东南大学EDA技术精选课件PPT
合集下载
第1章 EDA技术概述 《EDA技术》PPT
第1章 EDA技术概述
【要求】
理解可编程逻辑器件和EDA技术的初步知识。
【知识点】
理解EDA技术的概念 理解EDA技术的发展 理解EDA技术的主要内容 理解可编程逻辑器件的发展 理解可编程逻辑器件的分类与结构及原理 理解面向CPLD/FPGA的设计流程
【重点和难点】
EDA技术的概念和发展 可编程逻辑器件的分类与结构
电子系统设计的自动化过程主要包括有:逻辑编译、逻辑化简、 逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真、逻辑适配等过程。
本书讨论的对象专指狭义的EDA技术。
上一页 下一页
§ 1.1 EDA历史与发展
二、EDA技术的历史与发展
EDA技术随着计算机技术、微电子技术、电子系统设计技术 的发展，主要经历了3个发展阶段: • 计算机辅助设计(Computer-Aided Design CAD)阶段 • 计算机辅助工程设计(Computer-Aided Engineering Design CAED)阶段； • 电子系统设计自动化(Electronic System Design Automation, ESDA)阶段。
20世纪80年代，随着个人工作站计算机平台的出现和集成电 路设计CMOS时代的到来、FPGA的出现等，极大地推动EDA工 具发展，使得计算机工作平台技术得到迅速发展。出现了以计算上一页 下一页源自§1.1 EDA历史与发展
机仿真技术和自动布线技术为核心的第一代EDA技术。设计工程 师可以通过软件工具来完成产品开发的设计、分析、生产、测试 等各项工作。但是，基于原理图进行设计开发的CAE工具，仍然 不能满足高集成度的复杂电了系统设计的要求，设计工程中的系 统优化设计也被固定的具体化的电路元件所制约。 3.电子系统设计自动化ESDA阶段
【要求】
理解可编程逻辑器件和EDA技术的初步知识。
【知识点】
理解EDA技术的概念 理解EDA技术的发展 理解EDA技术的主要内容 理解可编程逻辑器件的发展 理解可编程逻辑器件的分类与结构及原理 理解面向CPLD/FPGA的设计流程
【重点和难点】
EDA技术的概念和发展 可编程逻辑器件的分类与结构
电子系统设计的自动化过程主要包括有:逻辑编译、逻辑化简、 逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真、逻辑适配等过程。
本书讨论的对象专指狭义的EDA技术。
上一页 下一页
§ 1.1 EDA历史与发展
二、EDA技术的历史与发展
EDA技术随着计算机技术、微电子技术、电子系统设计技术 的发展，主要经历了3个发展阶段: • 计算机辅助设计(Computer-Aided Design CAD)阶段 • 计算机辅助工程设计(Computer-Aided Engineering Design CAED)阶段； • 电子系统设计自动化(Electronic System Design Automation, ESDA)阶段。
20世纪80年代，随着个人工作站计算机平台的出现和集成电 路设计CMOS时代的到来、FPGA的出现等，极大地推动EDA工 具发展，使得计算机工作平台技术得到迅速发展。出现了以计算上一页 下一页源自§1.1 EDA历史与发展
机仿真技术和自动布线技术为核心的第一代EDA技术。设计工程 师可以通过软件工具来完成产品开发的设计、分析、生产、测试 等各项工作。但是，基于原理图进行设计开发的CAE工具，仍然 不能满足高集成度的复杂电了系统设计的要求，设计工程中的系 统优化设计也被固定的具体化的电路元件所制约。 3.电子系统设计自动化ESDA阶段
EDA技术精品课件
高级综合工具还可以对设计的正确性进行验证，通过仿真和模拟来检查设计的正确性，从而减少了设计错误和返工的可能性。
高级综合工具是EDA技术中最核心的工具之一，它可以将高层次设计转换成硬件描述语言，如Verilog和VHDL。
1
布局布线工具
2
3
布局布线工具是EDA技术中用于芯片物理设计的工具。
