进行设计开发。
学会——是指在具体设计中能灵活运用所学知识。
教学内容和要求表中的“√”号表示教学知识和技能的教学要求层次。
本标准中打“*”号的内容可作为自学,教师可根据实际情况确定要求或不布置要求。
四、课程实施(一)课时安排与教学建议一般情况下,包括实验共安排54学时,其中讲授42学时,实验12学时。
分一学期完(二)教学组织形式与教学方法要求1.主要的教学组织形式是班级授课。
有时也可以采用分组教学。
或者几种组织方式灵活组合,尽量减轻学生的生理和心理疲劳。
2.注意教学方法的灵活性,组织学生讨论、指导阅读等。
培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和探究意识。
3.注意组织学生参与课外小制作,培养学生的实际操作的兴趣和动手能力。
4.可以在多媒体课室上课。
借助声像呈示,提供给学生一个动态的、声情并茂的学习环境,让学生充分调动自己的视觉、听觉等感官,由多途径获得多方面的信息。
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(1)标准逻辑位(STD_LOGIC)数据类型。
(2)标准逻辑位向量(STD_LOGIC_VECTOR)数 据类型。
(3)无符号(UNSIGNED)数据类型。
(4)有符号(SIGNED)数据类型。
(1)枚举类型(ENUMERATED) TYPE 数据类型名 IS(取值1,取值2,…); (2)数组类型(ARRAY)。 TYPE 数据类型名 IS ARRAY 数组下标范围 OF 数组元素的数据类型;
END notA;
--实体结束
--结构体部分
ARCHITECTURE inv OF notA IS --结构体名为 inv
BEGIN
y <= NOT a;
--将a取反后赋值给输出端口y
END inv;
--结构体结束
1.库 LIBRARY 库名 ; 常用的库有IEEE库、STD库和WORK库。 2.程序包 调用程序包的通用模式为:USE 库名.程序包
LIBRARY IEEE;
--IEEE库
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; --调用IEEE库中
STD_LOGIC_1164程序包
--实体部分
ENTITY notA IS
--实体名为 notA
PORT (
--端口说明
a:IN STD_LOGIC;
--定义端口类型
和数据类型
y:OUT STD_LOGIC);
……; 常数名n:数据类型n:= 设定值n); 2.端口说明 PORT(端口信号名1:端口模式1 数据类型1;
……; 端口信号名n:端口模式n 数据类型n);
一个实体中可以有一个结构体,也可以有多个结构体, 但各个结构体不应有重名, 其格式如下: ARCHITECTURE 结构体名 OF 实体名 IS
-- 以下两条并
e < = c XOR d;
END de;
2.条件信号赋值语句 信号 <= 表达式1 WHEN 赋值条件1 ELSE
表达式2 WHEN 赋值条件2 ELSE
……
表达式n; 执行该语句时首先要进行条件判断,然后再进 行信号赋值操作。例如,当条件1满足时,就将表 达式1的值赋给目标信号;当条件2满足时,就将表 达式2的值赋给目标信号;当所有的条件都不满足 时,就将表达式n的值赋给目标信号。
名.ALL; 例如调用STD_LOGIC_1164程序包中的项目需要
使用以下语句:
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
实体的格式如下: ENTITY 实体名 IS
[GENERIC(类属说明)] [PORT(端口说明)] END [ENTITY] 实体名; 1.类属说明 GENERIC(常数名1:数据类型1:= 设定值1;
1.简单信号赋值语句
信号 < = 表达式;
ENTITY logic IS
PORT(a,b,c,d:IN BIT;
y:OUT BIT);
END logic;
ARCHITECTURE de OF logic IS
SIGNAL e:BIT;
-- 定义e为信号
BEGIN
y < =(a AND b)OR e; 行语句与顺序无关
本章要点
VHDL的程序结构 VHD设计数字系统的硬件描述 语言,主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接 口,可以在任何文字处理软件环境中编辑。编写VHDL 程序时允许使用一些符号(字符串)作为标识符,标识 符的命名规则如下:
(1)由26个英文字母、数字0~9及下划线“_”组成。
1.STANDARD程序包中预定义的数据类型 (1)整数类型(INTEGER) (2)自然数(NATURAL)和正整数(POSITIVE)
类型。
(3)实数(REAL)类型。 (4)位(BIT)类型。 (5)位向量(BIT_VECTOR)类型。
(6)布尔(BOOLEAN)类型。 (7)字符(CHARACTER)类型。 (8)字符串(STRING)类型 (9)时间(TIME)类型。 (10)错误等级(SEVERITY LEVEL)类型。
3.3.1 信号赋值语句
赋值语句是将一个值或者一个表达式的结果传递给某 一个数据对象,数据在实体内部的传递以及对端口外的传 递都必须通过赋值语句来实现。信号赋值语句有三种形式: 简单信号赋值语句、条件信号赋值语句和选择信号赋值语 句。其共同点是赋值目标必须都是信号,这3种语句与其 他并行语句一样,在结构体内是同时执行的。
B<=CONV_STD_LOGIC_VECTOR(A);
--
调用转换函数
注意:使用数据类型转换函 CONV_STD_LOGIC_VECTOR,需要调用IEEE库中的 STD_LOGIC_ARITH程序包。
(1)逻辑运算符。 (2)关系运算符。 (3)移位运算符。 (4)符号运算符。 (5)连接运算符。 (6)算术运算符。
[结构体说明部分;] BEGIN
功能描述语句;
END [ARCHITECTURE] 结构体名;
3.2.1 数据对象
1.常量
CONSTANT 常量名[,常量名…]:数据类型:= 表达式;
2.变量
VARIABLE 变量名[,变量名…]:数据类型 [约束条件] [:= 表达式];
3.信号
SIGNAL 信号名[,信号名…]:数据类型 [约束条件] [:= 表达式];
(3)用户自定义子类型 SUBTYPE 子数据类型名 IS 数据类型名 RANGE 数 据范围;
例如:把INTEGER数据类型的信号A转换为 STD_LOGIC_VECTOR数据类型的信号B,程序如下:
SIGNAL A:INTEGER RANGER 0 TO 15;
-
-定义信号A
SIGNAL B:STD _LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); --定义信号B
(2)第一个字符必须以字母开头。
(3)下划线不能连用,最后一个字符不能是下划线。 (4)对大小写字母不敏感(英文字母不区分大小写)。 在VHDL中把具有特定意义的标识符号称为关键字,只 能作固定用途使用,用户不能将关键字作为一般标识符 来使用,如ENTITY,PORT,BEGIN,END等。
--库和程序包部分