EDA技术与数字系统设计.ppt

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1、EDA技术与数字系统设计,授课教师：高忠坚电话号码；18005985407,学习建议与考查方式,工程类课程需要扎实的理论基础，主要内容是数字系统设计；掌握Verilog HDL语法学习开发工具的使用并熟悉EDA开发流程遇到问题多思考、多消化、多总结(多花点时间)考查方式闭卷考试期末考试65，实验25(自主行实验12)，平时成绩5,考勤5,本课程安排,第1章 EDA综述第2章 可编程逻辑器件第3章 Quartus II9.0软件第4章 Verilog HDL语法第5章 数字系统设计与实现第6章 FPGA/CPLD器件的配置,知行合一,教学目的：,了解一类器件掌握一门设计语言熟悉一种设计工具,教材

2、及参考资料,参考资料Verilog数字系统设计夏宇闻，北京航空出版社FPGA现代数字系统设计马建国、孟宪元 等编著 清华大学出版社深入浅出玩转FPGA吴厚航 等编著北京航天航空出版社资源：网站：www.A、华清远见、黑金视频,第1章 EDA综述,1.1 EDA技术的发展,1.EDA技术的涵义 什么叫EDA技术？EDA是Electronic Design Automation(电子设计自动化)的缩写。EDA技术就是依靠功能强大的电子计算机，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，自动地完成逻辑编

3、译、化简、分割、综合、优化和仿真，直至下载到可编程逻辑器件CPLD/FPGA或专用集成电路ASIC芯片中，实现既定的电子电路设计功能。,1.1 EDA技术的发展阶段,1电子系统设计CAD是EDA发展的初级阶段（20世纪60年代中期80年代初）。2电子系统设计CAE是EDA发展的中级阶段（20世纪80年代初90年代初）。3以可编程器件为核心的EDA技术是EDA发展的高级阶段（20世纪90年代以来）,1.2 EDA技术的构成要素,1大规模可编程器件-载体2硬件描述语言-主要表达手段3软件开发环境-智能、自动化工具4实验开发环境-下载与硬件验证工具,HDL语言的特点：,（1）具有较强的电路描述能力；

4、（2）易于传递、修改、保存、重复利用设计；（3）易于层次化和结构化设计；（4）与具体硬件电路的设计平台无关。,1.3.1 EDA常用工具,EDA工具大致可以分为如下五个模块。,1.3.3 HDL综合器与仿真器,综合的目的就是将多个模块化设计合并成网表文件，使层次设计平面化。综合是把软件设计的HDL描述与硬件结构挂钩，是实现软件转化为硬件的关键，是文字描述与硬件实现之间的一座桥梁。因此HDL仿真器的仿真速度、仿真的准确性和易用性成为衡量仿真器的重要指标,1.3.5 适配器（布局、布线器）,适配器的任务是完成目标系统在器件上的布局布线。适配，即结构综合，通常由可编程逻辑器件生产厂商提供的专门针对器

5、件开发的软件来完成。适配器最后输出的是各厂商自己定义的下载文件，用于下载到器件中以实现设计。,1.3.6 下载器,下载是在功能仿真与时序仿真正确的前提下，将综合后形成的位流下载到具体的FPGA芯片中，也叫芯片配置。FPGA设计有两种配置形式：直接由计算机经过专用下载电缆进行配置；由外围配置芯片进行上电时自动配置。,1简述基于可编程器件的EDA技术的构成要素有哪些？2简述基于可编程器件的EDA技术的设计流程。,作业,第2章 可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD）,由多个多输入或门组成，用以产生或项，即将输入的某些乘积项相加。,FPGA（Fild Progra

6、mmable Gate Arrey），主要由逻辑块、输入/输出模块、可编程互连资源及SRAM结构的配置存储单元构成。,2.1.3 现场可编程门阵列（FPGA）的基本原理,1.可编程逻辑块（CLB）,2.1.3 现场可编程门阵列（FPGA）的基本原理 1可编程逻辑块（CLB）,2.输入输出模块（IOB）,2.1.3 现场可编程门阵列（FPGA）的基本原理 2.输入输出模块（IOB）,第三章 Quartus II9.0软件,第四章 Verilog HDL语法,第四章 Verilog HDL语法,模块的构成,元件例化(实例引用),元件,元件例化(实例引用),第四章 Verilog HDL语法,“assign”语句是描述组合逻辑最常用的方法之一。而“always”块既可用于描述组合逻辑也可描采用时序逻辑,Verilog HDL基本语法总结,测试文件的编写,避免冒险和竞争,数据类型及其常量和变量,Memory存储器变量,运算符优先级,位拼接与位缩减运算符,阻塞与非阻塞,阻塞与非阻塞,块语句,条件表达式语句,循环语句,结构说明语句,结构说明语句,Task与function,Task与function,Task与function,Task与function,宏定义,第五章 数字系统设计与实现,第六章 FPGA/CPLD器件的配置,The End Thank you,