布局布线工具可以将高层次的设计转换成实际的芯片物理设计，包括芯片的布局、布线和验证等。
eda技术精品课件
2023-10-28
目录
contents
EDA技术概述EDA技术的基本原理EDA技术的关键技术EDA技术的设计案例EDA技术的未来趋势
01
EDA技术概述
定义
EDA技术是指电子设计自动化技术，它利用计算机辅助设计软件来完成集成电路的设计、验证和模拟。
特点
自动化程度高，可以大大缩短设计周期；设计灵活，可以适应不同的设计需求；设计成本低，可以提高芯片的竞争力。
布局布线工具能够优化芯片的性能和功耗，并且可以检查芯片设计的可制造性和可靠性。
03
IP核复用技术可以提高设计的可靠性和性能，并且可以缩短设计周期和降低成本。
IP核复用技术
01
IP核复用技术是EDA技术中用于提高设计效率和可靠性的重要技术之一。
02
IP核复用技术可以将已经经过验证的硬件设计模块化，从而避免重复设计和错误。
VS
随着集成电路和半导体技术的不断发展，EDA技术将覆盖更多的应用领域。例如，在物联网、人工智能、5G通信等领域，EDA技术将被广泛应用于各种芯片设计，包括处理器、存储器、传感器等。
扩大EDA技术的应用领域需要不断加强技术研发和市场开拓，以实现技术的广泛应用和商业化落地。
高级综合工具是EDA技术中最核心的工具之一，它可以将高层次设计转换成硬件描述语言，如Verilog和VHDL。
1
布局布线工具
2
3
布局布线工具是EDA技术中用于芯片物理设计的工具。
布局布线工具可以将高层次的设计转换成实际的芯片物理设计，包括芯片的布局、布线和验证等。
eda技术精品课件
2023-10-28
目录
contents
EDA技术概述EDA技术的基本原理EDA技术的关键技术EDA技术的设计案例EDA技术的未来趋势
01
EDA技术概述
定义
EDA技术是指电子设计自动化技术，它利用计算机辅助设计软件来完成集成电路的设计、验证和模拟。
特点
自动化程度高，可以大大缩短设计周期；设计灵活，可以适应不同的设计需求；设计成本低，可以提高芯片的竞争力。
布局布线工具能够优化芯片的性能和功耗，并且可以检查芯片设计的可制造性和可靠性。
03
IP核复用技术可以提高设计的可靠性和性能，并且可以缩短设计周期和降低成本。
IP核复用技术
01
IP核复用技术是EDA技术中用于提高设计效率和可靠性的重要技术之一。
02
IP核复用技术可以将已经经过验证的硬件设计模块化，从而避免重复设计和错误。
VS
随着集成电路和半导体技术的不断发展，EDA技术将覆盖更多的应用领域。例如，在物联网、人工智能、5G通信等领域，EDA技术将被广泛应用于各种芯片设计，包括处理器、存储器、传感器等。
扩大EDA技术的应用领域需要不断加强技术研发和市场开拓，以实现技术的广泛应用和商业化落地。
第一讲-EDA简介PPT课件
适配完成后可以利用适配所产生的仿真文件作 精确的时序仿真，同时产生可用于编程的文件。
17
4、时序仿真与功能仿真
在编程下载前，必须利用EDA工具对适配生 成的结果进行模拟测试，就是所谓的仿真。即让计 算机根据一定的算法和一定的仿真库对EDA设计进 行模拟，以验证设计，排除错误。
18
5、编程下载
把适配后生成的下载或配置文件，通过编程器 或编程电缆向FPGA或CPLD进行下载，以便进行硬 件调试和验证（Hardware Debugging）。 CPLD：以乘积项结构方式构成逻辑行为的器件。 FPGA：以查表法结构方式构成逻辑行为的器件。
• FPGA与ASIC正在互相融合，取长补短。
• 目前，许多PLD公司开始为ASIC提供FPGA 内核。
• 现在，传统ASIC和FPGA之间的界限正变得模糊。 系统级芯片不仅集成RAM和微处理器，也集成FPGA。
13
二、 EDA设计流程及其工具 FPGA/CPLD设计流程
应用于FPGA/CPLD的EDA开发流程
9
自顶向下的设计流程
10
5. EDA与传统电子设计方法的比较
传统的电子系统或IC设计中，手工设计 占了较大比例。缺点如下：
（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挡，不易管理； （4）对于集成电路设计而言，设计实现过程与具体
