数字系统设计与Verilog_HDL(第4版)[王金明][电子教案]_l第1章
数字系统设计与Verilog_HDL(第4版)[王金明]第1章
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通常将对基于EEPROM工艺的非易失结构PLD器件
的下载称为编程（Program），将基于SRAM工艺
结构的PLD器件的下载称为配置（Configure）。
1.4 常用的EDA软件工具 集成的 FPGA/CPLD开发工具 逻辑综合器 仿真工具 其他设计工具
集成的FPGA/CPLD开发工具
的逻辑小块放到器件内部逻辑资源的具体位置，并使
它们易于连线；布线则是利用器件的布线资源完成各
功能块之间和反馈信号之间的连接。
仿真（Simulation）
仿真是对所设计电路的功能的验证 功能仿真（Function Simulation） 时序仿真（Timing Simulation）
编程配置
把适配后生成的编程文件装入到PLD器件中的过程
EDA（Electronic Design Automation） 就是以计算机为工作平台，以EDA软件工具为开 发环境，以PLD器件或者ASIC专用集成电路为目 标器件设计实现电路系统的一种技术。 1．电子CAD（Computer Aided Design）
2．电子CAE（Computer Aided Engineering）
综合器是能自动实现上述转换的软件工具，是能将原理图
或HDL语言描述的电路功能转化为具体电路网表的工具
软件编译器和硬件综合器区别
C、ASM... 程序 软件程序编译器
COMPILER
（a）软件语言设计目标流程 硬件描述语言 综合器
CPU指令/数据代码： 010010 100010 1100
VHDL/VERILOG. 程序
现代EDA技术的特征
（1）采用硬件描述语言（HDL）进行设计 （2）逻辑综合与优化 （3）开放性和标准化 （4）更完备的库（Library）
《Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用》课件第2章
➢ 2.1 Verilog HDL的语言要素 ➢ 2.2 数据类型 ➢ 2.3 运算符 ➢ 2.4 模块 1 ➢ 本章小结
2.1 Verilog HDL的语言要素
Verilog HDL语法来源于C语言基本语法，其基本词法 约定与C语言类似。程序的语言要素也称为词法，是由符 号、数据类型、运算符和表达式构成的，其中符号包括空 2 白符、注释符、标识符和转义标识符、关键字、数值等。
or output
parameter pmos
posedge primitive
pull0 pull1 pullup pulldown rcmos real realtime reg release repeat rtran rtranif0 rtranif1 scalared
signed small specify specparam strength strong0 strong1 supply0 supply1 table task time tran tranif0 tranif1
略从此处到行尾的内容。
(2) 多行注释：多行注释以“/*”开始，到“*/”结束，
Verilog HDL忽略其中的注释内容。
5
需要注意的是，多行注释不允许嵌套，但是单行注释
可以嵌套在多行注释中。
例2.1-2 注释符使用示例。
单行注释：
assign a=b & c;
//单行注释
多行注释：
assign a[3:0]=b[3:0]&c[3:0;]; /*注释行1
注释行2 */
非法多行注释：/*注释内容 /*多行注释嵌套多行注释
*/ 注释内容*/
6
数字系统设计与veriloghdl课后答案
数字系统设计与veriloghdl课后答案【篇一：数字逻辑与数字系统设计习题参考答案】>第1章习题解答1.3 (1)86(2)219(3)106.25(4)0.6875 (4)0.1011.4 (1)101111(2)1001000(3)100001l.111.5 (1)(117)10=(165)8=(1110101)2=(75)16(2)(3452)10=(6574)8=(110101111100)2=(d7c)16(3)(23768.6875)10=(56330.54)8=(101110011011000.1011)2=(5cd 8.b)16 (4)(0.625)10=(0.5)8=(0.101)2=(0.a)16 1.6(1)(117)8=(1001111)2=(79)10(2)(7456)8=(111100101110)2=(3886)10(3)(23765.64)8=(10 0111 1111 0101.1101)2=(10229.8125)10(4)(0.746)8=(0.11111)2=(0.96875)10 1.7 (1)(9a)16=(10011010)2=(154)10(2) (3cf6)16=(11110011110110)2=(15606)10(3) (7ffe.6)16=(111111*********.011)2=(32766.375)10 (4)(0.c4)16=(0.110001)2=(0.765625)10 1-8(1)(125)10=(000100100101)8421bcd(2)(7342)10=(0111001101000010)8421bcd(3)(2018.49)10=(0010000000011000.01001001)8421bcd(4)(0.785)10=(0.011110000101)8421bcd1.9(1)(106)10=(1101010)2 原码=反码=补码=01101010 (2)(-98)10=(-1100010)2原码=11100010反码=10011101 补码=11100011(3)(-123)10=(-1111011)2 原码=11111011反码=10000101 补码=11111011(4)(-0.8125)10=(-0.1101)2 原码=1.1101000反码=1.0010111 补码=1.00110001.10(1)(104)10=(1101000)2 [1101000]补=01101000(-97)10=(-1100001)2 [-1100001]补=1001111101101000 + 10011111 0000011110000011 + 01001111 11010010[104-97]补=01101000+10011111=00000111, 104-97=(00000111)2=7 (2) (-125)10=(-1111101)2(79)10=(01001111)2[-1111101]补=10000011 [01001111]补=0100111101111000 [-125+79]补=10000011+01001111=11010010，-125+79=(-0101110)2=-46 (3) (120)10=(1111000)2[01111000]补=01111000(-67)10=(-1000011)2[-1000011]补=10111101[120-67]补=10000011+01001111=00110101，-125+79=(00110101)2=53 (4) (-87)10=(-1010111)2[-1010111]补=10101001(12)10=(1100)2[1100]补=00001100[-87+12]补=10101001+00001100=10110101，-125+79=(-1001011)2=-75+ 10111101 0011010110101001+ 00001100 10110101第2章习题解答2.3 解：根据逻辑图可直接写出逻辑表达式：(a) f=ab?bc；(b)f=abbcac解：设3个输入变量分别为a、b、c，输出为f，按题意，其中有奇数个为1，则输出f＝1，因此可写出其逻辑表达式为f=abc?abc?abc?abc。
精品课件-Verilog HDL数字系统设计-Verilog HDL数字系统设计-第1章
编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为ASIC领域中的 一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服 了原有可编程器件门电路有限的缺点。
第1章 概 述
26
如前所述，FPGA是由存放在片内的RAM来设置其工作状态的， 因此工作时需要对片内RAM进行编程。用户可根据不同的配置模 式，采用不同的编程方式。FPGA有如下几种配置模式：
第1章 概 述
1
第1章 概
述
1.1 EDA技术简介 1.2 可编程器件 1.3 Verilog HDL简介
第1章 概 述
2
1.1 EDA技术简介
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(EDA，Electronic Design Automation)技术。所谓 EDA技术，就是依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上， 对以硬件描述语言(HDL，Hardware Description Language)为 系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地进行逻辑编译、化 简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真测试，直至实 现既定的电子线路系统功能。
6．目标器件的编程/下载 7．硬件仿真与测试
第1章 概 述
18
1.2 可 编 程 器 件
1.2.1 可编程逻辑器件概述 随着数字电路的普及，传统的定制数字集成电路器件已满
足不了应用的需求，可编程逻辑器件(PLD)应运而生，并逐渐地 成为主流产品。PLD与传统定制器件的主要区别是它的可编程性， 它的逻辑功能是由用户设计的，并且一般都可重复编程和擦除， 即PLD是能够为客户提供范围广泛的多种逻辑能力、特性、速度 和电压特性的标准成品部件，而且此类器件的功能可在任何时 间修改，从而实现多种不同的功能。对于可编程逻辑器件，设 计人员可利用价格低廉的软件工具快速开发、仿真和测试其设 计。
数字系统设计verilog HDL 第 版 王金明
第3章 Quartus Prime使用指南3.1 Quartus Prime原理图设计n3.1.1 半加器原理图设计输入Quartus Prime的主界面Quartus Prime的主界面3.1.1 半加器原理图设计输入输入元件Quartus Prime的主界面3.1.1 半加器原理图设计输入半加器电路图Quartus Prime的主界面3.1.1 半加器原理图设计输入使用New Project Wizard创建工程Quartus Prime的主界面3.1.1 半加器原理图设计输入设置Directory，Name，Top-Level Entity对话框Quartus Prime的主界面3.1.1 半加器原理图设计输入将设计文件加入当前工程中Quartus Prime的主界面3.1.1 半加器原理图设计输入选择目标器件Quartus Prime的主界面3.1.1 半加器原理图设计输入选择综合器、仿真器Quartus Prime的主界面3.1.1 半加器原理图设计输入工程信息汇总显示Quartus Prime的主界面3.1.2 1位全加器设计输入Quartus Prime的主界面创建元件符号对话框3.1.2 1位全加器设计输入Quartus Prime的主界面１位全加器原理图3.1.3 1位全加器的编译n选择菜单Processing→Start Compilation，或者单击按钮，即启动了完全编译，完全编译包括如下5个过程：n分析与综合（Analysis & Synthesis）；n适配（Fitter）；n装配（Assembler）；n定时分析（TimeQuest Timing Analysis）；n网表文件提取（EDA Netlist Writer）。
Quartus Prime的主界面3.1.3 1位全加器的编译Quartus Prime的主界面编译信息汇总3.1.4 1位全加器的仿真Quartus Prime的主界面建立Quartus Prime和Modelsim的链接3.1.4 1位全加器的仿真Quartus Prime的主界面设置仿真文件的格式和目录3.1.4 1位全加器的仿真Quartus Prime的主界面自动生成的Test Bench模板文件3.1.4 1位全加器的仿真Quartus Prime的主界面对Test Bench进一步设置3.1.4 1位全加器的仿真1位全加器时序仿真波形图Quartus Prime的主界面3.1.5 1位全加器的下载n本例针对的下载板为DE2-115，故目标器件应为：EP4CE115F29C7。
《Verilog HDL数字系统设计——原理、实例及仿真》课件第5章
第5章 结构级建模方法
27
图5.8 多输出门
第5章 结构级建模方法
28
图5.9和表5.7为多输出门的逻辑符号和逻辑表。
第5章 结构级建模方法
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图5.9 多输出门的逻辑符号
第5章 结构级建模方法
第5章 结构级建模方法
5
下面是门类型的引用:
nand #10 nd1(a,data,clock,clear); 该语句中引用了一个名为nd1的与非门(nand)，其输入为 data、clock和clear，输出为a，输出与输入的延时为10个单位 时间。
第5章 结构级建模方法
6
5.1.1 基本门
1．多输入门
图5.2 与门的逻辑符号
第5章 结构级建模方法
10
表 5.1 与门的逻辑表
and
01xz
0
0000
1
01xx
x
0x xx
z
0x xx
第5章 结构级建模方法
11
2) 与非门(nand) 图5.3和表5.2所示为与非门的逻辑符号和逻辑表。 例如：
nand U2 (sum, a, b, c); /*与非门U2，输出为sum，带有3个输入a、b、c*/
第5章 结构级建模方法
15
图5.4 或门的逻辑符号
第5章 结构级建模方法
16
表 5.3 或门的逻辑表
or
01xz
0
01xx
1
1111
x
x1xx
z
x1xx
第5章 结构级建模方法
17
4) 或非门(nor) 图5.5和表5.4所示为或非门的逻辑符号和逻辑表。 例如：
nor U5(out,in1,in2)；
第7章王金明verilog HDL 程序设计教程
语句描述的4选 【例7.2】 用case语句描述的 选1 MUX 】 语句描述的 module mux4_1b(out,in1,in2,in3,in4,s0,s1); input in1,in2,in3,in4,s0,s1; output reg out; always@(*) //使用通配符 使用通配符 case({s0,s1}) 2'b00:out=in1; 2'b01:out=i9;b11:out=in4; default:out=2'bx; endcase endmodule
【例7.4】 数据流描述的 选1 MUX 】 数据流描述的4选 module mux4_1c(out,in1,in2,in3,in4,s0,s1); input in1,in2,in3,in4,s0,s1; output out; assign out=(in1 & ~s0 & ~s1)|(in2 & ~s0 & s1)| (in3& s0 & ~s1)|(in4 & s0 & s1); endmodule
门元件的调用 对于buf和not两种元件的调用，需注意 和 两种元件的调用， 对于 两种元件的调用 的是：它们允许有多个输出， 的是：它们允许有多个输出，但只能 有一个输入。比如： 有一个输入。比如：
not N1(out1,out2,in); //1个输入 ，2个输出 个输入in， 个输出 个输出out1,out2 个输入 buf B1(out1,out2,out3,in); //1个输入 ，3个输出 个输入in， 个输出 个输入 out1,out2,out3
用基本门实现的4选 用基本门实现的 选1 MUX原理图 原理图
7.3 行为描述
第4章 Verilog设计初步 数字系统设计与Verilog HDL (第4版)教学课件
qout[0]<=~qout[WIDTH-1];
end
end
endmodule
Synplify Pro新建项目对话框
Synplify Pro新建文件对话框
Implementation Option对话框
约翰逊计数器综合后的RTL级原理图
约翰逊计数器综合后的门级原理图 （MAX7000器件）
begin
if(~reset) begin q<=1'b0;qn<=1'b1; end //异步清0，低电平有效
else if(~set) begin q<=1'b1;qn<=1'b0; end
//异步置1，低电平有效
else
begin q<=d;qn<=~d; end
end
endmodule
4.4 Verilog基本时序电路设计
begin if(~reset) begin q<=1'b0;qn<=1'b1;end
//同步清0，低电平有效 else if(~set) begin q<=1'b1;qn<=1'b0;end //同步置1，低电平有效 else begin q<=d; qn<=~d; end
end endmodule