高层次的表示
行为域
算法级
低层次的表示 结构域 门级
6
编译器和综合器功能比较
7
VHDL综合器运行流程
8
4. 基于VHDL的自顶向下设计方法
传统的硬件电路设计方法：自底向上 元器件、芯片→功能模块→整个系统 缺点：低效、低可靠性、费时费力、成本高昂。
17
4、时序仿真与功能仿真
在编程下载前，必须利用EDA工具对适配生 成的结果进行模拟测试，就是所谓的仿真。即让计 算机根据一定的算法和一定的仿真库对EDA设计进 行模拟，以验证设计，排除错误。
18
5、编程下载
把适配后生成的下载或配置文件，通过编程器 或编程电缆向FPGA或CPLD进行下载，以便进行硬 件调试和验证（Hardware Debugging）。 CPLD：以乘积项结构方式构成逻辑行为的器件。 FPGA：以查表法结构方式构成逻辑行为的器件。
• FPGA与ASIC正在互相融合，取长补短。
• 目前，许多PLD公司开始为ASIC提供FPGA 内核。
• 现在，传统ASIC和FPGA之间的界限正变得模糊。 系统级芯片不仅集成RAM和微处理器，也集成FPGA。
13
二、 EDA设计流程及其工具 FPGA/CPLD设计流程
应用于FPGA/CPLD的EDA开发流程
9
自顶向下的设计流程
10
5. EDA与传统电子设计方法的比较
传统的电子系统或IC设计中，手工设计 占了较大比例。缺点如下：
（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挡，不易管理； （4）对于集成电路设计而言，设计实现过程与具体
高层次的表示
行为域
算法级
低层次的表示 结构域 门级
6
编译器和综合器功能比较
7
VHDL综合器运行流程
8
4. 基于VHDL的自顶向下设计方法
传统的硬件电路设计方法：自底向上 元器件、芯片→功能模块→整个系统 缺点：低效、低可靠性、费时费力、成本高昂。
《EDA技术讲义》PPT课件 (2)
自
顶
向
将硬件系统设计文件转换成可综合 （RTL）硬件描述语言（HDL）。
下
进行功能仿真
的
设
计
将硬件描述语言转换成标准网表 文件，如EDIF、VHDL、Verilog等
流
程
通过结构综合或适配（芯片内的布线 布局），将标准网表文件转换成芯片 下载文件。进行时序仿真
硬件系统实现。硬件系统测试与调试 HARDWEAR DEBUGERRING
系统设计完成，或系统中 的某一模块实际完成
硬件系统测试与调试
自
底
向
软件设计与调试。
上
SOFTWEAR DEBUGERRING
的
设
计
根据方案和系统指标选购硬件，并设
流
计电路板，即硬件系统实际
程
软件设计与调试。 SOFTWEAR
系统设计完成
整理ppt
2003年7月 Forbes 福布斯 报道
第3章 FPGA／CPLD设计流程
3.1 FPGA／CPLD设计流程
应用FPGA/CPLD的EDA开发流程:
原理图/VHDL文本编辑
EDA技术讲义
FPGA/CPLD
器件和电路系统
1、isp方式下载 2、JTAG方式下载 3、针对SRAM结构的配置 4、OTP器件编程
综合
功能仿真
逻辑综合器
FPGA/CPLD
整理ppt
FPGA芯片叫板微处理器
EDA技术讲义
马里兰州的Annapolis Micro Systems公司在其电脑芯片电路 板中也集成了XILINX的FPGA芯片，以提高产品性能。又如加 州的BlueArc公司用ALTERA的FPGA开发出一种存储器产品，其 速度比Network Appliance和EMC公司的竞争产品更快。华盛顿 州Bellevue市的MidStream Technologies公司采用XILINX的FPGA ，为有限电视运营商开发视频流服务器。这款服务器高仅3.5英 尺，采用了2片FPGA芯片，可同时提供425路视频流信号，比基 于通用微处理器的服务器速度更快。
顶
向
将硬件系统设计文件转换成可综合 （RTL）硬件描述语言（HDL）。
下
进行功能仿真
的
设
计
将硬件描述语言转换成标准网表 文件，如EDIF、VHDL、Verilog等
流
程