【例4.11】 带异步清0/异步置1（低电平有效）的D触发器
module dff_asyn(q,qn,d,clk,set,reset);
input d,clk,set,reset; output reg q,qn;
always @(posedge clk or negedge set or negedge reset)
数字系统设计与VerilogHDL课程设计
数字系统设计与VerilogHDL课程设计一、课程设计背景数字系统设计和VerilogHDL是计算机科学与技术专业中比较重要的课程之一。
在该课程中，学生将学习到数字系统的设计和实现过程，以及VerilogHDL语言的应用和编写。
本课程设计旨在让学生通过实践，巩固并深化所学知识，提高其实际运用能力，并帮助学生更好地理解数字系统设计和VerilogHDL的重要性。
二、课程设计目标与要求1. 课程设计目标本课程设计主要目标是让学生了解数字系统设计和VerilogHDL的工作原理和实现方法，并通过实践进行巩固，提高学生的动手能力，为日后从事该领域的工作做好充分的准备。
2. 课程设计要求本课程设计要求学生能够在充分理解了数字系统设计和VerilogHDL的基本原理和方法后，进行硬件电路图、程序代码的设计和仿真。
同时，学生需要自主完成以下任务：1.学习数字系统设计和VerilogHDL的基本知识。
2.设计并仿真一个简单的多功能数字系统，包括至少一个输入和一个输出设备，以及多个存储器（SRAM、DRAM、ROM等都可以）。
3.使用VerilogHDL语言设计实现一个几位数的计算器。
4.完成个人或小组课程设计报告，包括设计过程中的心得、体会等内容。
三、课程设计流程1. 学习数字系统设计和VerilogHDL的基本知识数字系统设计和VerilogHDL的基本知识包括数字系统的基本概念、数字信号处理、电路设计和VerilogHDL的基本语法和程序设计方法等。
学生可以通过阅读相关教材和参考资料来学习这些知识。
2. 设计多功能数字系统在完成学习后，学生可以开始设计自己的多功能数字系统。
该系统应该包括输入、输出、存储器等组件，并应该考虑到系统的稳定性、处理速度、数据存储和传输等方面的问题。
设计的过程中还需注意电路连接、时序控制、设计优化等方面，确保数字系统的高效功能和性能。
3. 设计计算器在完成多功能数字系统的设计后，学生可以进一步使用VerilogHDL语言，编写程序设计一个几位数的计算器。
EDA课程设计 多功能数字钟设计程序清单 数字系统设计与verilog HDL(第四版) 王金明
EDA课程设计多功能数字钟设计程序清单数字系统设计与verilog HDL(第四版)王金明/*引脚锁定基于DE2一70，芯片为EP2C70F896，信号定义如下: Clk50m: 50MHz 时钟输，mode:模式选择0：计时模式1：设置闹钟模式mcheck:手动调整时间turn:手动调整时间，在时、分之间选择change:对选中的数据调整led hourl，led_hour0，led_minul，led_minu0，led_secl,led sec0；alert: 闹钟输出ld_alert: 是否设置了闹钟ld_hour,id_min,ld_sec：在调整时，指示选中了时，分还是秒*/moduleclock(clk50m,mode,turn,change,mreset,led_hour1,led_hour0,led_minu1,led_minu0, led_sec1,led_sec0, alert,ld_alert,ld_check,ld_hour,ld_min,ld_sec);input clk50m;input mode; // key0键input turn; //keyl键input change; // key2 键input mreset; //switch0复位，低电平有效output alert; //gpioO->IOAOoutput ld_alert; //ledgO-led19output ld_check; //ledgl-led22output ld_hour; //ledr3-led13output ld_min; //ledr9-led9output ld_sec; //ledr7-led7output[6:0] led_hour1;output[6:0] led_hour0;output[6:0] led_minu1;output[6:0] led_minu0;output[6:0]led_sec1;output[6:0]led_sec0;reg [1:0] modestate;//00: 计时模式10:闹钟模式; 01：手动调整模式；11:非法模式wire nowmode;//记录当前模式，0：计时模式；1: 设置闹钟模式wire ischecking; //是否在手动调整时间assign {nowmode, ischecking}=modestate;always@(negedge mode)//两个按钮都是低电平有效begincase (modestate)2'b00 : modestate<=2'b10; //设置闹钟模式优先2'b10: modestate<=2'b01; //手动调整模式2'b01: modestate<=2'b00;default :modestate<=2'b00;endcaseendwire reset, clk_1hz;switch #(8) rmjitter(clk50m,mresetr,reset);clk50mtol genlhz (clk50m, clk_1hz) ; //生成1Hz的时钟wire [2 : 0] selcode; //对turn信号在不同模式bitsel seldecoder (nowmode, ischecking, turn, selcode, reset);wire [3:0] clocktime0,clocktimel,clocktime2,clocktime3,clocktime4,clockthre5;//计时输出的时钟数值wire clockalarmon; //整点报时的闹钟输出wire [2 : 0] counterselcode;assign counterselcode=(modestate==2'b01)?selcode:3'b000;counter_time clock_time (clk_1hz,counterselcode,~change,clocktime5,clocktime4,clocktime3,clocktime2,clock time1,clocktime0,clockalarmon,reset);wire[3:0] alarmtime0,alarmtime1,alarmtime2,alarmtime3;wire alarmon;alarm_time alarm_time ( clk_1hz , nowmode , selcode [ 2 : 1] , change ,{clocktime5, clocktime4, clocktime3, clocktime2, clocktime1},{alarmtime3, alarmtime2, alarmtime1, alarmtime0} , alarmon, reset) ;wire voiceout ;alarm alarmvoice (clk50m,{clockalarmon, alarmon} ,voiceout, raset) ;//显示输出部分assign {ld_hour,ld_min,ld_sec}=(ischecking||nowmode)?selcode:3'b000; assign alert=voiceout;reg[3:0] showout2,showout3,showout4,showout5;led led5 (showout5,led_hour1) ; //led译码显示led led4 (showout4,led_hour0) ;led led3 (showout3,led_minu1) ;led led2 (showout2,led_minu0) ;led led1 (clocktime1,led_sec1) ;led led0 (clocktime0,led_sec0) ;alwaysbegin if ( nowmode)begin showout5=alarmtime3 ; showout4=alarmtime2 ;showout3=alarmtime1; showout2=alarmtime0 ; end else beginshowout5=clocktime5; showout4=clocktime4 ;showout3=clocktime3 ; showout2=clocktime2 ; end endassign ld_alert=nowmode; assign ld_check=ischecking;endmodule/*alarm.V：闹铃模块Clk50m: 50MHz输入时钟alarmon:闹铃是否打开，2'b00:不打开：2'b01：闹钟;2'b10:整点报时ala rmoUt:闹铃声音输出*/module alarm(clk50m,alarmon,alarmout,reset);input[1:0] alarmon;input clk50m,reset;output reg alarmout;reg[15:0] counter_1k;wire clk_1k;assign clk_1k=counter_1k[4];always@(posedge clk50m)begin if (counter_1k==20) counter_1k<=0;else counter_1k<=counter_1k+1'b1; endwire ddd_du_out,ddd_out;sound_ddd_du ddd_du (clk_1k,alarmon[1] ,ddd_du_out) ;sound_ddd ddd(clk_1k,alarmon[0],ddd_out);alwaysbegin if (!reset)begin if (alarmon [0]==1'b1) //ddd,闹钟的响铃优先级更高alarmout=ddd_out ;else if (alarmon==2'b10) alarmout=ddd_du_out;else alarmout=0 ;end else alarmout=0 ;endendmodule/*alarm_time.V:闹钟时间设定模块enable:使能信号Sel：在时、分之间切换选择10:时；01:分inc：对选中的信号自增basetime:基准时钟*/module alarm_time (clk_1hz , enable, sel, inc, basetime, alarmouttime, alarm_on, reset) ;input clk_1hz,enable, inc,reset;input[1:0] sel;input[4*5-1:0] basetime;output reg alarm_on;output [4*4-1: 0] alarmouttime;reg [ 3 : 0] hour1, hour0 , minu1, minu0 ; //存储的设定时间always@ (posedge inc or posedge reset)begin if (reset) //reset=1时复位begin { hour1, hour0,minu1, minu0 } <=16'h0 ; endelse beginif (enable) beginif (sel==2'b10) //设置时begin if({hour1,hour0}==8'h23) {hour1,hour0}<=8'h00;else if (hour0==9)begin hour0<=0;hour1<=hour1+1'b1; endelse hour0<=hour0+1'b1;endelse if(sel===2'b01)//设置分begin if({minu1,minu0}==8'h59) {minu1,minu0}<=8'h00;else if (minu0==4'h9)begin minu0<=4'h0;minu1<=minu1+4'h1;endelse minu0<=minu0+4'h1; endelse {hour1,hour0,minu1,minu0}<=16'h0;end endendalways //闹钟开始条件beginif(({hour1,hour0,minu1,minu0}==basetime[ (4*5-1) :4]) && (basetime[3:0]<2)) alarm_on=1'b1;else alarm_on=1'b0; endassign alarmouttime={ hour1,hour0,minu1,minu0};endmodule/*counter time，v：计时模块，并留有调整接;check:调整信号，3位，分别调整时、分、秒，调整方法:将计数输出给加法器，把调整信息转换成异步置数信息，将加法器的输出作为置数值；hour1，hour0，minul, minu0, sec1，sec0:输出的计时时钟;alarmout:整点报时输出*/modulecounter_time(clk_1hz,check,inc,hour1,hour0,minu1,minu0,sec1,sec0,alarmout,reset); input clk_1hz,inc,reset;input[2:0] check;output[3:0] hour1,hour0,minu1,minu0,sec1,sec0;output reg alarmout;reg clk_1hz_md;wire [6: 0] carryclk;reg[5:0] incplus;//自增脉冲wire [5 : 0] carry; //进位时钟wire [3 : 0] adderout0,adderout1,adderout2,adderout3,adderout4,adderout5;wire [3 : 0] timerout0,timerout1,timerout2,timerout3,timerout4,timerout5; hexcounter counter_sec0(carryclk[0],reset,4'd9,4'b0,timerout0,carry[0]); hexcounter counter_sec1(carryclk[1],reset,4'd5,4'b0,timerout1,carry[1]); hexcounter counter_minu0(carryclk[2],reset,4'd9,4'b0,timerout2,carry[2]); hexcounter counter_minu1(carryclk[3],reset,4'd5,4'b0,timerout3,carry[3]);wire [3:0] hour0max;assign hour0max=(timerout5==4'h2)?(4'h3) : (4'h9);hexcounter counter_hour0(carryclk[4],reset,hour0max,4'b0,timerout4,carry[4]); hexcounter counter_hour1(carryclk[5],reset,4'd2,4'b0,timerout5,carry[5]);//每个计时器的时钟，由前级进位和自堦脉冲相加得到assign carryclk[0]=(check==4'h0) ? clk_1hz_md:incplus[0];assign carryclk[1]=carry[0]|incplus[1];assign carryclk[2]=(check==4'h0) ? carry[1]:incplus[2];assign carryclk[3]=carry[2]|incplus[3];assign carryclk[4]=(check==4'h0) ? carry[3]:incplus[4];assign carryclk[5]=carry[4]|incplus[5];always //对异步置位信号进行解码begin case (check)3 'b001: begin clk_1hz_md=0;incplus={5 'b00000, inc} ;end3 'b010 : begin clk_1hz_md=0;incplus={3'b000,inc,2'b00};end3 'b100 : begin //在正常的调节状态中clk_1hz_md=0;incplus={1'b0, inc, 4'b000};enddefault:begin incplus=6'b000000;clk_1hz_md=clk_1hz ;endendcaseendalways begin if (((reset|check)==0)&&(timerout3==0) && (timerout2==0) && (timerout1<2)) alarmout=1;//时间小于20秒的时间内else alarmout=0;endassign hour1=timerout5;assign hour0=timerout4;assign minu1=timerout3;assign minu0=timerout2;assign sec1=timerout1;assign sec0=timerout0;endmodule/*Clk50mtol.v: 50mhz 时钟分频到lhz */module clk50mtol(clk50m,clk1hz);input