通过结构综合或适配（芯片内的布线 布局），将标准网表文件转换成芯片 下载文件。进行时序仿真
硬件系统实现。硬件系统测试与调试 HARDWEAR DEBUGERRING
系统设计完成，或系统中 的某一模块实际完成
硬件系统测试与调试
自
底
向
软件设计与调试。
上
SOFTWEAR DEBUGERRING
的
设
计
根据方案和系统指标选购硬件，并设
流
计电路板，即硬件系统实际
程
软件设计与调试。 SOFTWEAR
系统设计完成
整理ppt
2003年7月 Forbes 福布斯 报道
第3章 FPGA／CPLD设计流程
3.1 FPGA／CPLD设计流程
应用FPGA/CPLD的EDA开发流程:
原理图/VHDL文本编辑
EDA技术讲义
FPGA/CPLD
器件和电路系统
1、isp方式下载 2、JTAG方式下载 3、针对SRAM结构的配置 4、OTP器件编程
综合
功能仿真
逻辑综合器
FPGA/CPLD
整理ppt
FPGA芯片叫板微处理器
EDA技术讲义
马里兰州的Annapolis Micro Systems公司在其电脑芯片电路 板中也集成了XILINX的FPGA芯片，以提高产品性能。又如加 州的BlueArc公司用ALTERA的FPGA开发出一种存储器产品，其 速度比Network Appliance和EMC公司的竞争产品更快。华盛顿 州Bellevue市的MidStream Technologies公司采用XILINX的FPGA ，为有限电视运营商开发视频流服务器。这款服务器高仅3.5英 尺，采用了2片FPGA芯片，可同时提供425路视频流信号，比基 于通用微处理器的服务器速度更快。
EDA技术概述PPT课件
现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动 化技术 EDA（Electronic Design Automation）技术。
20世纪70年代
EDA技术雏形
20世纪80年代
EDA技术基础形成
20世纪90年代
EDA技术成熟和实用
2021/4/7
5
第5页/共46页
EDA技术发展分为三个阶段 ：
2021/4/7
21
第21页/共46页
1.4 EDA技术的优势
1．保证设计过程的正确性，大大降低设计成本，缩短设计周期。
2．有各类库的支持。
3．极大地简化设计文档的管理。
4．日益强大的逻辑设计仿真测试技术。
5．设计者拥有完全的自主权，再无受制于人之虞。
6．良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。
使得产品设计效率大幅度提高。
2021/4/7
14
第14页/共46页
2.半定制或全定制ASIC
1）全定制-----芯片完全由厂家按特定 电路功能制造
设计人员从晶体管的版 图尺寸、位置和互连线 开始设计,以达到芯片面 积利用率高、速度快、 功耗低的最优性能
优点：
性能最佳 物理成本最低
可模数混合 设计成本大
2021/4/7
1
第1页/共46页
1.1 电子设计自动化技术及其发展
EDA技术的涵义 广义的EDA技术、狭义EDA技术
广义定义： 以计算机硬件和系统软件为基本工作平台，继承和借
鉴前人在电路和系统、数据库、图形学、图论和拓扑逻辑、 计算数学、优化理论等多学科的最新科技成果而研制的商品 化EDA通用支撑软件和应用软件包。 广义的EDA技术 : 1）计算机辅助分析CAA( 如PSPICE EWB MATLAB等）
20世纪70年代
EDA技术雏形
20世纪80年代
EDA技术基础形成
20世纪90年代
EDA技术成熟和实用
2021/4/7
5
第5页/共46页
EDA技术发展分为三个阶段 ：
2021/4/7
21
第21页/共46页
1.4 EDA技术的优势
1．保证设计过程的正确性，大大降低设计成本，缩短设计周期。
2．有各类库的支持。
3．极大地简化设计文档的管理。
4．日益强大的逻辑设计仿真测试技术。
5．设计者拥有完全的自主权，再无受制于人之虞。
6．良好的可移植与可测试性，为系统开发提供了可靠的保证。
使得产品设计效率大幅度提高。
2021/4/7
14
第14页/共46页
2.半定制或全定制ASIC