clk50m;output clk1hz;reg [25:0]counter_1hz;//从50mhz 分频到lhz 的计数器assign clk1hz=counter_1hz[14];//assign clk1hz=counter_1hz[25];always@ (posedge clk50m)beginif(counter_1hz==20000) counter_1hz<=0;else counter_1hz<=counter_1hz+1'b1;endendmodule/*led.v:7段数码管(led)译码显示模块datain:4位，10进制数输入ledout：7位，数码管的7段*/module led(datain,ledout);parameter INWIDTH=4;parameter OUTWIDTH=7;input[INWIDTH-1: 0] datain;output [OUTWIDTH-1:0] ledout;reg[OUTWIDTH-1:0] dataout;assign ledout=dataout;always begincase (datain)0 : dataout<=7'b1000000;1 : dataout<=7'b1111001;2 : dataout<=7'b0100100;3 : dataout<=7'b0110000;4 : dataout<=7'b0011001;5 : dataout<=7'b0010010;6 : dataout<=7'b0000010;7 : dataout<=7'b1111000;8 : dataout<=7'b0000000;9 : dataout<=7'b0010000;default : dataout<=7'b1000000;endcaseendendmodule/*switch-v：对按键开关的消抖电路，采用一个频率较低的时钟，对输入进行采样，消除抖动*/module switch(clk,keyin,keyout);parameter COUNTWIDTH=8;input clk, keyin;output reg keyout;reg [COUNTWIDTH-1: 0] counter;wire clk_use; //频率较低的时钟assign clk_use=counter [COUNTWIDTH-1];always@ (posedge clk)counter<=counter+1'b1;always@ (posedge clk_use)keyout<=keyin;endmodule/*bitsel-v：将输出解码成对时、分、秒的选择(并且分闹钟设置模式还是计时模式)Alarmmode:是否是在设置闹钟模式checkmode：是否是在调整时间模式*/module bitsel(alarmmode, checkmode, sel, selcode, reset) ;input alarmmode, checkmode, sel, reset;output reg [2:0] selcode;reg [2:0] check_code ;reg [1:0] alarm_code ;always@ (negedge sel or posedge reset)begin if (reset) check_code<=3'b000; //reset=1 复位else begincase (check_code)3 'b000: check_code<=3 'b001;3 'b001: check_code<=3 'b010;3 'b010: check_code<=3 'b100;3 'b100: check_code<=3 'b001;default: check_code<=3 'b000;endcaseendendalways@ (negedge sel or posedge reset)begin if (reset) alarm_code<=2 'b00; //低电平复位else begincase (alarm_code)2'b00 : alarm_code<=2'b01;2 'b01 : alarm_code<=2 'b10 ;2 'b10 : alarm_code<=2 'b01;default : alarm_code<=2 'b00;endcaseendendalwaysbegin if (alarmmode^checkmode) //两个当中只有1个为1 begin if (checkmode) selcode=check_code;else selcode={alarm_code,1'b0}; endelse selcode=3 'b000 ;endendmodule/*adder.v:加法器*/module adder(in1, in2, out);parameter in1width=8;parameter in2width=8;parameter outwidth=8;input [in1width-1: 0] in1;input [in2width-1: 0] in2;output[outwidth-1: 0] out;assign out=in1+in2;endmodule/*excounter-v：16进制计数的一个计数器*/module hexcounter (clk, set, max, setdata, dataout, carryout) ; input clk,set;input[3:0] max,setdata;output carryout;output[3:0] dataout;reg[3:0] counter;reg carrybit;assign carryout=carrybit;assign dataout=counter;always@ (posedge clk or posedge set)begin if (set) //set是高电平有效begin counter<=setdata;carrybit<=0 ;endelse begin if( (counter==max)||(counter>max) )begin counter<=0 ;carrybit<=1;endelse begin counter<=counter+1'b1;carrybit<=0 ;endendendendmodule/*sound_ddd.V:发出嘀嘀嘀闹铃声模块*/module sound_ddd(clk_1k, on, out);parameter soundspace=30;parameter shotstopspace=20; //20ms,两个嘀声的时间距离parameter longstopspace=50;//50ms，连续三个嘀后的时间距离input clk_1k,on;output reg out;reg sound;always@ (posedge clk_1k)begin sound<=~sound; endreg[10:0] mscount;always@ (posedge clk_1k)begin if (mscount== (soundspace*3+shotstopspace*2+longstopspace-1) )mscount<=0;else mscount<=mscount+1'b1;endalways@ (negedge clk_1k)begin if (on)begin if ( (mscount>=0) && (mscount<soundspace) ) out<=sound;else if ( (mscount>=soundspace) && (mscount< (soundspace+shotstopspace) ) )out<=0;else if ( (mscount>= (soundspace+shotstopspace) ) && (mscount< (soundspace+shotstopspace) +soundspace) )out<=sound;else if ( (mscount>= (soundspace+shotstopspace) +soundspace) && (mscount< (soundspace+shotstopspace) *2) )out<=0;else if ( (mscount>= (soundspace+shotstopspace) *2)&&(mscount< ((soundspace+shotstopspace) *2+soundspace) ) )out<=sound;else out<=0;endelse out<=0 ;endendmodule/* sound ddd du，v：发出声音嘀嘀嘀一嘟声音模块*/module sound_ddd_du (clk_1k, on, out) ;parameter SOUNDSPACE=30;parameter shotstopspace=20;//20ms，两个嘀声的时间距离parameter longsoundspace=60; //嘟的长度input clk_1k, on;output reg out;reg sound_di, sound_du;always@ (posedge clk_1k) sound_di<=~sound_di;always@ (posedge sound_di) sound_du<=~sound_du;reg [ 11 : 0 ] mscount ;always@ (posedge clk_1k)begin if (on)begin if (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) *3+longsoundspace+10)mscount<=mscount+1'b1;endelse mscount<=0 ;endalways@ (negedge clk_1k)begin if (on)begin if ( (mscount>=0) && (mscount<SOUNDSPACE) ) out<=sound_di;else if ( (mscount>=SOUNDSPACE) && (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) ) )out<=0 ;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) ) && (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) +SOUNDSPACE) )out<=sound_di ;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) +SOUNDSPACE) && (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) *2) )out<=0;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) *2) && (mscount< ( (SOUNDSPACE+shotstopspace) *2+SOUNDSPACE) ) )out<=sound_di;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) *2+SOUNDSPACE) && (mscount< (SOUNDSPACE+shotstopspace) *3) )out<=0;else if ( (mscount>= (SOUNDSPACE+shotstopspace) *3) && (mscount< ( (SOUNDSPACE+shotstopspace) *3+longsoundspace) ) )out<=sound_du;else out<=0;endendendmodule。
Verilog HDL 数字系统设计及实践 第1章 Verilog层次化设计
1.3 Testbench的概念
// 添加激励 initial begin #0 A = 4'b0000; // 激励信号i_A初始值0 B = 4'b0000; // 激励信号i_B初始值0 Cin = 1'b0; // 激励信号i_Cin初始值0 #20 A = 4'b1111; // 20ns后，i_A值变为15 #20 B = 4'b0001; // 20ns后，i_B值变为1 #20 A = 4'b1110; // 20ns后，i_A值变为14 #20 Cin = 1'b1; // 20ns后，i_Cin值变为1 #10 $finish; // 结束仿真 end // 调用系统函数$monitor, 监视列表中的参数变化并显示 initial $monitor($time, " A:%d B:%d Cin:%d , sum:%d , carry:%d ", A, B, Cin, S, Cout); endmodule
o_S
o_S[3]
o_Cout
图1.1 四位全加器结构图
1.2 模块和端口
module exap (A,B,C); input A,B; output C; …… //逻辑功能描述 endmodule
A
exap
B
C
图1.2 模块和端口 一个模块的代码主要由 下面几个部分构成： 模块名定义、端口描述 和内部功能逻辑描述。 一个模块通常就是 一个电路单元器件
1.3 Testbench的概念
tb_fadder i_A i_B i_Cin i_A o_S i_B i_Cin fadder_4 o_Cout $monitor 显示
图1.6 tb_fadder结构
数字系统设计与VerilogHDL第四版课程设计
数字系统设计与VerilogHDL第四版课程设计1. 概述数字系统设计与VerilogHDL第四版是数字系统设计方面的经典教材，本课程设计以此为指导，通过对数字系统的设计和VerilogHDL的学习，加深学生对数字系统的认知和理解，掌握一定的数字系统设计和VerilogHDL的编程能力。
2. 课程设计内容课程设计的主要内容是数字系统设计和VerilogHDL，其中包括以下几个方面：2.1 数字系统设计数字系统设计是计算机科学和电气工程领域中的核心课程，其原理、方法和技术在广泛的领域中得到了应用。
本次课程设计主要针对数字系统的设计理论进行研究和应用，包括数字系统的基本概念、数字系统的设计方法、数字系统的实现等。
2.2 VerilogHDLVerilogHDL是一种硬件描述语言，常用于数字电路的设计和验证。
本次课程设计的另一个重点是学习VerilogHDL的语法和规则，掌握VerilogHDL的基本编程能力，能够使用VerilogHDL设计并实现数字电路的各种功能。
2.3 课程设计任务针对课程设计的内容，我们将学生分为若干个小组，每个小组设计一个数字电路，并使用VerilogHDL对其进行描述和实现。
课程设计具体包括以下任务：•确定数字电路设计的主题和功能•设计数字电路的逻辑模型和信号流图•使用VerilogHDL实现数字电路的各个部分•对设计的数字电路进行仿真和测试•优化数字电路的性能和可靠性3. 课程设计评价本次课程设计的评价主要考虑以下几个方面：3.1 设计方案的创新性和实用性设计方案的创新性和实用性是评价设计方案的重要指标。
学生们要根据实际需求和现有技术，提出有价值的设计方案，并且能够实现。
3.2 VerilogHDL的使用情况VerilogHDL的使用情况是评价学生的编程能力的主要指标。
学生们需要掌握VerilogHDL的基本语法和规则，熟练地运用VerilogHDL进行编程实现。
3.3 数字电路的性能和可靠性数字电路的性能和可靠性是评价设计方案的另一个重要指标。
数字系统设计与veriloghdl课后答案
数字系统设计与veriloghdl课后答案【篇一：数字逻辑与数字系统设计习题参考答案】>第1章习题解答1.3 (1)86(2)219(3)106.25(4)0.6875 (4)0.1011.4 (1)101111(2)1001000(3)100001l.111.5 (1)(117)10=(165)8=(1110101)2=(75)16(2)(3452)10=(6574)8=(110101111100)2=(d7c)16(3)(23768.6875)10=(56330.54)8=(101110011011000.1011)2=(5cd 8.b)16 (4)(0.625)10=(0.5)8=(0.101)2=(0.a)16 1.6(1)(117)8=(1001111)2=(79)10(2)(7456)8=(111100101110)2=(3886)10(3)(23765.64)8=(10 0111 1111 0101.1101)2=(10229.8125)10(4)(0.746)8=(0.11111)2=(0.96875)10 1.7 (1)(9a)16=(10011010)2=(154)10(2) (3cf6)16=(11110011110110)2=(15606)10(3) (7ffe.6)16=(111111*********.011)2=(32766.375)10 (4)(0.c4)16=(0.110001)2=(0.765625)10 1-8(1)(125)10=(000100100101)8421bcd(2)(7342)10=(0111001101000010)8421bcd(3)(2018.49)10=(0010000000011000.01001001)8421bcd(4)(0.785)10=(0.011110000101)8421bcd1.9(1)(106)10=(1101010)2 