1）全定制-----芯片完全由厂家按特定 电路功能制造
设计人员从晶体管的版 图尺寸、位置和互连线 开始设计,以达到芯片面 积利用率高、速度快、 功耗低的最优性能
优点：
性能最佳 物理成本最低
可模数混合 设计成本大
2021/4/7
1
第1页/共46页
1.1 电子设计自动化技术及其发展
EDA技术的涵义 广义的EDA技术、狭义EDA技术
广义定义： 以计算机硬件和系统软件为基本工作平台，继承和借
鉴前人在电路和系统、数据库、图形学、图论和拓扑逻辑、 计算数学、优化理论等多学科的最新科技成果而研制的商品 化EDA通用支撑软件和应用软件包。 广义的EDA技术 : 1）计算机辅助分析CAA( 如PSPICE EWB MATLAB等）
EDA技术实用教程精品PPT课件
VerilogHDL与VHDL最常用
VerilogHDL与VHDL的比较
• VHDL来源于古老的Ada语言，VerilogHDL来源于 C语言，VerilogHDL受到一线工作的工程师的青 睐。
• 90%以上的公司采用verilogHDL进行IC设计， ASIC设计必须学习VerilogHDL,VerilogHDL在工 业界通用些，VHDL在大学教学中使用较多
自项向下的设计方法
• 设计说明书 • 行为模型 • 行为仿真 • RTL级建模 • 前端功能仿真 • 逻辑综合 • 测试向量生成 • 功能仿真 • 结构综合 • 门级时序仿真 • 硬件测试
“自顶向下”和“自下向顶”互 为补充
• 原先是采用“自下向顶”的设计方法 • 现在流行“自顶向下”的设计方法 • 两种方法各有利和弊，只强调“自顶向下”
运算步
寄存器传输级（RTL） 时钟周期
逻辑门级（Logic） 延时
门（电路）级（Gate）物理时间
物理级（版图级） （Layout）
几何图形
基本单位
电路的功能（行为） 描述
进程及通信
自然语言描述或ห้องสมุดไป่ตู้互 通信的进程
运算的控制
行为有限状态机、数 据流图、控制流图
寄存器、计数器、多 布尔方程、二元决策 路选择器、算术逻辑 图、有限状态机 单元
• 从算法表示转换到寄存器传输级，即行为 综合
• 从RTL级表示转换到逻辑门的表示，即逻辑 综合
• 从逻辑门表示转换为版图表示，即版图综 合或结构综合
综合与编译的比较
• 编译过程基本属于一种一一对应式的，机 械转换式的“翻译”行为
• 综合具有明显的能动性和创造性，根据设 计库、工艺库以及预先设置的各类约束条 件，选择最优的方式完成电路结构的设计。 对于相同的VHDL表述，综合器可以用不同 的电路结构实现相同的功能。
VerilogHDL与VHDL的比较
• VHDL来源于古老的Ada语言，VerilogHDL来源于 C语言，VerilogHDL受到一线工作的工程师的青 睐。
• 90%以上的公司采用verilogHDL进行IC设计， ASIC设计必须学习VerilogHDL,VerilogHDL在工 业界通用些，VHDL在大学教学中使用较多
自项向下的设计方法
• 设计说明书 • 行为模型 • 行为仿真 • RTL级建模 • 前端功能仿真 • 逻辑综合 • 测试向量生成 • 功能仿真 • 结构综合 • 门级时序仿真 • 硬件测试
“自顶向下”和“自下向顶”互 为补充
• 原先是采用“自下向顶”的设计方法 • 现在流行“自顶向下”的设计方法 • 两种方法各有利和弊，只强调“自顶向下”
运算步
寄存器传输级（RTL） 时钟周期
逻辑门级（Logic） 延时
门（电路）级（Gate）物理时间
物理级（版图级） （Layout）
几何图形
基本单位
电路的功能（行为） 描述
进程及通信
自然语言描述或ห้องสมุดไป่ตู้互 通信的进程
运算的控制
行为有限状态机、数 据流图、控制流图
寄存器、计数器、多 布尔方程、二元决策 路选择器、算术逻辑 图、有限状态机 单元
• 从算法表示转换到寄存器传输级，即行为 综合
• 从RTL级表示转换到逻辑门的表示，即逻辑 综合
• 从逻辑门表示转换为版图表示，即版图综 合或结构综合
综合与编译的比较
• 编译过程基本属于一种一一对应式的，机 械转换式的“翻译”行为
• 综合具有明显的能动性和创造性，根据设 计库、工艺库以及预先设置的各类约束条 件，选择最优的方式完成电路结构的设计。 对于相同的VHDL表述，综合器可以用不同 的电路结构实现相同的功能。
eda技术及应用PPT教学课件
输出配置区
4、输入输出单元IOC（I/O Cell） 5、巨型块（Megablock） 包括8个GLB，1个ORP，16个IOC和两个专用I/O 6、时钟分配单元 二、在系统编程 1、各种状态 2、实现方式 3、编程组态与接口
4、3低密度ISP-PLD原理 4、4 ISP-GDS原理
一、ispGDS（Generic Digital Switch）器件介绍 用于灵活配置连接状态的器件
1、3 EDA特征与工具
特征：自顶向下TOP DOWN 工具：物理工具（PCB制作等）
逻辑工具（PLD器件设计）
特别是ISP（In System Programmability） 和CPLD（Complex Programmable Logic
Device）的使用！
1、4 可编程数字ASIC
第四章、Lattice 公司可编程器件介绍 4、1 ISP器件概述
4、2高密度ISP-PLD器件
一、ispLSI器件结构原理 1、集总布线区GRP（Global Routing Pool）
完成信号互连 2、万能逻辑块GLB（Generic Logic Block）
可编程阵列 3、输出布线区ORP（Output Routing Pool）
3、3 GAL器件 一、GAL器件概述（Generic Array Logic） 1、器件特点
可以反复编程使用 2、分类与参数 二、普通型GAL器件 1、内部电路结构 2、输出逻辑宏单元（OLMC）
OLMC（Output Logic Macro Cell） 可以实现软件进行的多种配置输出形式
三、OLMC的输出结构类型 1、简单模式 2、复合模式 3、寄存器模式（时序电路基本结构） 四、GAL器件的开发与编程 1、硬件条件：编程器和计算机 2、软件条件：可编程器件编译软件 如：ABEL，FUSEMAP等等
4、输入输出单元IOC（I/O Cell） 5、巨型块（Megablock） 包括8个GLB，1个ORP，16个IOC和两个专用I/O 6、时钟分配单元 二、在系统编程 1、各种状态 2、实现方式 3、编程组态与接口
4、3低密度ISP-PLD原理 4、4 ISP-GDS原理
一、ispGDS（Generic Digital Switch）器件介绍 用于灵活配置连接状态的器件
1、3 EDA特征与工具
特征：自顶向下TOP DOWN 工具：物理工具（PCB制作等）
逻辑工具（PLD器件设计）
特别是ISP（In System Programmability） 和CPLD（Complex Programmable Logic
Device）的使用！
1、4 可编程数字ASIC
第四章、Lattice 公司可编程器件介绍 4、1 ISP器件概述
4、2高密度ISP-PLD器件
一、ispLSI器件结构原理 1、集总布线区GRP（Global Routing Pool）
完成信号互连 2、万能逻辑块GLB（Generic Logic Block）
可编程阵列 3、输出布线区ORP（Output Routing Pool）
3、3 GAL器件 一、GAL器件概述（Generic Array Logic） 1、器件特点
可以反复编程使用 2、分类与参数 二、普通型GAL器件 1、内部电路结构 2、输出逻辑宏单元（OLMC）
OLMC（Output Logic Macro Cell） 可以实现软件进行的多种配置输出形式
三、OLMC的输出结构类型 1、简单模式 2、复合模式 3、寄存器模式（时序电路基本结构） 四、GAL器件的开发与编程 1、硬件条件：编程器和计算机 2、软件条件：可编程器件编译软件 如：ABEL，FUSEMAP等等
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。
EDA技术教程新内容幻灯片PPT