原码=反码=补码=01101010 (2)(-98)10=(-1100010)2原码=11100010反码=10011101 补码=11100011(3)(-123)10=(-1111011)2 原码=11111011反码=10000101 补码=11111011(4)(-0.8125)10=(-0.1101)2 原码=1.1101000反码=1.0010111 补码=1.00110001.10(1)(104)10=(1101000)2 [1101000]补=01101000(-97)10=(-1100001)2 [-1100001]补=1001111101101000 + 10011111 0000011110000011 + 01001111 11010010[104-97]补=01101000+10011111=00000111, 104-97=(00000111)2=7 (2) (-125)10=(-1111101)2(79)10=(01001111)2[-1111101]补=10000011 [01001111]补=0100111101111000 [-125+79]补=10000011+01001111=11010010，-125+79=(-0101110)2=-46 (3) (120)10=(1111000)2[01111000]补=01111000(-67)10=(-1000011)2[-1000011]补=10111101[120-67]补=10000011+01001111=00110101，-125+79=(00110101)2=53 (4) (-87)10=(-1010111)2[-1010111]补=10101001(12)10=(1100)2[1100]补=00001100[-87+12]补=10101001+00001100=10110101，-125+79=(-1001011)2=-75+ 10111101 0011010110101001+ 00001100 10110101第2章习题解答2.3 解：根据逻辑图可直接写出逻辑表达式：(a) f=ab?bc；(b)f=abbcac解：设3个输入变量分别为a、b、c，输出为f，按题意，其中有奇数个为1，则输出f＝1，因此可写出其逻辑表达式为f=abc?abc?abc?abc。
数字系统设计与verilog_HDL_王金明_第四版__EDA期末知识点复习（宁波工程学院电科版）
数字系统设计与verilog_HDL_王金明_第四版__EDA期末知识点复习（宁波工程学院电科版）1、采用硬件描述语言(HDL)进行电路设计的优势。
1)更适合用于描述规模大、功能复杂的数字系统2)语言标准化、便于设计的复用、交流、保存和修改3)设计与工艺的无关性，宽范围的描述能力，便于组织大规模、模块化的设计2、Verilog模块的结构模块声明：包括模块名字、模块输入、输出端口列表，结束关键字为endmodule端口定义：格式为：input: 端口名1，端口名2…端口名n；output: 端口名1，端口名2…端口名n；inout: 端口名1，端口名2…端口名n；3、标识符是用户在编程时给verilog对象起的名字，模块、端口和实例的名字都是标识符。
标识符可以是任意一组字母、数字以及符号“$”和“_”的组合，但标识符的第一个字符必须是字母（a-z，A-Z）或者是下划线“_”，标识符最长可包含1023个字符，此外，标识符区分大小写。
4、整数写法：+/-’1、在较长的数之间可用下划线分开2、当数字不说明位宽时，默认值为32位3、 X或（z）在二进制中代表1位x（或z），在八进制中代表3位，在16进制中代表4位4、如果没有定义一个整数的位宽，其宽度为相应值中定义的位数。
5、如果定义的位宽比实际的位数长，通常在左边填0补位，但如果最左边一位为x或z，就相应的用x或z左边补位。
6、“？”是高阻态z的另一种表示符号，在数字的表示中，字符“？”和z 是完全等价的，可相互代替。
7、整数可以带符号，并且正负号应写在最左边，负数通常表示为二进制补码的形式。
8、当位宽与进制缺省时表示的是10进制数9、在位宽和‘之间，以及进制和数值之间允许出现空格，但’和进制之间以及数值之间是不能出现空格的。
要求掌握整数正确的书写方式。
5、向量：宽度大于1位的变量；标量：宽度为1位的变量。
定义2个8位reg型矢量：reg [7:0] ra, rb;6、运算符（1）注意：逻辑运算符，例如逻辑与&&、逻辑或||、逻辑非!，运算结果是1位的。
《Verilog HDL数字系统设计——原理、实例及仿真》课件第4章
拟仿真的过程语句，通常不能被逻辑综合工具所支持。
第4章 行为级建模方法
9
图4.1 initial语句执行顺序
第4章 行为级建模方法
10
【例4.1】 用initial语句在仿真开始时对各变量进行初始 化。
initial begin ina ='b000000; #10 ina ='b011000; #10 ina ='b011010; #10 ina ='b011011; #10 ina ='b010011; #10 ina ='b001100; end
法格式如下： always @ <敏感信号表达式> 语句块
其中，语句块的格式为 <块定义语句1> 时间控制1 行为语句1；
… 时间控制n 行为语句n； <块定义语句2>
第4章 行为级建模方法
13
以上的格式中： (1) 关键词always表明了该过程块是一个“always过程 块”。 (2) @ <敏感信号表达式>是可选项，有敏感事件列表的 语句块被称为“由事件控制的语句块”，它的执行要受敏感 事件的控制。 (3) “时间控制”用来对过程块内各条语句的执行时间进 行控制，它可以是任何一种时间控制方式。 (4) 语句块中的行为语句可以是如下语句中的一种：过程 赋值语句(阻塞型或非阻塞型)、过程连续赋值语句、if条件分 支语句、case条件分支语句、循环控制语句(forever、repeat、 while、for循环控制语句)、wait等待语句、disable中断语句、 事件触发语句、任务调用语句(用户定义第4章 行为级建模方法
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通过该例，应建立以下概念： (1) 只有寄存器类型的信号才可以在always和initial 语句 中进行赋值，类型定义通过reg语句实现； (2) 采用行为级描述方式，即直接采用“+”来描述加法， {Count，Sum}表示对位数的扩展，因为两个1 bit相加，产生 的和有两位，低位放在Sum变量中，进位放在Count 中； (3) always语句一直重复执行，由敏感列表(always语句括 号内的变量)中的变量触发； (4) always语句从0时刻开始； (5) 在begin和end之间的语句是顺序执行的，属于串行语 句。
《数字系统设计与Verilog HDL》教学大纲
《数字系统设计与Verilog HDL》教学大纲课程中文名称: 数字系统设计与Verilog HDL 课程英文名称: Digital system design with Verilog HDL课程代码: 学时/实践或实验/学分:40/8/2.5课程类别: 课程性质: 选修课适用专业:执笔人: 审定人：审批人：一、教学目标教学目标是使学生了解掌握EDA技术的基础知识、可编程逻辑器件的基本结构、硬件描述语言的语法、编程方法以及相关开发软件的使用方法。
重点掌握：PLD器件的结构和开发流程、开发软件的使用方法、Verilog HDL语言的基本语法和利用Verilog HDL语言建模、仿真和综合的设计复杂数字逻辑电路与系统设计的方法和技术。
目标1：了解EDA技术的发展概况，掌握EDA技术的基本概念及相关的基础知识，掌握数字系统设计的设计方法和流程。
了解可编程逻辑器件的分类，掌握可编程逻辑器件的基本结构掌握，掌握CPLD及FPGA器件的基本结构掌握。
目标2：掌握Verilog HDL的语言要素、各种语句以及设计方法等基础知识；掌握Verilog HDL 模块和测试模块的基本结构，能够利用Verilog HDL语言对数字电路进行建模。
目标3：掌握Verilog HDL的三种描述方式；掌握层次设计的方法以及一些设计技巧；并掌握利用有限状态机对数字电路进行建模的方式。
目标4：掌握开发软件及仿真软件的使用流程及方法，能够对设计文件进行仿真验证。
二、课程教学目标与毕业要求关系矩阵注：用☆☆☆、☆☆、☆分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱。
三、教学内容和学时分配（32学时）《数字系统设计与Verilog HDL》在理论教学方面侧重于PLD基本原理、Verilog HDL语法要素和行为语句、Verilog HDL阻塞与非阻塞赋值、Verilog HDL有限状态机设计和数字电路设计。