[例] module test; reg a,b,c,d,e,out; ‵define expression a + b + c + d; assign out = ‵expression + e; …… 经过宏展开后，assign语句为: assign out = a + b + c + d; + e; //出现语法错误！
个实型数，该数字也是以时间尺度为基准的。
精品文档
4
例9-1
‘timescale 10ns/1ns module test; reg set; parameter p=1.6; initial begin $monitor($time,,“set=”,set); #p set=0; #p set=1; end endmodule
格式 ‵include “文件名”
容复制插入到
‵include “file2.v”
命令出现的地方
file1.v
‵include “file2.v”
A
file2.v
file1.v
预处理后
B
B
A
精品文档
14
9.3 编译预处理语句
▪ 避免程序设计人员的重复劳动！不必将源代码复制到自 己的另一源文件中，使源文件显得简洁。
精品文档
10
9.3 编译预处理语句
❖宏定义的作用： ❖以一个简单的名字代替一个长的字符串或复杂表达式； ❖以一个有含义的名字代替没有含义的数字和符号。
➢ 宏名可以用大写字母，也可用小写字母表示；但建议用大写字母，以 与变量名相区别。
➢ ‵define语句可以写在模块定义的外面或里面。宏名的有效范围为定义 命令之后到源文件结束。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Slide: 20
FPGA厂商
九十年代以后发展很快，是最大可编程逻 辑器件供应商之一。主要产品有： MAX3000/7000、FLEX10K、APEX20K、 ACEX1K、Stratix、Cyclone等。开发软件为 MaxplusII和QuartusII。 普遍认为其开发工 具—MaxplusII是最成功的PLD开发平台之 一，配合使用Altera公司提供的免费OEM HDL综合工具可以达到较高的效率。
查找表的原理
查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT本 质上是一个RAM。目前FPGA多使用4输入的 LUT，所以每一个LUT可以看成为一个具有4位 地址线的16＊1的RAM。当用户通过原理图或 HDL语言描述了一个逻辑电路以后 ，FPGA开发 软件会自动计算逻辑电路的所有可能的结果， 并把结果事先写入RAM，这样，每输入一个信 号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，
2021/3/2
Slide: 7
几个专用名词的介绍
CPLD (Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件.CPLD多 基于乘积项(Product-Term)结构.采用 E2PROM或Flash工艺,断电后信息不 丢失.多用于1万门以下的小规模设计, 适合做复杂的组合逻辑.
找出地址对应的内容，然后输出即可 。
2021/3/2
Slide: 16
查找表PGA内部结构（FLEX系列）
2021/3/2
Slide: 18
逻辑单元（LE）内部结构
2021/3/2
Slide: 19
LUT结构的FPGA逻辑实现原理
2021/3/2
2021/3/2
Slide: 12
乘积项结构CPLD逻辑实现原理
CPLD将以下面的方式来实现组合逻 辑f。
2021/3/2
Slide: 13
几个专用名词的介绍
FPGA (Field Programmable Gate Array)
现场可编程门阵列.FPGA多基于查找表 (Look-Up Table)结构,采用SRAM工艺,密度 高,触发器多,多用于10,000门以上的大规 模设计，适合做复杂的时序逻辑,如数字 信号处理和各种算法.FGPA能完成任何数 字器件的功能,上至高性能CPU,下至简单 的74电路,都可以用FPGA来实现.FPGA已 经成为高性能数字系统的首选方案.
2021/3/2
Slide: 21
FPGA厂商
FPGA的发明者，老牌PLD公司，是最大可编程逻 辑器件供应商之一。产品种类较全，主要有：
XC9500/4000，Coolrunner(XPLA3) ，Spartan, Virtex等。开发软件为ISE。通常来说，在欧洲用 Xilinx的人多，在日本和亚太地区用ALTERA的人 多，在美国则是平分秋色。全球PLD/FPGA产品 60%以上是由Altera和Xilinx提供的。可以讲 Altera和Xilinx共同决定了PLD技术的发展方向。
2021/3/2
Slide: 5
几个专用名词的介绍
PLD (Programmable Logic Device) 可编程逻辑器件.是CPLD和FPGA的 合称,指CPLD或FPGA.
2021/3/2
Slide: 6
可编程逻辑器件的发展
只读存储器(PROM)、紫外线可擦除只读 存储器（EPROM）、电可擦除只读存储器 （EEPROM）。
2021/3/2
Slide: 3
数字系统设计方法
几个专用名词的介绍 数字系统设计的概念 数字系统设计流程 数字系统设计方法论
2021/3/2
Slide: 4
几个专用名词的介绍
EDA (Electronic Design Automation)
电子设计自动化.指利用计算机及相关软 件完成电子系统的设计.具体的讲,是以计 算机为工具,代替设计人员完成电子系统 的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作. 设计人员只需要完成对系统功能的描述, 就可以由计算机软件进行处理,得到设计 结果,极大地提高了设计效率.
可编程阵列逻辑（PAL）、通用阵列逻辑 （GAL）。
20世纪80年代，ALTERA和XILINX分别推 出了复杂可编程逻辑器件（CPLD－Complex Programmable Logic Device）和现场可编程门阵 列（FPGA－Field Programmable Gate Array）。
2021/3/2
Slide: 14
FPGA的结构与原理
基于查找表（Look－Up－Table）的FPGA 结构： 采用这种结构的芯片有： ALTERA公司的FLEX、ACEX、APEX系列。 XILINX公司的SPARTAN、VIRTEX系列。 它们都是基于SRAM工艺。
2021/3/2
Slide: 15
2021/3/2
Slide: 22
FPGA与CPLD的优点
随着VLSI工艺的不断提高，单一芯片内部可以容纳上百 万个晶体管， FPGA／CPLD芯片的规模也越来越大，其 单片逻辑门数已达到8百万门，它所能实现的功能也越来 越强，同时也可以实现系统集成。
基于乘积项的CPLD内部结构（MAX7000系列）
2021/3/2
Slide: 10
CPLD宏单元结构
2021/3/2
Slide: 11
乘积项结构CPLD逻辑实现原理
假设组合逻辑的输出(AND3的输出) 为f，则f=(A+B)*C*(!D)=A*C*!D + B*C*!D ( 我们以!D表示D的“非”）
EDA技术
2007年3月
课程任务
对数字系统设计方法有明确的认识 熟练掌握VHDL的基本语法和使用 熟练使用MAX+PLUSⅡ软件 在MAX+PLUSⅡ软件环境下使用VHDL 设计一个数字系统并通过仿真波形验 证其功能
2021/3/2
Slide: 2
内容提要
数字系统设计方法 VHDL语法与使用 MAX+PLUSⅡ使用介绍 一个实例
2021/3/2
Slide: 8
CPLD结构与原理
基于乘积项（Product －Term）的CPLD 结构： 采用这种结构的PLD芯片有： ALTERA公司的MAX7000、MAX3000系列 （EEPROM工艺） XILINX公司的XC9500系列（FLASH工艺）
2021/3/2
Slide: 9