实验教学方面侧重于利用现代 EDA设计流程、软件仿真应用、仿真测试程序设计、层次设计。
Verilog1
是大小写敏感的(即区分大小写) Verilog 是大小写敏感的(即区分大小写) 。 所有的Verilog 关键词都是小写的。 所有的Verilog 关键词都是小写的。
HDL模块的 模块的结构 Verilog HDL模块的结构
Verilog的基本设计单元是 “ 模块” (block)。 Verilog 的基本设计单元是“ 模块 ” (block) 。 一 的基本设计单元是 个模块是由两部分组成的： 描述接口； 个模块是由两部分组成的 ： 一 ） 描述接口 ； 二 ） 描 述逻辑功能， 即定义输入是如何影响输出的。 述逻辑功能 ， 即定义输入是如何影响输出的 。 下面 举例说明： 举例说明：
引言
用户定义原语(UDP)创建的灵活性。 用户定义原语(UDP)创建的灵活性。用户定义 (UDP)创建的灵活性 的原语既可以是组合逻辑原语， 的原语既可以是组合逻辑原语，也可以是时序 逻辑原语。 HDL还具有内置逻辑函数 还具有内置逻辑函数。 逻辑原语。Verilog HDL还具有内置逻辑函数。 HDL语言最大的特点是易学易 Verilog HDL语言最大的特点是易学易 通过学习和使用， 用，通过学习和使用，可以在短时间内掌握该 语言。另外，该语言功能强， 语言。另外，该语言功能强，可以满足各个层 次设计人员的需要， 次设计人员的需要，从高层的系统描述到低层 的版图设计，都能很好地支持。由于Verilog 的版图设计，都能很好地支持。由于Verilog HDL巨大的优越性 使得它广泛流行， 巨大的优越性， HDL巨大的优越性，使得它广泛流行，尤其是 ASIC设计领域 更是处于主流地位。 设计领域， 在ASIC设计领域，更是处于主流地位。
output cout; output [3:0] sum; input [3:0] a,b; input cin; assign {cout,sum}=a+b+cin;
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（第4版）
数字系统设计与 Verilog HDL （第4版）
第1章 EDA技术概述
1.1 EDA技术及其发展 1.2 Top-down设计与IP核复用 1.3 数字设计的流程 1.4 常用的EDA软件工具 1.5 EDA技术的发展趋势
1.1 EDA技术及其发展
3．EDA（Electronic Design Automation）
EDA技术的应用范畴
EDA技术的新发展
（1）电子技术各个领域全方位融入EDA技术。 （2）IP（Intellectual Property）核在电子设计领 域得到了广泛的应用。 （3）嵌入式微处理器软核的出现，更大规模的 FPGA/CPLD器件的不断推出，使得SoPC（System on Programmable Chip，可编程芯片系统）步入实 用化阶段。 （4）用FPGA实现完全硬件的DSP（数字信号处理）处 理成为可能。 （5）在设计和仿真两方面支持标准硬件描述语言的EDA 软件不断推出，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更加高效。
现代EDA技术的特征
（1）采用硬件描述语言（HDL）进行设计 （2）逻辑综合与优化 （3）开放性和标准化 （4）更完备的库（Library）
1.2 Top-down设计与IP核复用
1.2.1 Top-down设计 1.2.2 Bottom-up设计 1.2.3 IP复用技术与SOC
1.2.1 Top-down设计
缺点：效率低、易出错
1.2.3 IP复用技术与SoC
IP（Intellectual Property）：原来的含义是指 知识产权、著作权，在IC设计领域指实现某 种功能的设计。 IP核（IP模块）：指功能完整，性能指标可 靠，已验证的、可重用的电路功能模块。 IP复用（IP reuse）
IP核与SoC设计
CPU指令/数据代码： 010010 100010 1100
为ASIC设计提供的 电路网表文件
布局布线
布局布线可理解为将综合生成的电路逻辑网表映射到 具体的目标器件中实现，并产生最终的可下载文件的 过程。布局布线将综合后的网表文件针对某一具体的 目标器件进行逻辑映射，把整个设计分为多个适合器 件内部逻辑资源实现的逻辑小块，并根据用户的设定 在速度和面积之间做出选择或折中；布局是将已分割 的逻辑小块放到器件内部逻辑资源的具体位置，并使 它们易于连线；布线则是利用器件的布线资源完成各 功能块之间和反馈信号之间的连接。
EDA（Electronic Design Automation） 就是以计算机为工作平台，以EDA软件工具为开 发环境，以PLD器件或者ASIC专用集成电路为目 标器件设计实现电路系统的一种技术。
1．电子CAD（Computer Aided Design）
2．电子CAE（Computer Aided Engineering）
仿真（Simulation）
仿真是对所设计电路的功能的验证 功能仿真（Function Simulation） 时序仿真（Timing Simulation）
编程配置
把适配后生成的编程文件装入到PLD器件中的过程 称为下载。 通常将对基于EEPROM工艺的非易失结构PLD器件 的下载称为编程（Program），将基于SRAM工艺 结构的PLD器件的下载称为配置（Configure）。
1.4 常用的EDA软件工具
集成的 FPGA/CPLD开发工具 逻辑综合器 仿真工具 其他设计工具
集成的FPGA/CPLD开发工具
逻辑综合器（Synthesizer）
仿真工具（simulation tools）
1.5 EDA技术的发展趋势
1．高性能的EDA工具将得到进一步发展
超大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高。 市场对系统的集成度不断提出更高的要求。 高性能的EDA工具，其自动化和智能化程度不断提高，为 嵌入式系统设计提供了功能强大的开发环境。 计算机硬件平台性能大幅度提高，为复杂的SoC设计提供 了物理基础。
1.5 EDA技术的发展趋势
2 ． EDA 技 术 将 促 使 ASIC 和 FPGA 逐 步 走 向融合 3．EDA技术的应用领域将越来越广泛
习题 1
1.1 谈谈自己对EDA技术的认识。 1.2 现代EDA技术的特点有哪些？ 1.3 什么是Top-down设计方式？ 1.4 数字系统的实现方式有哪些？各有什么优缺点？ 1.5 什么是IP复用技术，IP核对EDA技术的应用和发展有 什么意义？ 1.6 用硬件描述语言设计数字电路有什么优势？ 1.7 结合自己的使用情况谈谈对EDA工具的认识。 1.8 基于FPGA/CPLD的数字系统设计流程包括哪些步骤？ 1.9 什么是综合，常用的综合工具有哪些？ 1.10 功能仿真与时序仿真有什么区别？ 1.11 FPGA与ASIC在概念上有什么区别？
Top-down的设计 须经过“设计—验 证—修改设计—再 验证”的过程，不 断反复，直到结果 能够实现所要求的 功能，并在速度、 功耗、价格和可靠 性方面实现较为合 理的平衡。
1.2.2 Bottom-up设计
Bottom-up 设 计 ， 即 自 底 向 上 的 设 计 ， 由设计者调用设计库中的元件(如各种门 电路、加法器、计数器等) ，设计组合出 满足自己需要的系统
（1）ABEL-HDL （2）AHDL （3）VHDL （4）Verilog HDL
IEEE标准
硬件描述语言与软件编程语言有本质的区别
综合（Synthesis）
将较高层次的设计描述自动转化为较低层次描述的过程 ◆行为综合：从算法表示、行为描述转换到寄存器传输级 （RTL） ◆逻辑综合：RTL级描述转换到逻辑门级（包括触发器） ◆版图综合或结构综合：从逻辑门表示转换到版图表示，或 转换到PLD器件的配置网表表示
软IP--用VHDL等硬件描述语言描述的功能块，但 是并不涉及用什么具体电路元件实现这些功能。 固IP--完成了综合的功能块。 硬IP-- CHIP
1.3 数字设计的流程
基于 FPGA/CPLD 的数字系统
设计流程
设计输入
1. 原理图输入(Schematic diagrams ) 2、硬件描述语言 (HDL文本输入)
综合器是能自动实现上述转换的软件工具，是能将原理图 或HDL语言描述的电路功能转化为具体电路网表的工具
软件编译器和硬件综合器区别
C、ASM... 程序
软件程序编译器
COMPILER
（a）软件语言设计目标流程
VHDL/VERILOG. 程序
硬件描述语言 综合器
SYNTHESIZER
（b）硬件语言设计目标流程